高校信息化基础数据平台设计与研究

江仔珍 陈新胜 王雅婷

摘要：高校信息化建设也已发展了多年，高校从学校管理上的网络信息化，到现在智慧化校园进一步与教育过程融合，高校的信息化建设这一过程发展迅速。校园的智慧化建设改变了传统的教室，这种改变将为教学上的信息化提供巨大的推动力。教学信息化不同于管理的信息化，教学信息化需求上会更为复杂;在不同的学校、不同的专业、不同的课程等情况各异的环境下，将使得教学信息难以形成如管理类通用的信息系统。以往的开发信息化平台公司将很难提供统一的解决方案，用来满足不同学校、不同专业、不同学科等差异环境下的教学信息化需求。面对这种情况，学校本身需要根据自身的情况，不同程度地参与到教学信息化建设的方案设计中去。

关键词：教育信息化;基础数据平台;微服务

中图分类号：TP311      文献标识码：A

文章编号：1009-3044（2020）32-0084-02

1 高校信息化平台中的数据平台现状

高校信息化建设基本度过初期管理的数字信息化，现阶段高校信息化建设已经步入智慧校园建设初期，智慧校园建设的目标是将信息化与教育的深度融合。当面对市场上的各种繁多的智慧化校园建设方案，作为学校方如何把握好自身的建设方向，避免走上弯路导致资源浪费。如何建设智慧化校园是一个值得仔细思考的问题，本篇只做一个基础性的数据平台建设的研究，为让信息化建设更好的持续发展，分析基础数据平台这一信息化建设中的基础建设该如何去设计与实施。

高校信息化建设一般是从一个个管理信息系统开始，累积管理信息系统方式去实现管理的信息化，当管理信息系统的增多到一定的程度，这种以单体应用系统独立的管理信息系统的弊端，如信息孤岛、数據不一致等问题显现。为解决这些问题，出现了以同构、异构数据库间的数据交换技术的数据交换平台。然而这个数据交换平台也存在着自身的不足，如当数据交换业务增多，之间的关系越来越复杂，会造成业务逻辑的混乱，不易维护，经历这些痛点之后，一些囊括高校常用管理信息系统的整体解决方案被提出来。信息化起步较晚的高校正好在这个过程中，选择这种多管理系统综合一起的统一高校数字化平台。然而这种平台也不是完美的，术业有专攻，多而全的方案一般很难做到涉及面广又做到专而精，选择统一却又要忍受不是很适合的某些信息管理系统，鱼和熊掌难以兼得。

智慧校园的提出，面多市场上众多的解决方案，是不是又存在鱼和熊掌之间的选择呢？将来做教学深层次的信息化，是不是又要经历这样的局面？这样不是信息化建设过程中好的局面，要打破这样的局面该如何去做？

不过学校无论去选择哪个市场上提供的高校信息化解决方案，都很难去完美契合自身学校的需求，这是由提供方案一方局限性所决定的，一般大而全的信息化平台方案，只能是去针对普遍问题提出的解决方案，难以去针对某一个学校提供定制化方案，因为这样做是一种高成本低收益的行为。其实到此还是存在鱼和熊掌之间的选择，要解决这个局面，就需要学校提高自身建设的能力，在信息化的进程中根据自身的条件，分析学校自身信息化建设的主次，建立起可持续发展点的观点，主导学校信息化解决方案，而不是被动地选择。

可持续发展的方案需要一个很好的基础，这个基础要尽可能地去预测将要出现的问题，并且在出现问题时能够迅速调整自身，小成本就能去解决问题，而不是需要推倒重建。归根结底数字化还是智慧化，其实都是在使用现代网络信息技术对校园的人与物和行为数字化的各类信息进行处理。这里有两个重要的因素，一个是数字化信息，一个是网络信息化处理。数字化信息呈现体是数据;网络信息化处理便是各类的息管理系统应用。良好的数据设计与管理，是良好的信息管理系统应用的基础。目前高校信息化建设中的数据存在一定的延后性，是一种自上而下的形式，只有上端的应用需要进化，下端的数据管理才会做出相应的变化。这样的模式其实是对学校不利的，而对市场上的方案提供方有利。市场上的解决方案不断进化，如果学校要采用新的解决方案，可能会有推翻之前所做努力;不采用新的解决方案，又难以使信息化进一步前进，陷入进退两难。

2 高校基础数据平台设计

高校基础数据平台设计的指导思想是：数据是信息化的根基，这个根基需要良好的前瞻性，能够自身进化去适应信息化建设新形势。随着信息化建设的深入，校园中的人与物以及人的行为都在逐步地进行深入的数字化描述与存储，这些用来描述的数字化信息需要一个管理平台，这个平台就是信息化数据管理平台。这里将数据分为两块，一是用来描述人或物的信息，随着时间推移信息的增量相对较小，这些信息是相对稳定不常变化的公共数据信息;二是主要来自教学信息化中的教学活动产生的信息，这些信息是随着时间推移而变化的信息的增量会很大，同时也是很难去统一结构化的信息。这两类信息在信息平台中将采用不同的解决方案，在整个设计方案中引入微服务架构的思想，前者采用拆分和优化，后者采用微服务架构。

第一部分设计，针对相对稳定不常变化的公共数据。这一部分大部分信息已经存在于建设好的管理信息系统中，可以采用较为粗颗粒的分类划分，拆分原有的数据，抽取公共服务。例如将学生信息基本抽取，按学生在校的状态归类，将学生信息拆分为：在校学生库、毕业学生库、拟录取新生学生库。第一部分设计示意图如图1。

这样划分的好处是信息化初期，大多是管理类信息系统应用，这类的管理信息系统也是已经比较成熟，大量数据都已有较高的结构化数据，归类划分较为容易，或者已经有较好的归类划分的数据库集。在公共服务微服务化过程中，可以采用反范式模式的一个数据库多微服务的模式，在出现大量教学信息化应用前，不太用担心数据库高并引发数据访问瓶颈。即使在应用系统增多，数据的访问出现高并发，单数据库无法支撑的情况，也可以采用分布式数据库模式，使用数据库读写分离方式来解决数据库瓶颈，这样设计可以在初期应用不是很多的情况下，减少因微服务架构带来在部署、运维上增加的成本。另外也有不少学校已经建成SOA架构的数字化平台，不需要对当前数据进行大量重构，只要在原有基础上，进行数据库拆分和公共服务抽取，为后续发展提供扩展空间，而不需要大刀阔斧的改造，重复建设造成资源浪费。单数据库多微服务设计和数据库读写分离负载均衡设计，如图2。

第二部分设计，针对管理相对不稳定的数据，这些数据将是来自众多教学信息化应用，这些应用需要时间去优化和完善，应用系统的开发将是一个敏捷的过程，这个过程长短取决于教学信息化复杂程度。这部分的数据在单位时间内数据量大且需要实时性，数据呈现多样性，这些信息的管理如使用传统关系型数据库是很难满足应用的需求。高校信息化建设现阶段是对教学上的信息化，这个过程相较之前的管理信息化要复杂得多，应用也将要多得的多，这些应用采用已经日趋成熟的微服务架构来设计，将是很不错的选择。

微服务架构的特点是服务微小，独立部署，可以独自进化。对数据库的要求也是要尽量微化，单个微服务对应单个数据库，减少相互间的耦合性。由于这部分数据的非结构化特点，针对这些数据采用的数据平台设计有两种解决方案，第一种是混合持久化模式，原则是使用最合适的数据工具为每个任务服务，例如，使用Redis提供一个高并发低延迟的共享用户会话方案;MongoDB可以用来解决大量不定结构的数据建模管理;ElasticSearch则是一个非常强大的全文搜索数据服务器。混合持久化模式优势很明显，每个服务都能使用到最佳的工具和技术;然而劣势也很明显部署与运维将会变得很艰难，成本将会变得很高。第二种是多模数据库模式，这个模式是对混合持久模式的一个折中方案，数据库采用功能全面的NoSql数据库MongoDB，依旧是微服务架构下的每个服务单独一个数据库，虽然数据库实例很多，但是单一类型的数据库，部署和维护都变得相对简单很多，技术人员配备上也要求简单得多。混合持久化与多模数据库两种数据库选型设计，如图3。

3 数据交换的概念发生变化

在信息化建设初期，管理信息系统一般都是单体结构，系统与系统之间数据交互的需求，出现了数据库间的数据交换技術。在SOA架构的高校数字化平台和今后采用微服务架构的教学平台，数据示意服务的形式存在，数据库间存在重复数据已大大减少，需要数据可以直接授权访问提供数据的服务，不需要再去为不同数据库间的重复数据，保持一致性而进行数据校验与交换。需要解决的问题转向为分布式的事务处理，因数据的拆分产生数据库的分布式，当一个应用使用了多个服务，而这些服务处理的过程是一个事务，但是因为服务也是分布式的，事务的一致性和原子性就难以得到保证。随着分布式系统和微服务的发展，分布式事务发展到现在也已经有众多的解决方案，此篇不对这些方案赘述。

4 结束语

不同的高校间可能存在着巨大的差异性，有体量很大的综合性大学，也有专业性强体量小的学院。不同性质的高校不能使用同一个标准去建设基础数据平台，需要根据自身的情况而定，选择适合学校自身条件的技术平台，不能盲目追求新技术，不能只看大而全，高校数字化建设需要一个较长时期的发展，没有一劳永逸，需要用发展的眼光去看待高校信息化建设，现代网络信息技术在不停向前发展，高校数字化建设在不同时期具有不同的标准，可扩展和可持续发展是要认真思考的问题，既要看清当前的条件，又得着眼未来的发展。

对于高职院校而言，信息化建设可以促进自身的改革与进步，通过信息化建设逐步优化自身提高竞争力;然而信息化对于高职类院校却也可能是一件非常艰难的事情，高职院校一般体量较小，资源也是比较有限，在有限的资源上分配出一部分用以信息化建设，通常需要学校决策层的取舍。高职类院校在使用有限的资源进行信息化建设，应遵循循序渐进的思维方式，先重点建设信息化的基础设施，逐步搭建信息化的数字平台，避免因贪功冒进，导致后续发展难以继续，造成进一步建设却需要将之前的推倒重建的两难的境地。高职院校的信息化建设应多学习示范院校，了解自身条件，稳步发展。

参考文献：

[1] 郑月斋.高校信息化建设工作的一点思考[J].电脑知识与技术，2019，15（6）：117-118，122.

[2] 白娟.智慧校园建设及其对高校信息化的挑战[J].中国教育技术装备，2018（16）：41-43.

【通联编辑：张薇】