周偉 蔡瑩 王天楠 陳平

摘 要：本文研發(fā)了一種基于構(gòu)件的管理信息系統(tǒng)開發(fā)平臺(tái)，以平臺(tái)即服務(wù)（PaaS）的模式提供管理信息系統(tǒng)的開發(fā)服務(wù)。文章首先分析管理信息系統(tǒng)的基本功能，研發(fā)了一系列高效可靠的可復(fù)用構(gòu)件，使管理信息系統(tǒng)的關(guān)鍵功能可以通過(guò)直接組裝構(gòu)件的方式實(shí)現(xiàn)；接著研發(fā)了一種開發(fā)平臺(tái)，讓開發(fā)者可通過(guò)瀏覽器在云端組裝構(gòu)件，以迭代的方式快速構(gòu)建和部署系統(tǒng)功能。對(duì)于不能用現(xiàn)有構(gòu)件直接組裝而成的業(yè)務(wù)，開發(fā)者可利用開發(fā)平臺(tái)提供的新構(gòu)件進(jìn)行開發(fā)服務(wù)構(gòu)建。北京師范大學(xué)研究生學(xué)位系統(tǒng)、研究生質(zhì)量監(jiān)控系統(tǒng)等管理信息系統(tǒng)的敏捷開發(fā)實(shí)踐表明，基于構(gòu)件的PaaS開發(fā)模式，能夠很好地契合敏捷軟件開發(fā)理念，大幅提高系統(tǒng)的開發(fā)效率，減輕系統(tǒng)的維護(hù)負(fù)擔(dān)，提升系統(tǒng)的構(gòu)建質(zhì)量，降低系統(tǒng)整體成本。

關(guān)鍵詞：云計(jì)算；敏捷開發(fā)；權(quán)限管理；混合編程；平臺(tái)即服務(wù)

中圖分類號(hào)：TP315 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號(hào)：1673-8454（2016）07-0028-05

一、引言

管理信息系統(tǒng)是一個(gè)具有高度復(fù)雜性、多元性和綜合性的人機(jī)系統(tǒng)，它全面使用現(xiàn)代計(jì)算機(jī)技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)、數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)，以及管理學(xué)、運(yùn)籌學(xué)、統(tǒng)計(jì)學(xué)、模型論和各種最優(yōu)化技術(shù)，為經(jīng)營(yíng)管理與組織決策服務(wù)。[1]管理信息系統(tǒng)的研發(fā)團(tuán)隊(duì)不僅要有多個(gè)學(xué)科的背景知識(shí)，而且也要熟悉相關(guān)管理領(lǐng)域的業(yè)務(wù)流程。因此相比于一般的軟件開發(fā)，管理信息系統(tǒng)的開發(fā)尤其具有學(xué)習(xí)難度大、開發(fā)周期長(zhǎng)、開發(fā)成本高、缺陷查到難、維護(hù)代價(jià)大的特點(diǎn)。

業(yè)界一直試圖開發(fā)新的技術(shù)、使高質(zhì)量計(jì)算機(jī)程序的開發(fā)和維護(hù)更容易、更快捷、成本更低廉。[2]人們一直在研發(fā)更能表達(dá)編程中各種概念的高級(jí)語(yǔ)言和應(yīng)用程序框架以提高生產(chǎn)率?，F(xiàn)代高級(jí)語(yǔ)言在命令式的面向?qū)ο窬幊袒A(chǔ)上，發(fā)展了聲明式、函數(shù)式和動(dòng)態(tài)的特性，使其表達(dá)能力更接近人類的思考能力，方便開發(fā)者集中精力解決業(yè)務(wù)本身的細(xì)節(jié)。[3]人們也一直在歸納設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)，精練解決方案，總結(jié)能解決軟件開發(fā)中最常見問(wèn)題的設(shè)計(jì)模式，通過(guò)現(xiàn)成的抽象，把常見錯(cuò)誤解決方案的細(xì)節(jié)予以制度化來(lái)減少缺陷。[4]在各行業(yè)的管理需求的驅(qū)動(dòng)下，涌現(xiàn)出了各種管理信息系統(tǒng)。[5-6]

為了進(jìn)一步提高某些領(lǐng)域的軟件開發(fā)生產(chǎn)率，人們提出了基于構(gòu)件的軟件工程（CBSE）。CBSE強(qiáng)調(diào)用可復(fù)用的“構(gòu)件”來(lái)設(shè)計(jì)和構(gòu)造軟件系統(tǒng)，把構(gòu)建重點(diǎn)從編碼轉(zhuǎn)移到組裝，改變著大型軟件系統(tǒng)的開發(fā)方式。[2]一些大型企業(yè)，如SAP，提供的企業(yè)資源管理（ERP）的解決方案，正是采用了這種過(guò)程模型。一些學(xué)者也開始在相關(guān)管理領(lǐng)域嘗試基于構(gòu)件的實(shí)踐。[7]然而在管理信息系統(tǒng)領(lǐng)域廣泛使用CBSE之前，必須分析對(duì)應(yīng)管理領(lǐng)域，尋找重復(fù)模式。這就要求系統(tǒng)分析師不僅是軟件構(gòu)建專家，而且也要對(duì)管理領(lǐng)域有深入的了解。云計(jì)算時(shí)代的來(lái)臨，為解決這個(gè)問(wèn)題提供了契機(jī)。一些學(xué)者開始嘗試軟件即服務(wù)（SaaS）的應(yīng)用模式。[8-10]一個(gè)領(lǐng)域的SaaS很難能為其他領(lǐng)域提供服務(wù)，因此人們又提出了平臺(tái)即服務(wù)（PaaS）的理念，即把軟件研發(fā)的平臺(tái)作為一種服務(wù)，以SaaS的模式提交給用戶。軟件行業(yè)的領(lǐng)導(dǎo)者紛紛推出了PaaS，如Google App Engine、Amazon EC2、Windows Azure等。PaaS的出現(xiàn)提高了應(yīng)用的開發(fā)速度，加快了SaaS的發(fā)展。然而這些服務(wù)的出現(xiàn)，縮短了開發(fā)周期，降低了開發(fā)成本，同時(shí)也增加了學(xué)習(xí)難度和缺陷查找成本。

本文結(jié)合CBSE和PaaS的優(yōu)勢(shì)，研發(fā)了一種基于構(gòu)件的管理信息系統(tǒng)云開發(fā)平臺(tái)。第二部分論述通過(guò)分析管理信息系統(tǒng)的基本功能，研發(fā)的一系列高效穩(wěn)定可復(fù)用的構(gòu)件。這些構(gòu)件使開發(fā)者可以用組裝的方式實(shí)現(xiàn)基本功能。第三部分論述云開發(fā)平臺(tái)。該平臺(tái)使開發(fā)者只要通過(guò)Web瀏覽器即可組裝和開發(fā)新構(gòu)件。第四部分為敏捷開發(fā)實(shí)踐，介紹基于此平臺(tái)開發(fā)管理信息系統(tǒng)的成功案例。第五部分為總結(jié)。

二、構(gòu)件設(shè)計(jì)與開發(fā)

基于構(gòu)件的軟件工程（CBSE）正在改變大型軟件的開發(fā)方式，其考慮的重點(diǎn)從編碼轉(zhuǎn)移到組裝軟件系統(tǒng)，考慮的焦點(diǎn)是“集成”，而不再是“實(shí)現(xiàn)”；基于構(gòu)件開發(fā)縮短了70%的開發(fā)周期，減少了84%的項(xiàng)目開銷，生產(chǎn)率指數(shù)可達(dá)26.2，而工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)值為16.9。[2]管理信息系統(tǒng)雖然涉及的學(xué)科多，而且相關(guān)的管理領(lǐng)域千差萬(wàn)別，但是其基本功能相對(duì)明確，主要包括數(shù)據(jù)處理、預(yù)測(cè)、計(jì)劃、控制以及輔助決策。這些功能存在很多共性，可對(duì)這些共性建模。我們通過(guò)分析管理信息系統(tǒng)應(yīng)用領(lǐng)域，開發(fā)了關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)管理、表單和CRUD網(wǎng)格、報(bào)表分析、權(quán)限管理、新構(gòu)件開發(fā)五大可復(fù)用構(gòu)件，如圖1所示。

1.關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)管理

數(shù)據(jù)庫(kù)（Database）是按照數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)來(lái)組織、存儲(chǔ)和管理數(shù)據(jù)的倉(cāng)庫(kù)，它是管理信息系統(tǒng)的核心部分，是進(jìn)行科學(xué)研究決策的前提條件。關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)建立在關(guān)系數(shù)據(jù)模型基礎(chǔ)上，適合作為管理信息系統(tǒng)的主數(shù)據(jù)庫(kù)。人們已經(jīng)開發(fā)了功能非常強(qiáng)大的數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)和管理工具，如PowerDesigner、Navicat、SQLyog等，但這些工具是作為一個(gè)獨(dú)立的產(chǎn)品發(fā)布的，很難與其他構(gòu)件集成。

我們開發(fā)了一種基于Web的輕量級(jí)數(shù)據(jù)庫(kù)管理工具，通過(guò)分析關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)的元數(shù)據(jù)，識(shí)別各種實(shí)體和聯(lián)系，實(shí)現(xiàn)在線數(shù)據(jù)管理、創(chuàng)建數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)文檔、生成ORM實(shí)體類及創(chuàng)建表單等功能。在數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)之后，此工具可根據(jù)數(shù)據(jù)表結(jié)構(gòu)自動(dòng)生成表單，用表單和CRUD網(wǎng)格工具對(duì)所生成的表單進(jìn)行配置，即可實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的采集和存儲(chǔ)。

2.表單和CRUD網(wǎng)格

表單是利用網(wǎng)頁(yè)進(jìn)行數(shù)據(jù)采集的基本單位。表單允許用戶通過(guò)文本域、單選按鈕、復(fù)選按鈕等控件輸入數(shù)據(jù)，提交信息，是用戶和服務(wù)器之間進(jìn)行信息交互的重要手段。表單開發(fā)是整個(gè)管理信息系統(tǒng)開發(fā)的重要基礎(chǔ)，其過(guò)程是根據(jù)采集數(shù)據(jù)的結(jié)構(gòu)，對(duì)數(shù)據(jù)項(xiàng)設(shè)計(jì)合適的表單域，并在用戶提交時(shí)進(jìn)行數(shù)據(jù)合法性校驗(yàn)，將合法的數(shù)據(jù)存入數(shù)據(jù)庫(kù)。傳統(tǒng)的表單開發(fā)需要前端工程師、后端工程師和數(shù)據(jù)庫(kù)工程師的協(xié)作，開發(fā)成本較高。

我們的表單和CRUD網(wǎng)格構(gòu)件極大地減少了上述過(guò)程的復(fù)雜度，只需通過(guò)配置就可以實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的增加（Create）、讀取（Retrieve）、更新（Update）和刪除（Delete）。CRUD網(wǎng)格工具既能分析表單對(duì)應(yīng)數(shù)據(jù)表的結(jié)構(gòu)，也能分析結(jié)構(gòu)化查詢語(yǔ)言（SQL）腳本，根據(jù)分析結(jié)果自動(dòng)生成支持排序、分頁(yè)、查找、導(dǎo)入、導(dǎo)出等功能的CRUD網(wǎng)格。表單工具可配置各個(gè)表單域的控件類型、數(shù)據(jù)類型和驗(yàn)證規(guī)則，并可通過(guò)配置數(shù)據(jù)觸發(fā)器實(shí)現(xiàn)實(shí)體之間的邏輯驗(yàn)證。表單和CRUD網(wǎng)格工具還支持自定義操作按鈕，按鈕通過(guò)引用一段SQL或Python腳本，實(shí)現(xiàn)個(gè)性化的功能。我們還實(shí)現(xiàn)了一種基于有限狀態(tài)機(jī)的工作流引擎，使基于角色逐級(jí)審核的業(yè)務(wù)需求，只要通過(guò)表單和有限狀態(tài)機(jī)的配置就可以實(shí)現(xiàn)。[12]而對(duì)于實(shí)體之間聯(lián)系的管理，我們構(gòu)建了一種通用模型，開發(fā)者按照約定編寫已選、可選、增加、刪除和權(quán)限檢測(cè)五條SQL腳本即可實(shí)現(xiàn)實(shí)體之間多對(duì)多聯(lián)系的管理。

通過(guò)關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)管理構(gòu)件、表單和CRUD網(wǎng)格構(gòu)件的組裝，就可以實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)采集、轉(zhuǎn)換、存儲(chǔ)、檢索等功能。接下來(lái)，我們開發(fā)了報(bào)表分析構(gòu)件。

3.報(bào)表分析

報(bào)表就是用表格、圖表等格式來(lái)動(dòng)態(tài)顯示數(shù)據(jù)。根據(jù)數(shù)據(jù)特征不同生成不同類型的報(bào)表可挖掘數(shù)據(jù)中信息。報(bào)表分析工具是管理信息系統(tǒng)進(jìn)行計(jì)劃、預(yù)測(cè)和輔助決策的重要組成部分。一些數(shù)據(jù)庫(kù)管理工具，如Foxpro、Navicat等均支持報(bào)表的開發(fā)，但它們很難與Web系統(tǒng)集成起來(lái)。水晶報(bào)表等工具能夠很好地與Web系統(tǒng)集成，但是其商業(yè)授權(quán)費(fèi)用非常高。

我們開發(fā)的報(bào)表分析工具用HTML、CSS和JavaScript作為報(bào)表定義語(yǔ)言，SQL和Python作為數(shù)據(jù)源腳本。這些語(yǔ)言均是行業(yè)的開放標(biāo)準(zhǔn)，容易學(xué)習(xí)，沒有商業(yè)授權(quán)費(fèi)用。表格工具實(shí)現(xiàn)了Model-View-View-Model（MVVM）模式，使開發(fā)人員可以把視圖和邏輯分離出來(lái)，通過(guò)數(shù)據(jù)綁定的方法生成視圖。[14]SQL和Python是被廣泛使用的腳本語(yǔ)言，特別適用于混合語(yǔ)言編程的軟件開發(fā)。[15]圖表工具的可視化引擎是基于開源的數(shù)據(jù)可視化產(chǎn)品，開發(fā)人員可以用腳本生成數(shù)據(jù)，直接生成直觀、生動(dòng)、可交互、可個(gè)性化定制的數(shù)據(jù)可視化圖表。[16]我們還針對(duì)常用的圖表類型，如條形圖、餅圖、拆線圖、散點(diǎn)圖、雷達(dá)圖等，構(gòu)建了表格轉(zhuǎn)圖表模塊，這樣只需一條SQL腳本即可生成圖表。

運(yùn)用報(bào)表分析構(gòu)件可實(shí)現(xiàn)預(yù)測(cè)、計(jì)劃和輔助決策的功能。為實(shí)現(xiàn)管理信息系統(tǒng)的控制功能，我們構(gòu)建了一個(gè)開放靈活的權(quán)限管理構(gòu)件。

4.權(quán)限管理

權(quán)限管理是根據(jù)設(shè)置安全規(guī)則或策略，讓用戶能且只能訪問(wèn)被授權(quán)的資源。首先我們實(shí)現(xiàn)了一個(gè)基于角色的訪問(wèn)控制（RBAC）引擎。所有表單和CRUD網(wǎng)格的增刪改查、表單域的選取和更新、按鈕、SQL和Python腳本、報(bào)表、頁(yè)面等都實(shí)現(xiàn)了RBAC。[17]RBAC實(shí)現(xiàn)了功能級(jí)權(quán)限的訪問(wèn)控制。

數(shù)據(jù)級(jí)權(quán)限在管理信息系統(tǒng)中也非常重要。數(shù)據(jù)級(jí)權(quán)限指在功能模塊內(nèi)控制用戶的數(shù)據(jù)訪問(wèn)，如學(xué)生信息模塊中，學(xué)院只能管理本學(xué)院學(xué)生，學(xué)校則能管理所有學(xué)生。傳統(tǒng)數(shù)據(jù)級(jí)權(quán)限管理一般采用硬編碼的方式，把權(quán)限邏輯用條件的形式與業(yè)務(wù)代碼耦合在一起，難以測(cè)試，開發(fā)維護(hù)成本高。一些學(xué)者研究基于屬性規(guī)則的數(shù)據(jù)權(quán)限模型，但其規(guī)則引擎配置復(fù)雜，而且不能適應(yīng)更加復(fù)雜的權(quán)限控制。[18]我們用過(guò)濾器、觸發(fā)器、控制腳本相結(jié)合的形式，實(shí)現(xiàn)了較為靈活的數(shù)據(jù)級(jí)權(quán)限控制。過(guò)濾器用一種輕量級(jí)的數(shù)據(jù)交換格式（JSON）定義，配置簡(jiǎn)便靈活。[19]規(guī)則引擎對(duì)資源進(jìn)行過(guò)濾，用戶只能得到經(jīng)過(guò)濾器過(guò)濾后的信息。觸發(fā)器和控制腳本用SQL腳本或Python腳本定義，能夠在用戶進(jìn)行操作之前進(jìn)行自定義驗(yàn)證，并能在操作之后進(jìn)行數(shù)據(jù)加工。

表單、網(wǎng)格、報(bào)表與權(quán)限管理的集成，能靈活地實(shí)現(xiàn)管理信息系統(tǒng)的數(shù)據(jù)處理功能、預(yù)測(cè)功能、計(jì)劃功能、控制功能和輔助決策功能。我們還開發(fā)了一個(gè)新構(gòu)件開發(fā)工具，可實(shí)現(xiàn)更加個(gè)性化功能。

5.新構(gòu)件開發(fā)

對(duì)于不能用現(xiàn)有構(gòu)件實(shí)現(xiàn)的系統(tǒng)需求，要構(gòu)造滿足這些需求的新構(gòu)件。新構(gòu)件開發(fā)模塊在服務(wù)器端實(shí)現(xiàn)了MVC模式，有效地分離了應(yīng)用的業(yè)務(wù)邏輯、數(shù)據(jù)和界面，提高了應(yīng)用的可擴(kuò)展性、可維護(hù)性和可復(fù)用性；[20]在客戶端實(shí)現(xiàn)了MVVM模式[14]，不僅使視圖可以獨(dú)立于模型的變化和修改，降低了耦合度，而且讓業(yè)務(wù)邏輯和數(shù)據(jù)的開發(fā)與頁(yè)面設(shè)計(jì)徹底獨(dú)立開來(lái)。我們?cè)陂_發(fā)的前端和后端均采用了模板引擎，能更加合理地分離前后端，不僅能提高開發(fā)人員的協(xié)同效率，而且可以降低Web應(yīng)用服務(wù)的資源消耗，提高系統(tǒng)吞吐量。[21]

新構(gòu)件開發(fā)采用了混合編程的開發(fā)模式。程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言有各自的優(yōu)勢(shì)和不足，混合編程可以充分利用各種程序設(shè)計(jì)語(yǔ)種的優(yōu)勢(shì)，只要解決各種語(yǔ)言間參數(shù)傳遞的問(wèn)題，就可以極大地提高開發(fā)效率。[22]我們采用了C#和Python混合開發(fā)模式，對(duì)瀏覽器、應(yīng)用服務(wù)器、數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器的數(shù)據(jù)交換定義了一套完整的規(guī)則，把HTTP的請(qǐng)求和響應(yīng)數(shù)據(jù)均封裝在兩種程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言都識(shí)別的字典和數(shù)組中，打通了混合開發(fā)的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。

三、云開發(fā)平臺(tái)

平臺(tái)即服務(wù)（PaaS）是指將軟件研發(fā)的平臺(tái)作為一種服務(wù)，以SaaS的模式提交給用戶，它不但可以為更高的可用性、更具擴(kuò)展性的應(yīng)用提供基礎(chǔ)平臺(tái)，還可以提高硬件資源利用率，降低業(yè)務(wù)運(yùn)營(yíng)成本。[23]PaaS平臺(tái)提供應(yīng)用程序的開發(fā)和運(yùn)行環(huán)境，使開發(fā)者不需要維護(hù)軟硬件設(shè)備，又免去了繁瑣復(fù)雜的應(yīng)用部署過(guò)程。但是現(xiàn)有的PaaS平臺(tái)一般僅提供特定的編程語(yǔ)言的運(yùn)行環(huán)境，且難以提供像集成開發(fā)環(huán)境（IDE）那樣強(qiáng)大的功能，反而會(huì)增加開發(fā)者編碼和測(cè)試成本。[3]本文平臺(tái)不僅提供應(yīng)用程序開發(fā)和運(yùn)行環(huán)境，而且支持構(gòu)件組裝，實(shí)現(xiàn)CBSE過(guò)程，大幅提高生產(chǎn)率。

1.開發(fā)環(huán)境

我們實(shí)現(xiàn)了在線應(yīng)用開發(fā)服務(wù)，支持HTML、CSS、Javascript、Python、SQL的開發(fā)。為了保證云端編碼效率的質(zhì)量，我們基于CodeMirror（一種開源的源代碼編輯器）進(jìn)行二次開發(fā)，實(shí)現(xiàn)了一個(gè)基于Web的集成開發(fā)環(huán)境（IDE），實(shí)現(xiàn)了源代碼的編輯、版本控制、編譯、執(zhí)行，支持代碼折疊、格式編排、括號(hào)匹配、智能縮進(jìn)、自動(dòng)完成、代碼美化、錯(cuò)誤檢測(cè)等功能，符合現(xiàn)代化IDE的特性。版本控制通過(guò)數(shù)據(jù)保存事件處理程序，自動(dòng)保存了源代碼的歷史版本，并支持一鍵查看。編譯功能實(shí)現(xiàn)了對(duì)Python腳本的動(dòng)態(tài)編譯，能夠識(shí)別腳本中的語(yǔ)法錯(cuò)誤。編碼完成后，開發(fā)者可直接訪問(wèn)資源對(duì)應(yīng)的統(tǒng)一資源標(biāo)識(shí)符（URI）查看代碼執(zhí)行結(jié)果。

2.構(gòu)件組裝

我們研發(fā)了基于Web的構(gòu)件組裝工具。我們是基于資源的設(shè)計(jì)研發(fā)的云開發(fā)平臺(tái)，可引用功能和數(shù)據(jù)都通過(guò)簡(jiǎn)明的URI被訪問(wèn)。[24]因此開發(fā)者只需通過(guò)開發(fā)環(huán)境組織資源URI的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)就可實(shí)現(xiàn)構(gòu)件的組裝。我們還設(shè)計(jì)了一種以數(shù)據(jù)為中心的構(gòu)件快速組裝框架，其用戶界面是一個(gè)帶工具欄的支持查找和分頁(yè)的CRUD網(wǎng)格。開發(fā)者可定義網(wǎng)格中顯示的數(shù)據(jù)和工具欄中的按鈕。我們定義了常用的按鈕點(diǎn)擊事件處理程序，如需要確認(rèn)后才執(zhí)行、直接訪問(wèn)URI、訪問(wèn)選中數(shù)據(jù)格式化后的URI、訪問(wèn)以選中數(shù)據(jù)為參數(shù)的URI、把選中數(shù)據(jù)以AJAX形式提交、輸入?yún)?shù)并把選中數(shù)據(jù)以AJAX提交等操作。開發(fā)者只用關(guān)注構(gòu)件的組裝，而不用關(guān)注界面的設(shè)計(jì)。另外，我們還開發(fā)了一個(gè)URI分析工具。該工具能夠分析URI的格式和參數(shù)，匹配URI對(duì)應(yīng)構(gòu)件的配置腳本或源代碼，從而使開發(fā)者可以更快速地組裝和維護(hù)構(gòu)件。

下面介紹基于本文開發(fā)方法的敏捷開發(fā)實(shí)踐案例。

四、敏捷開發(fā)實(shí)踐

2001年，Kent Beck和其他軟件專家共同簽署了“敏捷軟件開發(fā)宣言”，聲明個(gè)體和交互重于過(guò)程和工具，可以工作的軟件重于面面俱到的文檔，客戶合作重于合同談判，隨時(shí)應(yīng)對(duì)變化重于遵循計(jì)劃。[25]敏捷理念強(qiáng)調(diào)4個(gè)關(guān)鍵問(wèn)題——小而高度自主的團(tuán)隊(duì)、項(xiàng)目共同利益者的交流合作、有效支持變化及快速交付滿意的軟件。下面介紹基于構(gòu)件的PaaS模式下，管理信息系統(tǒng)的開發(fā)實(shí)踐。

1.研究生學(xué)位管理系統(tǒng)

隨著研究生教學(xué)規(guī)模的擴(kuò)大、學(xué)位授予類型的增加以及研究生教育改革的深化，研究生學(xué)位管理工作的需求也不斷變化。學(xué)位管理系統(tǒng)在研究生管理過(guò)程中具有業(yè)務(wù)流程清晰、數(shù)據(jù)嚴(yán)謹(jǐn)規(guī)范、權(quán)限要求嚴(yán)格等特點(diǎn)。[26]

學(xué)位授予工作，主要有兩條工作流。一是論文評(píng)閱，即學(xué)生提交申請(qǐng)信息（科研成果、導(dǎo)師評(píng)語(yǔ)、論文等），教務(wù)員進(jìn)行審核，經(jīng)專家評(píng)閱合格方可進(jìn)行答辯申請(qǐng)；二是答辯申請(qǐng)，即學(xué)生提交根據(jù)專家意見修改后的論文信息進(jìn)行答辯，答辯秘書錄入答辯結(jié)果，教務(wù)員審核答辯信息并確定分會(huì)名單，分會(huì)討論錄入分會(huì)結(jié)果，校會(huì)審議。

我們組織了三人的開發(fā)團(tuán)隊(duì)，遵循Scrum方法，對(duì)兩條工作流設(shè)計(jì)了三個(gè)5天周期的迭代計(jì)劃實(shí)現(xiàn)主要功能。信息采集功能通過(guò)表單、CRUD網(wǎng)格構(gòu)件和報(bào)表構(gòu)件直接組裝實(shí)現(xiàn)。利用工作流構(gòu)件，通過(guò)把有限狀態(tài)機(jī)與表單和CRUD網(wǎng)格構(gòu)件集成的方式，實(shí)現(xiàn)了論文評(píng)閱和答辯申請(qǐng)兩條工作流。學(xué)位授予數(shù)據(jù)的匯總和統(tǒng)計(jì)分析通過(guò)配置報(bào)表分析構(gòu)件實(shí)現(xiàn)。迭代周期結(jié)束之后，再根據(jù)業(yè)務(wù)的變化調(diào)整構(gòu)件的配置或重新組裝構(gòu)件，靈活響應(yīng)變化，優(yōu)化系統(tǒng)。

利用本文方法開發(fā)的北京師范大學(xué)學(xué)位管理系統(tǒng)，具有架構(gòu)先進(jìn)、功能完備、數(shù)據(jù)準(zhǔn)確、擴(kuò)展靈活的特點(diǎn)，為我校學(xué)位管理工作提供有力支撐。

2.研究生質(zhì)量監(jiān)控與評(píng)估系統(tǒng)

教學(xué)質(zhì)量是教育永恒的主題。為了保證高等教育教學(xué)質(zhì)量，使規(guī)模、質(zhì)量、效益協(xié)調(diào)發(fā)展，應(yīng)當(dāng)構(gòu)建一套科學(xué)可持續(xù)的質(zhì)量監(jiān)控與評(píng)估體系。[27]研究生質(zhì)量監(jiān)控與評(píng)估系統(tǒng)主要以學(xué)生評(píng)教、專家督導(dǎo)、論文外審、公開答辯、畢業(yè)生滿意度調(diào)查等措施為基礎(chǔ)，監(jiān)控教學(xué)過(guò)程的質(zhì)量，構(gòu)建評(píng)估與反饋系統(tǒng)。信息系統(tǒng)主要實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的采集、公示和分析。

學(xué)生評(píng)教數(shù)據(jù)、排課數(shù)據(jù)位于第三方開發(fā)的教務(wù)管理系統(tǒng)中，需要跨數(shù)據(jù)庫(kù)集成；外審、答辯數(shù)據(jù)位于自主開發(fā)的學(xué)生管理系統(tǒng)中，可直接引用；專家督導(dǎo)信息采集、答辯信息公開功能、滿意度調(diào)查可用現(xiàn)有構(gòu)件組裝。

我們組織了二人研發(fā)團(tuán)隊(duì)，設(shè)計(jì)了兩個(gè)5天周期的迭代計(jì)劃快速構(gòu)建信息采集、公示功能。我們用Python編寫了數(shù)據(jù)同步的腳本，從第三方教務(wù)管理系統(tǒng)讀取排課信息；用CRUD網(wǎng)格構(gòu)件實(shí)現(xiàn)了督導(dǎo)信息采集功能；讀取答辯信息用模板引擎生成了答辯信息公開的網(wǎng)頁(yè)；用問(wèn)卷構(gòu)件生成了滿意度調(diào)查問(wèn)卷。此處要分析的數(shù)據(jù)維度大，采用SPSS統(tǒng)計(jì)軟件輔助分析數(shù)據(jù)。反饋功能主要通過(guò)學(xué)院教學(xué)經(jīng)費(fèi)、招生計(jì)劃的調(diào)節(jié)實(shí)現(xiàn)。

利用本文方法開發(fā)的北京師范大學(xué)研究生質(zhì)量監(jiān)控與評(píng)估系統(tǒng)，為北京師范大學(xué)研究生質(zhì)量監(jiān)控和評(píng)估提供了基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，有利于提高監(jiān)控和評(píng)估工作的質(zhì)量和效率。

3.本文方法優(yōu)勢(shì)分析

本文方法結(jié)合了CBSE和PaaS，與傳統(tǒng)方法相比，具有如下優(yōu)勢(shì)。

首先，本文方法進(jìn)一步改善了質(zhì)量。傳統(tǒng)的CBSE過(guò)程的構(gòu)件合格性檢驗(yàn)要考慮運(yùn)行時(shí)需求、資源使用等因素的影響，而PaaS則使開發(fā)者不必考慮這些因素。傳統(tǒng)的PaaS模式具有較高的缺陷查找成本，而利用CBSE，隨著構(gòu)件的每一次復(fù)用，缺陷被發(fā)現(xiàn)并被消除，構(gòu)件質(zhì)量也隨之改善，使缺陷一般出現(xiàn)在構(gòu)件的集成中，極大提高了缺陷消除的效率。

其次，本文方法進(jìn)一步提高了生產(chǎn)率。軟件開發(fā)過(guò)程一般為溝通、策劃、建模、構(gòu)建、部署的迭代過(guò)程。CBSE降低了計(jì)劃、模型、文檔、代碼和數(shù)據(jù)的創(chuàng)建工作花費(fèi)的時(shí)間，同時(shí)PaaS無(wú)需配置復(fù)雜的開發(fā)和運(yùn)行環(huán)境，使開發(fā)團(tuán)隊(duì)都可以在線實(shí)時(shí)協(xié)同，提高了開發(fā)效率。

最后，本文方法進(jìn)一步降低了成本。少構(gòu)建多復(fù)用的CBSE肯定是成本合算的。本文開發(fā)的平臺(tái)以PaaS模式大幅降低了構(gòu)件合格性檢驗(yàn)、適應(yīng)性修改與組裝的成本。同時(shí)，本文核心方法采用的是開放標(biāo)準(zhǔn)技術(shù)，沒有商業(yè)授權(quán)成本，且相對(duì)容易學(xué)習(xí)，能減少開發(fā)團(tuán)隊(duì)磨合成本。

五、總結(jié)

本文研發(fā)了一種管理信息系統(tǒng)開發(fā)平臺(tái)，以基于構(gòu)件的PaaS模式提供管理信息系統(tǒng)開發(fā)服務(wù)。該服務(wù)能改變管理信息系統(tǒng)的開發(fā)方式，讓開發(fā)者在云端即可完成開發(fā)工作，把開發(fā)者考慮的重點(diǎn)從“編碼”轉(zhuǎn)移到“組裝”，考慮的焦點(diǎn)從“實(shí)現(xiàn)”轉(zhuǎn)移到“集成”。北京師范大學(xué)研究生學(xué)位系統(tǒng)和研究生質(zhì)量監(jiān)控與評(píng)估系統(tǒng)的敏捷開發(fā)實(shí)踐表明，本文的開發(fā)模式能夠很好地契合敏捷軟件開發(fā)理念，大幅提高系統(tǒng)的開發(fā)效率，減輕系統(tǒng)的維護(hù)負(fù)擔(dān)，提升系統(tǒng)的構(gòu)建質(zhì)量，降低系統(tǒng)整體成本。

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（編輯：王天鵬）