基于大數(shù)據(jù)的高校數(shù)字化校園平臺(tái)建設(shè)方案探究

束衛(wèi)平

摘 要：結(jié)合高校數(shù)字化校園建設(shè)現(xiàn)狀，從大數(shù)據(jù)角度提出了高校數(shù)字化校園建設(shè)方案，該方案可為高校數(shù)字化校園建設(shè)提供參考。

關(guān)鍵詞：數(shù)字化校園;平臺(tái);大數(shù)據(jù)

1 建設(shè)背景

近年來(lái)，數(shù)字化校園建設(shè)的需求逐步由各業(yè)務(wù)部門(mén)建設(shè)獨(dú)立的信息系統(tǒng)轉(zhuǎn)變?yōu)橛尚畔⒒芾聿块T(mén)牽頭建設(shè)覆蓋全校的綜合系統(tǒng)。構(gòu)建一站式的網(wǎng)上服務(wù)大廳，實(shí)現(xiàn)辦事流程一站式、跨業(yè)務(wù)系統(tǒng)的服務(wù)申請(qǐng)辦理，并且集成消息提醒與校園網(wǎng)資訊信息成為了現(xiàn)代高校信息化發(fā)展的主要目標(biāo)。

在高校數(shù)字化校園建設(shè)開(kāi)始初期，各部門(mén)各自開(kāi)發(fā)信息系統(tǒng)。這些信息系統(tǒng)均是針對(duì)各部門(mén)具體工作進(jìn)行設(shè)計(jì)的，缺少全校的統(tǒng)一規(guī)劃。存在以下問(wèn)題：

（1）各業(yè)務(wù)系統(tǒng)開(kāi)發(fā)環(huán)境、操作系統(tǒng)和數(shù)據(jù)庫(kù)版本、應(yīng)用部署環(huán)境，數(shù)據(jù)編碼、字段屬性等各個(gè)方面的不一致，都容易造成整個(gè)平臺(tái)數(shù)據(jù)異構(gòu)的問(wèn)題;

（2）各部門(mén)對(duì)相關(guān)聯(lián)數(shù)據(jù)的屬性名定義不同以及各系統(tǒng)開(kāi)發(fā)的時(shí)間不同，易造成數(shù)據(jù)冗余和不一致問(wèn)題;

（3）在系統(tǒng)開(kāi)發(fā)和業(yè)務(wù)操作過(guò)程中，缺少高校數(shù)據(jù)的全局監(jiān)控，易出現(xiàn)錯(cuò)誤數(shù)據(jù)。這些異構(gòu)業(yè)務(wù)系統(tǒng)的長(zhǎng)期并存是數(shù)字化校園普遍狀態(tài)，各個(gè)業(yè)務(wù)系統(tǒng)容易成為一個(gè)個(gè)“信息孤島”。

大數(shù)據(jù)時(shí)代數(shù)據(jù)產(chǎn)生的價(jià)值越來(lái)越大，開(kāi)發(fā)基于數(shù)據(jù)的新型應(yīng)用已經(jīng)成為高校信息化建設(shè)的一個(gè)重點(diǎn)領(lǐng)域，目的就是挖掘數(shù)據(jù)價(jià)值，推動(dòng)業(yè)務(wù)發(fā)展，目前數(shù)據(jù)應(yīng)用項(xiàng)目非常多，但真正取得預(yù)期效果的項(xiàng)目少之又少，而且開(kāi)發(fā)過(guò)程困難重重，需要通過(guò)有效的數(shù)據(jù)治理來(lái)解決。

2 建設(shè)目標(biāo)

建設(shè)數(shù)字化校園旨在利用信息化工具和方法，將校園的各項(xiàng)資源、管理及服務(wù)流程數(shù)字化，對(duì)傳統(tǒng)校園環(huán)境的革新，構(gòu)建一個(gè)集高校教學(xué)、管理、生活、科研為一體的數(shù)字環(huán)境，以滿足教師對(duì)教學(xué)、管理、科研以及學(xué)生對(duì)學(xué)習(xí)、生活、科研的個(gè)性需求。

在這樣一個(gè)全新的數(shù)字環(huán)境中，教師能夠通過(guò)良好的教學(xué)環(huán)境、培養(yǎng)環(huán)境和科研環(huán)境，提高學(xué)術(shù)和科研水平，培養(yǎng)優(yōu)秀的學(xué)生;學(xué)生則能夠通過(guò)良好的學(xué)習(xí)環(huán)境、生活環(huán)境和培養(yǎng)環(huán)境，提高自身綜合素質(zhì)，發(fā)掘個(gè)人潛能。而管理、教學(xué)、科研水平的提高和培養(yǎng)出高素質(zhì)學(xué)生是學(xué)校成功的標(biāo)志，是學(xué)校實(shí)力和水平提升的綜合體現(xiàn)。因此立足于師生需求，改善和提升學(xué)校的教學(xué)環(huán)境、管理環(huán)境、生活環(huán)境和科研環(huán)境是我校數(shù)字化校園建設(shè)的主要工作，這些環(huán)境的組成和改善主要圍繞著校園的管理、資源和服務(wù)三大要素展開(kāi)。

“數(shù)字化校園平臺(tái)”建設(shè)的總體目標(biāo)是：利用先進(jìn)的技術(shù)與產(chǎn)品構(gòu)建數(shù)字校園基礎(chǔ)平臺(tái)，包含數(shù)據(jù)中心、數(shù)據(jù)分析、身份認(rèn)證、信息門(mén)戶和網(wǎng)站群、迎新、平臺(tái)監(jiān)控等應(yīng)用系統(tǒng)建設(shè)。在此基礎(chǔ)上構(gòu)建數(shù)字化的管理環(huán)境、數(shù)字化的教學(xué)環(huán)境、數(shù)字化的生活環(huán)境、數(shù)字化的科研環(huán)境，實(shí)現(xiàn)全校范圍的信息共享和業(yè)務(wù)協(xié)同，最終提高學(xué)校的核心競(jìng)爭(zhēng)力，實(shí)現(xiàn)學(xué)校的跨越式發(fā)展。

3 建設(shè)原則

數(shù)字校園的建設(shè)是一項(xiàng)系統(tǒng)工程，在項(xiàng)目的建設(shè)應(yīng)遵循以下原則：

（1）先進(jìn)性和成熟性。方案應(yīng)充分參考國(guó)內(nèi)外高校數(shù)字化校園發(fā)展的現(xiàn)狀和趨勢(shì)，提出的數(shù)字化校園模型架構(gòu)，應(yīng)當(dāng)能夠滿足學(xué)校一定時(shí)間內(nèi)的建設(shè)需求，符合國(guó)內(nèi)教育行業(yè)的信息標(biāo)準(zhǔn)，同時(shí)能適應(yīng)未來(lái)的擴(kuò)展。通常選用業(yè)界主流的技術(shù)、開(kāi)放且標(biāo)準(zhǔn)的技術(shù)架構(gòu)、成熟的并且開(kāi)放的產(chǎn)品來(lái)構(gòu)建。

（2）開(kāi)放性原則?？紤]到新技術(shù)、新業(yè)務(wù)產(chǎn)品出現(xiàn)時(shí)對(duì)本系統(tǒng)的兼容性，隨著信息技術(shù)和學(xué)校業(yè)務(wù)的不斷發(fā)展，數(shù)字化校園的建設(shè)需求也會(huì)發(fā)生各種變化，方案設(shè)計(jì)必須能適應(yīng)這種變化，當(dāng)外部環(huán)境和內(nèi)部需求發(fā)生變化時(shí)，可以擴(kuò)展系統(tǒng)的功能和性能。在系統(tǒng)建設(shè)過(guò)程中，隨著外部環(huán)境和內(nèi)部需求的變化，系統(tǒng)要求有足夠的靈活性來(lái)適應(yīng)這種變化。

（3）標(biāo)準(zhǔn)化原則。數(shù)字化校園的建設(shè)是一個(gè)龐大的系統(tǒng)工程，系統(tǒng)的整體設(shè)計(jì)和實(shí)施等都需要遵循規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)，確保整個(gè)系統(tǒng)能夠互聯(lián)互通、信息共享，各個(gè)業(yè)務(wù)系統(tǒng)能夠無(wú)縫集成。

（4）實(shí)用性和可行性。易操作性主要表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：易開(kāi)發(fā)、易管理、易學(xué)習(xí)和易使用。通過(guò)簡(jiǎn)捷、直觀的應(yīng)用界面，符合工作人員的思維方式和工作習(xí)慣，便于用戶快速掌握系統(tǒng)操作方法，方便非計(jì)算機(jī)專(zhuān)業(yè)人員的使用和管理。

（5）安全性和可靠性。通過(guò)各種措施，從系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，技術(shù)措施，系統(tǒng)管理等多方面保證產(chǎn)品能夠連續(xù)、安全、無(wú)故障、不間斷運(yùn)行作業(yè)，保證數(shù)據(jù)可靠傳輸。

在平臺(tái)設(shè)計(jì)過(guò)程中，既要充分考慮信息資源的共享，同時(shí)要提供多種安全策略保證數(shù)據(jù)的安全。

4 建設(shè)方案

4.1 技術(shù)路線

方案設(shè)計(jì)基于SOA架構(gòu)之上的B/S結(jié)構(gòu)，采用J2EE技術(shù)進(jìn)行開(kāi)發(fā)，實(shí)現(xiàn)跨平臺(tái)性，全面支持Unix、Linux與Windows不同的操作系統(tǒng)環(huán)境，以及Oracle、DB2等主流數(shù)據(jù)庫(kù)。各類(lèi)資源整合成基于標(biāo)準(zhǔn)的服務(wù)組件，使系統(tǒng)功能最優(yōu)化，并將系統(tǒng)內(nèi)部模塊的相互依賴性在技術(shù)上降至最低。

（1）基于SOA架構(gòu)。我們選用了SOA架構(gòu)構(gòu)建數(shù)字校園環(huán)境，所有產(chǎn)品與組件均支持SOA松耦合、面向服務(wù)等主要特征，最大限度的減少技術(shù)與業(yè)務(wù)的相互依賴性，提高系統(tǒng)未來(lái)平滑升級(jí)與擴(kuò)展的可能。

（2）擴(kuò)展性要求。應(yīng)用平臺(tái)模塊要求相對(duì)獨(dú)立，提供標(biāo)準(zhǔn)的開(kāi)發(fā)接口。所有模塊基于組件開(kāi)發(fā)，可插拔。能協(xié)助學(xué)校適應(yīng)未來(lái)業(yè)務(wù)規(guī)模、業(yè)務(wù)類(lèi)型和集成應(yīng)用的擴(kuò)展;并向第三方提供獨(dú)立的標(biāo)準(zhǔn)集成接口、樣例程序和相關(guān)技術(shù)文檔。

（3）應(yīng)用程序的編程語(yǔ)言。在應(yīng)用系統(tǒng)開(kāi)發(fā)上，采用的是J2EE技術(shù)及基于J2EE技術(shù)基礎(chǔ)之上的Java編程語(yǔ)言技術(shù)進(jìn)行應(yīng)用系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)。

（4）面向?qū)ο蟮慕M件技術(shù)。數(shù)字化校園通過(guò)建設(shè)統(tǒng)一的信息門(mén)戶，將分散、異構(gòu)的信息系統(tǒng)和數(shù)據(jù)資源進(jìn)行整合，通過(guò)統(tǒng)一的界面，實(shí)現(xiàn)學(xué)校各種業(yè)務(wù)管理系統(tǒng)的無(wú)縫集成，并能夠提供一個(gè)高效的集成化環(huán)境，實(shí)現(xiàn)定制化業(yè)務(wù)的開(kāi)發(fā)和部署。

（5）應(yīng)用程序的開(kāi)發(fā)和運(yùn)行結(jié)構(gòu)。方案選用J2EE技術(shù)，采用面向?yàn)g覽器/應(yīng)用服務(wù)/數(shù)據(jù)服務(wù)的三層體系架構(gòu)及采用支持按J2EE規(guī)范的Java程序語(yǔ)言開(kāi)發(fā)的主流開(kāi)發(fā)工具開(kāi)發(fā)應(yīng)用系統(tǒng)。

（6）基于ETL技術(shù)的數(shù)據(jù)交換平臺(tái)。據(jù)統(tǒng)計(jì)，數(shù)據(jù)量每2～3年時(shí)間就會(huì)成倍增長(zhǎng)，這些數(shù)據(jù)蘊(yùn)含著巨大的價(jià)值，而現(xiàn)實(shí)利用角度，管理者所關(guān)注的通常只占在總數(shù)據(jù)量的2%～4%左右。如何通過(guò)各種技術(shù)手段，并把數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為信息、知識(shí)，已經(jīng)成了提高其核心競(jìng)爭(zhēng)力的主要瓶頸。而ETL則是主要的一個(gè)技術(shù)手段。

4.2 總體框架

（1）信息化基礎(chǔ)平臺(tái)。由學(xué)校所有的網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施、服務(wù)器、存儲(chǔ)、操作系統(tǒng)、數(shù)據(jù)庫(kù)和中間件等組成，是學(xué)校信息化的基礎(chǔ)。

（2）數(shù)據(jù)支撐平臺(tái)。數(shù)據(jù)支撐平臺(tái)包括數(shù)據(jù)中心、統(tǒng)一身份認(rèn)證和數(shù)據(jù)服務(wù)工具和。數(shù)據(jù)中心對(duì)部門(mén)級(jí)業(yè)務(wù)應(yīng)用的數(shù)據(jù)進(jìn)行抽取、綜合、歸類(lèi)和抽象，各應(yīng)用系統(tǒng)通過(guò)數(shù)據(jù)交換，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)共享并消除信息孤島，在應(yīng)用和數(shù)據(jù)層面達(dá)成統(tǒng)一;數(shù)據(jù)服務(wù)工具包括數(shù)據(jù)報(bào)表生成、數(shù)據(jù)分析和工作流服務(wù)相關(guān)的工具，通過(guò)統(tǒng)一的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，實(shí)現(xiàn)業(yè)務(wù)流程的優(yōu)化處理。保證了平臺(tái)的按序開(kāi)發(fā)和部署;統(tǒng)一身份認(rèn)證平臺(tái)實(shí)現(xiàn)用戶的單點(diǎn)登錄。

（3）管理與服務(wù)中心。管理和服務(wù)中心由學(xué)校層面的業(yè)務(wù)應(yīng)用系統(tǒng)（如人事、財(cái)務(wù)、教學(xué)等）和覆蓋全校的應(yīng)用服務(wù)（如教師服務(wù)、學(xué)生服務(wù)、校友服務(wù)等）組成。并通過(guò)對(duì)這些業(yè)務(wù)應(yīng)用系統(tǒng)的數(shù)據(jù)進(jìn)行流程重建，為師生和訪問(wèn)者建立更全面的信息服務(wù)。

4.3 主要建設(shè)內(nèi)容

（1）信息化標(biāo)準(zhǔn)體系。信息化標(biāo)準(zhǔn)體系建設(shè)的總體目標(biāo)是：根據(jù)信息行業(yè)的各項(xiàng)國(guó)際和國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，參照教育部頒布的《教育信息化數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)》，根據(jù)學(xué)校發(fā)展?fàn)顩r和信息化建設(shè)的具體需求，建立一套規(guī)范和完善的信息化標(biāo)準(zhǔn)體系。

（2）數(shù)據(jù)中心。數(shù)據(jù)中心的主要目標(biāo)是：基于數(shù)據(jù)交換平臺(tái)的數(shù)據(jù)交換機(jī)制，快速構(gòu)建學(xué)校共享數(shù)據(jù)庫(kù)，提供反映全面情況的數(shù)據(jù)信息。構(gòu)建全局共享數(shù)據(jù)集，并形成全局?jǐn)?shù)據(jù)共享的管理、維護(hù)、處理和服務(wù)機(jī)制，實(shí)現(xiàn)信息資源的共享、集成和利用。

（3）統(tǒng)一身份認(rèn)證。學(xué)校存在多個(gè)不同的應(yīng)用系統(tǒng)，用戶在不同的系統(tǒng)有不同的賬號(hào)和密碼，本方案的目標(biāo)是實(shí)現(xiàn)用戶的單點(diǎn)登錄，以方便用戶的使用，同時(shí)保證系統(tǒng)平臺(tái)的安全性。根據(jù)信息標(biāo)準(zhǔn)對(duì)全校人員信息統(tǒng)一編碼，并通過(guò)數(shù)據(jù)清洗等技術(shù)方法對(duì)人員數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，實(shí)現(xiàn)全校各系統(tǒng)人員基本數(shù)據(jù)的統(tǒng)一，以目錄服務(wù)和認(rèn)證服務(wù)為基礎(chǔ)，實(shí)現(xiàn)用戶信息統(tǒng)一存儲(chǔ)、分級(jí)授權(quán)管理和身份認(rèn)證體系。

（4）統(tǒng)一信息門(mén)戶。建設(shè)校園統(tǒng)一信息門(mén)戶的目標(biāo)是通過(guò)統(tǒng)一的界面，為教職工和學(xué)生提供提供集成的、定制的、安全可靠的信息服務(wù);同時(shí)通過(guò)整合全校的新聞、通知、人員、物資、財(cái)務(wù)等各類(lèi)流程和信息，實(shí)現(xiàn)用戶、數(shù)據(jù)、服務(wù)、流程等各個(gè)方面的集成，為全校師生的工作生活帶來(lái)便利。提升校園信息化水平。

（5）統(tǒng)一監(jiān)控平臺(tái)。平臺(tái)監(jiān)控是學(xué)校信息系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行的重要保障。其目標(biāo)是對(duì)校園基礎(chǔ)平臺(tái)數(shù)據(jù)庫(kù)、表單及其相關(guān)服務(wù)器進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，提供故障定位、圖形展示、告警功能，提升故障排除的效率，降低維護(hù)成本。并能事后形成故障分析報(bào)告，從不同維度分析還原故障原因。最終目的是建立長(zhǎng)期可持續(xù)維護(hù)的校園信息化環(huán)境。

（6）現(xiàn)有應(yīng)用系統(tǒng)的集成。數(shù)字化校園建設(shè)之初，學(xué)校通常已有多個(gè)業(yè)務(wù)系統(tǒng)，為了充分利用現(xiàn)有的數(shù)據(jù)資源，需要對(duì)這些業(yè)務(wù)系統(tǒng)進(jìn)行身份、數(shù)據(jù)的集成，并把這些服務(wù)集成到學(xué)校統(tǒng)一的信息門(mén)戶。這樣，既方便用戶登錄使用，也滿足學(xué)校對(duì)于信息安全和用戶身份的管理需求。主要包括三個(gè)方面：數(shù)據(jù)集成、認(rèn)證集成和服務(wù)集成。

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