基于碎片化服務的高校信息化架構及實踐

李恒貝+查貴庭+毛莉菊+王卉

摘 要：在分析當前高校校園信息化發(fā)展現(xiàn)狀與問題的基礎上，借鑒企業(yè)架構理論，圍繞基于碎片化服務的業(yè)務架構模式，建立了與之無縫接入的校園信息化應用架構平臺。通過在南京農(nóng)業(yè)大學校園信息化的應用實踐，總結了架構的關鍵技術與應用成效，并已成功地在其他高校得到了推廣。

關鍵詞：高校信息化；碎片化服務；企業(yè)架構

中圖分類號：G647，G202 文獻標志碼：B 文章編號：1673-8454（2016）19-0011-03

自上世紀80年代以來，我國高校的信息化開始起步，初期的發(fā)展模式主要是將計算機技術應用于財務管理等領域，發(fā)展動力來源于IT技術廠商，屬技術驅動型。隨著信息化效益的初步顯現(xiàn)，尤其是近10年來，組織的信息化意識逐步增強，信息化逐步向業(yè)務驅動轉化，各高校信息化整體建設水平得到了很大的提升，信息系統(tǒng)開始全面支撐學校業(yè)務，但是在總體業(yè)務架構與數(shù)據(jù)架構上尚處于無序狀態(tài)，數(shù)據(jù)和流程問題依然是高校信息化建設中的兩大核心難題，信息應用系統(tǒng)建設對業(yè)務變化的快速支撐成為矛盾的焦點。

目前，不少高校在信息化的業(yè)務架構和數(shù)據(jù)應用方面做了一些有益的探索。[1，2]如2011年清華大學基于企業(yè)架構理論，提出由業(yè)務架構、信息系統(tǒng)架構和技術架構三部分組成的高校信息化的大學架構理論；[1]復旦大學于2012年就以共享庫的數(shù)據(jù)集成為基礎，對數(shù)據(jù)根據(jù)使用目的建立主題，通過業(yè)務的集中和整合，對校園信息化新一輪發(fā)展中的一站式服務進行了規(guī)劃和設計。[2]本研究借鑒各高校的探索經(jīng)驗，圍繞碎片化服務的核心思路，在企業(yè)架構理論的基礎上構建了新一代高校信息化架構模式并進行了應用實踐，以有效解決當前信息化建設過程中的數(shù)據(jù)和流程兩大難題。

一、高校信息化現(xiàn)狀

近10年高校信息化建設發(fā)展迅速，幾乎所有的高校都基于信息管理系統(tǒng)（MIS）模式進行了一至兩輪的數(shù)字校園建設，出現(xiàn)問題如下：①師生不愿意用。由于系統(tǒng)是以管理者的視角進行的設計，普通用戶與管理者使用同一套系統(tǒng)，使用起來很困難，而很多師生迫切需要的常用服務卻很少有系統(tǒng)支撐。②業(yè)務部門不滿意。業(yè)務需求的多變是一種常態(tài)，但功能變更響應不及時，同時由于系統(tǒng)龐大、功能繁多，學習使用系統(tǒng)耗時耗力；③校領導對信息化無感知。信息中心無法給出信息化高投入所帶來的管理效率提升、服務師生乃至決策支持方面的實證。④信息中心壓力大。管理效率的提升源自業(yè)務部門的流程變革，跨部門的服務應用來自于業(yè)務部間的流程整合，管理決策數(shù)據(jù)的積累來自于業(yè)務系統(tǒng)的使用，這些對大多數(shù)學校的信息中心來說似乎也無能為力，而信息中心卻承擔著各類業(yè)務系統(tǒng)安全運維與保障的壓力，系統(tǒng)建得越多，信息中心的壓力越大，根本無暇顧及普通師生普遍關注的個性化服務應用建設。

當前高校信息化建設的諸多問題，已有專家學者關注到。[2，3]如清華大學的蔣東興指出，學校的信息系統(tǒng)越來越龐大復雜，已經(jīng)給建設運行模式提出了嚴峻的挑戰(zhàn)：沒有一家IT公司能夠提出一個高校數(shù)字校園的整體解決方案并圓滿地實施，很多高校信息化建設陷入進退維谷的境地。筆者認為，MIS系統(tǒng)的建設使學校業(yè)務部門和信息化管理部門在業(yè)務與管理創(chuàng)新方面的合作日趨緊密，IT與業(yè)務的一致性有了很大的提升，但是在數(shù)據(jù)共享、系統(tǒng)集成、重復投資、系統(tǒng)利用率、IT快速響應業(yè)務需求等方面仍存在較多困難，究其原因主要是學校的信息化缺乏總體設計，因此，需要加強校園信息化建設方法與理論的探索和實踐。

二、基于碎片化服務的高校信息化架構思路

由于當前高校正處于一個變革時期，從各學校的信息化建設實踐來看，從學校整體業(yè)務出發(fā)全面梳理學校各類業(yè)務應用，建立統(tǒng)一規(guī)范的業(yè)務模型在短時間內(nèi)幾乎不可行。筆者在近年的工作實踐中總結出了“碎片化服務”的建設思路，并以此為核心，在頂層設計上以企業(yè)架構為指導提出了高校信息化架構的實施框架。

1.碎片化服務

碎片化服務是針對當前高校信息化建設的現(xiàn)狀提出的全新的建設方法和建設思路，百度百科中對“碎片化（Fragmentation）”的解釋是：完整的東西破成諸多零塊。我們將學校信息化服務中最小顆粒度的業(yè)務應用稱之為“碎片化服務”，這種碎片化服務以解決一個問題（做一件事）為邊界，其基本要求為能夠完整形成業(yè)務應用的邏輯閉環(huán)。碎片化服務之間在數(shù)據(jù)層面互相支撐，在業(yè)務邏輯上呈松耦合關系，既相互獨立又可進一步整合完成更復雜的業(yè)務。

碎片化服務是校園信息化服務的最小服務單元（輕量級應用），是有效解決當前信息化建設難點（數(shù)據(jù)、流程）、提升用戶體驗、構建開放的校園信息化建設生態(tài)的重要手段。由于業(yè)務應用的顆粒度較小，流程、角色、權限變得清晰，在實現(xiàn)服務應用的定點定時定人推送方面變得容易，可以真正做到個性化的服務推送，而較小的業(yè)務應用的業(yè)務表單數(shù)據(jù)字段總量必然不大，對逐步理清數(shù)據(jù)源頭、規(guī)范校內(nèi)業(yè)務數(shù)據(jù)標準、保持數(shù)據(jù)一致性提供了良好的數(shù)據(jù)建設方法。由于業(yè)務應用的碎片化，每個業(yè)務需求都可以獨立進行設計開發(fā)，因此建設周期和建設難度大大降低，但是每個服務應用的開發(fā)與設計必須遵循一定的標準和規(guī)范。

2.企業(yè)架構

企業(yè)架構（Enterprise Architecture ， 簡稱EA）借助信息技術， 用工業(yè)化、標準化和工程化的思路來研究如何將業(yè)務需求映射到IT 系統(tǒng)， 能在對業(yè)務戰(zhàn)略和流程理解的基礎上，進行信息化頂層設計，形成靈活穩(wěn)健的IT結構，[4]EA從各個層面反映業(yè)務、服務、技術和產(chǎn)品及其相互之間的關系，輔以其管控和演進的規(guī)則，因而近年來被多個領域的研究者所關注。目前，國際上主要的EA框架與方法論包括開放組架構框架（TOGAF）、美國聯(lián)邦體系架構（FEA）和美國國防部架構框架（DoDAF），TOGAF是目前認知度與接受度最高的架構框架。2011年，在國家社科基金支持下，相關研究機構推出了中國本土化的EA框架，即信息化體系架構框架（IEAF）。

企業(yè)架構可分為兩大部分，一是業(yè)務架構，二是IT架構。業(yè)務架構是把企業(yè)的業(yè)務戰(zhàn)略轉化為日常運作的渠道，由業(yè)務戰(zhàn)略決定，包括業(yè)務的運營模式、流程體系、組織結構、地域分布等內(nèi)容；IT架構是建立企業(yè)信息系統(tǒng)的綜合藍圖，包括信息架構、應用架構和技術架構三部分。對比其他主要關注于實現(xiàn)的規(guī)程，企業(yè)架構領域原則上的關注點是企業(yè)范圍內(nèi)的業(yè)務需求的識別、規(guī)范及優(yōu)先級劃分。企業(yè)架構如同戰(zhàn)略規(guī)劃，可以幫助企業(yè)執(zhí)行業(yè)務戰(zhàn)略規(guī)劃及IT戰(zhàn)略規(guī)劃，是承接企業(yè)業(yè)務戰(zhàn)略與IT戰(zhàn)略之間的橋梁與標準接口，是企業(yè)信息化規(guī)劃的核心。

3.碎片化服務架構

如圖1所示，在高校信息化架構實施框架的頂層設計上，借鑒了企業(yè)架構的業(yè)務流程、應用、信息及基礎設施四大框架的構建方法并落地實施。在業(yè)務架構上，采用“碎片化服務”的信息化應用建設方式；在應用架構上，建立了與“碎片化服務”業(yè)務架構相匹配的高校信息化開放平臺；在信息架構上，結合國家及各學校的信息標準模型重新建設信息標準以及綜合服務數(shù)據(jù)庫，并以應用服務的建設為牽引不斷進行更新迭代；在技術架構上，則以“私有云+公有云”的混合模式進行建設。

三、實證分析——以南京農(nóng)業(yè)大學為例

南京農(nóng)業(yè)大學校園信息化建設初期也是基于MIS系統(tǒng)模式進行的建設。2014年，面對信息化發(fā)展瓶頸，開始尋求突破，在企業(yè)架構理論的指導下，通過兩年多的探索與實踐，建設了基于碎片化服務的新一代高校信息化應用開放平臺架構。由于篇幅有限，本文僅對應用架構（開放平臺）的關鍵技術做簡單介紹。

1.信息應用開放平臺的架構

如圖2所示，信息應用開放平臺為碎片化服務提供了接入與運行的基礎環(huán)境，由應用管理中心、流程中心、服務總線、公共組件、數(shù)據(jù)（標準）庫五大核心功能中心組成，與信息安全、運維及運營體系共同形成校園信息應用的開放環(huán)境，為校園信息化建設的多方參與提供了可能。

（1）應用服務層

應用，即碎片化服務，位于開放平臺架構的最上層，主要分兩類，一類是需要在校內(nèi)進行安裝部署的（存放于校內(nèi)私有云，包括校內(nèi)師生自主開發(fā)及委托第三方企業(yè)開發(fā)的各類應用），另一類是校外開放的各種互聯(lián)網(wǎng)應用（運行于校外公有云），這些校內(nèi)外應用共同形成了學校信息化應用的資源池向學校提供信息化服務。

（2）應用管理中心

由應用接入、應用管理、應用展現(xiàn)組成，應用接入主要負責各類應用接入校園的方式方法管理，如本地化部署方案、數(shù)據(jù)接口的提供、身份認證及安全管理等；應用管理則重在應用接入學校后的基本屬性的配置，如業(yè)務域分配、應用管理員分配、開放及推薦策略、權限及用戶組的配置、流程及任務中心的連接、展現(xiàn)方式的設置等；應用展現(xiàn)是指此類應用內(nèi)的用戶使用何種終端（手機端/PC）的頁面展現(xiàn)形式。

（3）基于服務的柔性流程編排

也稱為流程中心、任務中心，很多業(yè)務應用內(nèi)的流程是動態(tài)的，需要流程具有柔性，即允許流程實例所依賴的流程定義中的部分流程片段為抽象的，并隨著流程實例的執(zhí)行，逐步實例化這部分抽象的內(nèi)容。在流程實例運行過程中，可以動態(tài)地對流程實例所依賴的流程定義進行修改，包括增添、刪除、修改流程中的活動節(jié)點或更改業(yè)務邏輯，重新驗證發(fā)生變化的流程定義的正確性、合法性等。動態(tài)流程柔性編排相對靈活，具有足夠的彈性和良好的擴展性，能很好地滿足上層接入應用的二次開發(fā)，快速適應學校個性化需求。

（4）校園服務總線（ESB）

是向應用管理平臺提供各類服務能力的核心組件，主要負責各類API接口的定義、服務治理（服務的注冊、啟停、集成與管理）等，通過服務集成工具和服務標準管理工具為底層各類服務的接入提供接口定義、格式轉換及版本管理等能力。

（5）公共應用組件及數(shù)據(jù)庫支撐

如IDS、支付、打印、統(tǒng)一通訊、消息、數(shù)據(jù)標準及數(shù)據(jù)庫等，這些公共服務組件以標準接口（如API）形式在校園服務總線上注冊并被服務總線所管理，通過總線對外暴露各類能力接口供最上層應用（碎片化服務）所調用或復用。

安全及運維、運營體系位于架構的左側，是開放平臺正常高效運轉的重要保障，在此不再贅述。

2.實際應用及成效

2014年在南京農(nóng)業(yè)大學開始了基于碎片化服務的高校信息化架構的建設實踐。首先基于碎片化服務的理論，探索總結出服務分析的七步方法論，以此指導完成了82個高校信息應用服務的需求調研分析報告和方案設計，目前已完成新生報到、學生心理測評、師生查詢、教師個人數(shù)據(jù)中心等63個服務應用的開發(fā)并已上線試運行，其中本校師生自主開發(fā)的師生課表查詢、體檢報告等應用服務7個，委托第三方企業(yè)開發(fā)的業(yè)務應用57個。（見圖3）應用管理中心配置業(yè)務域11個，用戶群組66類。應用效果顯示，架構的開放性讓高校信息化的“人人參與、多方參與、共同建設”成為可能，其研究與實踐成果已經(jīng)被合作企業(yè)所采納并在復旦大學、同濟大學、南京理工大學等多所高校實施，深得各高校的好評。

參考文獻：

[1]蔣東興，袁徐磊，劉啟新，袁芳，付小龍.大學信息化架構探索[J].實驗技術與管理，2011（5）：7-11.

[2]趙澤宇，張凱，宓詠.高校一站式信息化服務[J].科研信息化技術與應用，2012（3）：52-59.

[3]蔣東興，付小龍，袁芳，吳海燕，劉啟新.大數(shù)據(jù)背景下的高校智慧校園建設探討[J].華東師范大學學報（自然科學版），2015（S1）：120-125.

[4]趙剛.企業(yè)架構的發(fā)展歷史與概念[J].中國計算機用戶，2006（9）：38-39.

（編輯：王天鵬）