付熙徐 龚希章 李高健

摘 要：提出一种以数据为导向可灵活适应变化的高校信息系统建设管理模式.分析软件建设、升级、运维管理过程中涉及到的变化点，对高校信息系统的建设和管理提出解决方案，对现有的高校信息系统架构进行改进，通过规范的制定和数据及文档的规范化，将系统和管理变化的影响减到最小.

关键词：信息系统;设计模式;建设; 管理;数据导向

[中图分类号]G202    [文献标志码]A

Abstract：A data oriented construction and management method with good flexibility is advanced to adapt the changes in construction and management of information systems.By analyzing the variation points in the process of information system construction，upgrading and maintenance，a method on the construction and management of universities and colleges is advanced： improve the architecture of information systems，minimize the affects of system and management variation by establishing standards to normalize data and documents.

Key words：information system;design pattern;construction;management;data oriented

信息系統的建设对于高校的教学、科研和管理至关重要.[1]信息系统更新换代极为迅速[2-4]，旧系统可维护性下降使得高校信息系统建设与管理中不可避免地出现无法适应变化导致的各种问题.通常高校的应对策略是减少变化：管理层面，尽量选择相同的开发商和运维单位，尽量要求运维单位挽留核心技术人员;技术层面，要求升级后的系统一定要导入旧系统的数据，尽量不改变旧系统的业务流程等.这些做法虽然能减少系统建设和管理中的变化和风险，但限制了信息系统的改进和技术路线的选择.当变化不可避免时（如系统安全性升级、浏览器兼容性升级等），仍然无法最大限度减少变化的风险.本文提出一种以数据为导向可灵活适应变化的高校信息系统建设管理模式，对软件建设、升级、运维管理过程中涉及到的变化点进行分析，进而从系统架构、项目管理和人员管理三个角度对高校信息系统的建设和管理提出建议.

1 高校信息系统建设管理模式的核心思想

设计模式是软件设计开发过程中总结出的一套经验模式，目的是减少变化对程序的影响，目前主要用于面向对象程序设计.[5-6]高校信息系统建设管理模式的核心思想六项原则[6]：

（1）单一责任原则，指的是一个类或者一个方法只做一件事;

（2）开放封闭原则，对扩展开放，对修改关闭（意为一个类独立之后就不应该去修改它，而是以扩展的方式适应新需求）;

（3）里氏替换原则，所有基类出现的地方都可以用派生类替换而不会程序产生错误;

（4）接口隔离原则，类不应该依赖不需要的接口，知道越少越好;

（5）依赖倒置原则，指的是高级模块不应该依赖低级模块，而是依赖抽象.

除里氏替换原则完全是对类和对象关系的规范外，其他几项原则都可以不同程度地为高适应性信息系统建设与管理提供参考，而接口隔离原则和相关的接口模式在遗留系统的处理中经常用到.例如在信息系统建设中，很多供应商都会提供基于自身产品线的认证平台，为方便管理，应该根据单一责任原则选择一家单位的认证平台作为学校的认证平台并使其独立于具体的应用系统.

为使信息系统的开发与管理适应系统开发与运行期间的各种变化，可以首先确认信息系统生命周期中的各个变化点，然后根据开放封闭原则和单一职责原则，对变化进行分析和预设计，最终确立较为稳定的架构、规则和管理方法.

2 信息系统建设与维护中的变化点

信息系统的生命周期包含系统的建设、系统的维护、旧系统的淘汰与升级.这个周期内的变化点主要包含系统的建立和维护性修改以及系统的淘汰升级.高校信息系统的基本架构、系统建设与维护过程中各个活动对信息系统架构不同层次的影响见表1.在目前高校的制度和系统架构背景下，信息系统建设和维护的各种活动与系统架构的其他部分关系仍然比较紧密，可谓牵一发动全线，尤其是人的管理，对信息系统的运行非常重要.

新系统建设 新系统建设和启用是高校信息系统建设重要变化点较多的环节.新系统需要被集成到学校的信息系统平台中，数据需要与已有系统共享，一些重要系统的数据需要进入数据仓库长期保存.另一方面，旧系统需要被淘汰，相关的数据和业务需要进行合理的处置.在新系统上线时，也可能会引起开发维护商的变化.

新技术应用和兼容性升级 高校信息系统作为一个长期存在的体系经常会面临一些兼容性和技术路线的升级问题.例如浏览器兼容性问题一直是B/S架构信息系统需要考虑的问题[7]，然而对于浏览器相互兼容性和向下兼容性问题并不是高校能彻底解决的，通常需要对程序进行升级.这些升级通常都会对程序进行修改，有时候会对系统的数据结构进行修改，进而影响到数据共享，少数情况会影响数据仓库的结构.一般不会对开发维护商造成影响.

信息安全升级 信息安全是造成信息系统变化的重要原因之一，涉及到的主要变化点是各个应用系统和网站及相关操作系统的修改以及对部分端口、地址访问权限的限制.信息安全升级可能对用户使用造成影响，有时会对系统的数据结构进行修改.经常需要开发维护商配合修改，无运维服务的系统很难进行升级.

人员和开发维护单位的变化 由于系统升级、服务期结束、运维商无法继续服务等原因，开发维护单位会发生变化，一些核心技术人员和熟练员工的离开也会对系统的维护产生较大影响.[8]人员和开发维护单位的变化可能会导致系统的可维护性降低，严重的会导致系统因无法维护被淘汰，导致新一轮的系统建设问题.

3 以数据为中心的信息系统建设模式

3.1 信息系统架构模式

由于安全性升级和新系统的建设等活动容易影响到其他系统和数据库，为减少信息系统架构中的变化，根据单一责任原则，在架构中引入了认证服务层和数据交换层.改进后的系统架构见图1.

客户端层主要包含PC客户端、移动客户端以及各种瘦客户端.客户端的软件通常包含各种浏览器、手机APP、专用客户端程序等.该层应对变化的办法通常是按统一管理要求使用和升级客户端程序以及浏览器，不要安装未经官方测试认证的第三方程序，例如有些可能影响校内系统访问和使用的防火墙和杀病毒程序.

信息安全尤其是认证相关的程序通常需要多个应用程序配合修改.为了适应变化简化管理，可在系统架构中增加认证服务层，该层包含了信息系统体系对外的安全隔离措施并负责对

校内系统进行用户认证和访问控制，将用户信息传递到应用系统.典型的服务包括认证、防火墙、入侵检测系统，以及无需认证对外开放的服务（如门户网站等），还需要定义与应用系统的认证信息传递规范和接口，并保证系统的兼容性.安全性的升级尽量在该层完成，尽量保持对应用系统的认证信息传递规范和接口不变.

应用服务层包含学校的各应用系统及其数据，包括大数据采集系统和实时流分析系统以及文件、媒体等服务.系统的建设和更新应尽量只影响本系统和数据，与其他系统的数据耦合应由专门的数据交换层处理.本层各系统的认证设计应当遵循认证服务层的标准，提供数据交换所需要的全部数据;系统在设计时应考虑客户端的兼容性，为客户端和浏览器的选择提供标准，尽量做到向下兼容.

为减少系统变化导致与其数据耦合的系统发生变化，架构中设计了数据交换层，主要功能是实现各系统间的数据交换和数据共享，以及数据仓储层的数据转换与抽取服务.通过数据抽取与转换（ETL）、触发器和共享视图等方式从应用服务层获取数据，但为了不影响相关的应用系统，需要建立一个稳定只增的抽取数据结构标准，只获取关键和必要的数据，这也是开放封闭原则的要求.

数据仓储层主要包含数据仓库[8]和依赖于数据仓库的数据分析统计服务，存储的是重要的历史数据，其数据和结构是稳定只增的.这部分的数据结构通常不会在系统运行和维护期间发生变化.

3.2 基于系统的生命周期

系统建设分为自主开发和采购两种情况.自主开发的情况由于系统通常较小，开发人员对系统掌握程度好，情况比较简单，只需确保遵循系统接口和数据共享原则，并保留充分的技术文档即可.若为对外采购，需选择技术成熟、稳定、信誉较好的公司，确定建设单位之间能充分讨论学校的建设标准和技术单位的技术路线，尽量采用兼容性好的技术.在确定建设单位前和系统建设过程中，均需考虑并测试系统的兼容性.系统开发完成后需留下充足的、可用的文档.

在系统运维过程中，会有一些维护性修改，应遵循系统管理规范进行修改，保证不缺失共享数据，尽量保证客户端的兼容性，如有变化，当及时通知使用人员，并对相关的规范标准进行修改.若存在维护单位改变的情况，需要确认系统和文档资料完好程度和交接情况.

当系统因为技术落后、需求改变或者不能维护等原因需要終止使用重新开发时，首先需要确认与数据交换相关的数据和功能，在新系统建设时需考虑保留这些数据和功能.需要整理文档或进行逆向工程获取系统信息，供开发时使用.另需做好系统切换计划和预案.如果旧系统需要和新系统并行运行的，需要对数据做好规划.

3.3 人员和知识的管理

由于系统升级、服务期结束、运维商无法继续服务等原因，开发维护单位会发生变化，系统维护人员也会发生变化.这种变化在一定程度上是不可避免的.然而，系统运维期间的文档和知识则是人员管理中的不动点.校方可以建立完善的规章制度，积极参与运维管理活动，督促运维单位形成和提交有效的技术文档，积极组织运维单位技术交流和培训，做好技术交接工作，努力将人的变化对信息系统的影响减少到最小.另外，选择制度完整、成熟的运维单位也可以一定程度缓解人员和维护单位的变化问题.

4 结束语

本文从系统架构和管理的角度讨论了应对信息系统建设中各种变化的方法，对现有的高校信息系统架构进行了改进，通过规范的制定和数据及文档的规范化，将系统和管理变化的影响减到最小.本文的研究和探讨基于高校信息系统建设的普遍情况，不涉及具体高校的信息化管理，各院校可以根据自身信息化发展和信息系统建设的情况予以借鉴.

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编辑：琳莉