构建基于数据中心的高校信息化平台

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摘要：美国管理信息系统专家诺兰提出的信息系统进化的阶段模型（即“诺兰模型”），正在我国的信息化建设过程中上演。信息集成的解决方案层出不穷，其中，信息交换的底层技术已经相对成熟，在此基础上形成的共享数据中心解决方案是目前正在迅速发展和实践的整体性解决方案。该文以南京财经大学数据中心建设方案为例，介绍了高校信息化平台的组建。

关键词：　高校信息化；数据中心

中图分类号：TP391 文献标识码：A 文章编号：1009-3044（2012）32-7652-03

信息化校园是推动高校实现战略目标的重要支撑环节，我校信息化校园建设以消除排除信息孤岛、创建信息规范、提供个性化服务为三大实践目标。为了早日完成这些目标，迫切需要解决目前校内各业务系统数据不能共享、应用系统无法集成、界面不统一等问题。共享数据中心是我校各部门所有数据的基础承载平台，对各部门的基础数据实现统一、集中的管理，确保数据的正确性与来源的唯一性，为各服务系统及应用系统提供正确和唯一的数据支撑，承载了我校信息化建设的数据存储、数据处理及数据交换工作。因此可以认为，共享数据中心的建设是解决多个应用系统之间数据交换和数据共享问题的核心。

1　建设目标

1）数据的收集与更新：数据中心的全部数据均从各业务系统收集，通过统一的数据同步方法将数据采集到共享数据中心，同时提供数据更新报告。

2）数据的组织与清理：依照校方制定的信息标准对各业务部门的更新数据进行整理，如遇数据异常情况则及时报告，确保数据的正确性与来源的唯一性，同时保留历史数据。

3）数据的共享与使用：共享数据中心的资源可以通过分级授权的模式实现数据的共享与使用，共享数据中心能够做出实时的数据使用报表。

4）数据的挖掘与分析：能够对共享数据中心及历史库中的数据进行OLAP分析，自动生成各类报表或按需展示分析结果，辅助领导决策。

2　体系架构

共享数据中心架构的架构如图1所示。

1）元数据管理：主要负责所有与数据结构及数据逻辑相关的定义。

2）数据集成工具：主要负责数据的转换，即把源数据转化成标准的、权威的数据，把更新后的数据分发到源数据，以及定期的数据更新。

3）共享数据库：按照业务领域的数据规划，将共享数据库中的数据抽取出来，存储标准化后的数据和元数据，以及待处理数据表、分发数据表、操作日志等数据。

4）领域主题库：按照查询、分析等方面的需求，形成某个领域、某个维度的专门的数据集。

5）历史数据库：主要存储数据主题库的所有变化历程，并可以恢复某个历史时间点上的数据。

6）统一的数据访问：数据中心能够对外部提供标准的、一致的访问中心数据库的表及视图的访问接口，如数据分析、报表等的接口。

7）系统运维管理：监控数据转换的过程，记录数据转换的结果，当发生数据逻辑错误或违反规则的情况，系统立即向相关数据库管理员发生间断性警报。包括数据操作日志（被拒绝的数据、数据处理记录、错误记录）、数据管理、监控系统运行状态等。

8）安全控制：采用多级安全控制体系，分别在应用层、服务层以及数据库控制层进行权限设置，以保障整个系统的访问安全。

3　系统功能

3.1　基础功能

1）数据同步

通过数据复制和发送功能，实现各应用系统数据库至共享数据中心间的数据双向同步更新机制，实现了各业务系统及时将更新的业务信息同步到共享数据库系统；同时，共享数据库系统也可以将更新的业务信息及时同步给其它业务系统，从而实现数据双向同步互动。

2）支持数据访问下载

共享数据中心可以为学校各部门业务应用系统提供访问和下载信息资源的支撑服务。学校终端用户通过用户身份认证和目录系统授权验证，将数据查询条件及查询要求提交到共享数据中心，共享数据中心分析查询条件及查询要求，对信息资源进行查找、定位、获取、打包返回给服务调用方。

3）数据检查比对

共享数据中心提供了信息化校园各业务应用系统的数据检查比对支撑服务。学校用户通过用户身份认证和目录系统授权验证，将需要比对的数据提交到共享数据库系统，共享数据库系统将用户提交的数据和共享数据库中数据进行一致比对。检查比对的结果将予以标记并返回用户。

4）数据规则约束检查

共享数据中心的数据保持一致性、完整性、正确性，提供数据规则约束检查手段，对入库数据按照业务逻辑规则进行完整性、一致性、正确性的数据清洗整理，保证共享数据库数据准确、可靠与及时性。

5）目录服务

按照信息资源管理体系框架结构，建立信息资源目录标准服务及元数据描述服务。

3.2　元数据管理

元数据管理实现了共享数据中心中数据库结构的管理及维护工作，主要内容包括如下：

1）表单的注册：共享数据中心中表单数目庞大，且涉及到学校的方方面面，表单注册为数据中心设立档案，方便访问者查阅，包括对表单进行详细描述及中文注释。

2）　字段的注册：字段注册指为共享数据中心中的数据结构设立档案，提供访问者查阅功能。

3）　数据库结构的更新：高校信息化的发展可能会引起数据标准的变化，因此需要更新数据库结构。但由于更新时涉及面过大，不到万不得已的情况最好不要调整数据库结构，更改原则是已使用的表只能做新增操作；未使用的表可新增、删除、更新字段信息。

4）　建立元数据管理系统：通过此系统，完成表的注册、字段注册和数据结构的更新等操作。3.3　主题库管理

为了实现统一的数据规划，对需求进行系统化的分析是必不可少的，同时，还需优先制定一套切实可行的数据模型构建标准，才能从众多的系统中将功能交叉的部分归纳出来，最终形成共享数据模型。

当在基于多个旧有系统进行共享数据中心构建的情形下，共享数据中心与这些旧有系统的数据库还会有信息的交互，因此，接下来的任务则是对旧有系统的改造过程，这包括用共享数据模型替换旧有系统模型、构建新的业务关系及业务规则、对旧有系统进行重构等。经过这样的模型重组，使得多个系统在集成以后更趋于全方位的解决方案，从而为下一步实现信息一体化奠定基础。

在标准库建立完成后，依据我校实际情况，针对各业务部门建立分项主题库：

学生信息库（包括本科生、研究生、继续教育学生的基本信息表）；

教职信息工库（包括在职及离退休教职工基本信息）；

财务信息库（包括学生缴费贷款、教职工工资、科研经费信息）；

成绩信息库（包括学生必修课成绩、辅修课成绩、第二专业成绩）；

课表信息库（包括本学期开课计划、专业教学计划、本学期排课列表）；

教学资源信息库（包括教室、课件、精品课程讲义等信息）；

设备信息库（包括大型仪器设备的基本信息及使用情况）；

学籍变动信息库（包括学生所有奖惩信息、学籍变动）；

科研成果信息库（包括论文、获奖、专利、专著、鉴定成果等信息）；

科研项目信息库（包括申请、在研、完成项目的信息）；

主题对象的管理包括：

1）主题对象的生成：依照各级访问授权，对能访问的表的操作进行封装，其中对数据库的访问都通过对象完成。

2）对象的权限管理：划分用户对主题对象的访问权限。

3）主题的对象查看：依照各级访问授权，查询接口共享目录调用相应的接口，完成图形化的展示。

3.4　数据的抽取与同步

共享数据中心的数据抽取与同步功能具体应包括：

1）实现从各个业务数据库中实时和定期地抽取数据到共享数据库中。

2）实现各个业务数据库与共享数据库数据的实时和定期同步。

3）可以支持从各种异构的数据库系统和文件系统中抽取数据

4）支持数据转换与清洗，把不规范的数据转换为规范化的数据：

此外，主要功能还应包括数据的抽取与同步，数据管理工具等应用。

4　结束语

文章以南京财经大学数据中心建设方案为例，介绍了高校信息化平台的组建。其中，我校以元数据为基础提供全局统一的数据模式；在主题库中存储需要共享的数据，作为数据清洗的终点和权威数据分发的起点；将所有的数据处理操作包装成Web服务，以面向服务架构（SOA）的形式注册到ESB总线；以工作流技术构造数据交换的业务逻辑，工作流把对数据的操作编排起来，自动完成数据交换的工作。