裘昱 潘登

摘要：信息系統(tǒng)建設離不開數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)工程的方法是數(shù)據(jù)科學與數(shù)據(jù)技術的應用和歸宿。該文提出的在信息系統(tǒng)建設中應用數(shù)據(jù)工程的方法并發(fā)揮其作用，就是利用工程的觀點進行數(shù)據(jù)管理和分析以及開展系統(tǒng)的研發(fā)和應用，可避免信息系統(tǒng)建設過程中諸多現(xiàn)實問題。

關鍵詞：數(shù)據(jù)工程;信息系統(tǒng);作用

中圖分類號：TP3? ? ? 文獻標識碼：A? ? ? 文章編號：1009-3044（2019）01-0009-02

1 數(shù)據(jù)、信息及信息系統(tǒng)

數(shù)據(jù)和信息是信息系統(tǒng)中最基本的術語。數(shù)據(jù)是指記錄下來的事實，是客觀實體屬性的值。就其表現(xiàn)形式來看，可以分為模擬數(shù)據(jù)（其數(shù)據(jù)是連續(xù)的值，比如聲音、圖像等）和數(shù)字數(shù)據(jù)（其數(shù)據(jù)是離散的值，如符號、數(shù)字等）。

信息是構(gòu)成一定含義的一組數(shù)據(jù)。信息是對客觀世界中各種事物的狀態(tài)、特征及其變化的反映，泛指人類社會傳播的一切內(nèi)容。人通過獲得、識別自然界和社會的不同信息來區(qū)別不同事物，得以認識和改造世界。

信息和數(shù)據(jù)的關系非常緊密，息息相關，可描述為：數(shù)據(jù)是信息的表現(xiàn)形式和載體。數(shù)據(jù)和信息是不可分離的，數(shù)據(jù)是信息的表達，信息是數(shù)據(jù)的內(nèi)涵。數(shù)據(jù)本身沒有意義，數(shù)據(jù)只有對實體行為產(chǎn)生影響時才成為信息。[1]

信息系統(tǒng)是由人、計算機（包括網(wǎng)絡）和管理規(guī)則組成的集成化系統(tǒng)，是由計算機硬件、網(wǎng)絡和通信設備、計算機軟件、信息資源、信息用戶和規(guī)章制度組成的以處理信息流為目的的人機一體化系統(tǒng)。

二十世紀60、70年代，在以美國為代表的信息技術發(fā)達國家，出現(xiàn)了與“信息孤島”相類似的“數(shù)據(jù)處理危機”問題，表現(xiàn)為，信息系統(tǒng)建設出現(xiàn)了大量的失敗案例，無用的或效率很低的應用程序越積越多，應用開發(fā)的效率越來越低，信息系統(tǒng)的維護越來越困難。隨著信息工程的出現(xiàn)，對解決“數(shù)據(jù)處理危機”發(fā)揮了重要的作用。信息工程作為一個學科，是多種技術、多種學科的綜合，是研究信息處理理論、技術和工程實現(xiàn)的專門學科。目前，信息工程多是以系統(tǒng)建設為核心，提出對數(shù)據(jù)的使用要求，尚不能涵蓋數(shù)據(jù)建設的全過程。我們認為，為了進一步理清數(shù)據(jù)工作的思路，信息系統(tǒng)建設還應以數(shù)據(jù)為焦點，應用數(shù)據(jù)全壽命過程中的技術、管理和目標，達到進一步降低風險，提高效率的目的。同時，信息工程的基本原理對于數(shù)據(jù)工程建設而言依然適用。

2 數(shù)據(jù)工程基本概念

數(shù)據(jù)工程（Data Engineering）是規(guī)范和支撐數(shù)據(jù)產(chǎn)生、維護、服務、使用、存儲全過程的一系列技術、建設、應用和管理活動的總稱，其主要目標是強化數(shù)據(jù)的管理，提高數(shù)據(jù)的可見性、可訪問性和可理解性。數(shù)據(jù)工程建設的實質(zhì)是將系統(tǒng)工程的方法用于解決數(shù)據(jù)建設中存在的各種問題，最大程度提高數(shù)據(jù)的使用價值[2]。

數(shù)據(jù)工程建設由法規(guī)和標準、數(shù)據(jù)支撐環(huán)境和數(shù)據(jù)資源建設三個方面組成。數(shù)據(jù)法規(guī)和標準包括數(shù)據(jù)政策法規(guī)、數(shù)據(jù)標準體系、各類數(shù)據(jù)標準等，用于規(guī)范數(shù)據(jù)資源建設的各項活動。數(shù)據(jù)支撐環(huán)境建設包括數(shù)據(jù)集成環(huán)境、數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)、數(shù)據(jù)中心/數(shù)據(jù)存儲災備系統(tǒng)和數(shù)據(jù)安全保密系統(tǒng)。數(shù)據(jù)集成環(huán)境具有元數(shù)據(jù)注冊、數(shù)據(jù)建模、數(shù)據(jù)映射、數(shù)據(jù)抽取與轉(zhuǎn)換、數(shù)據(jù)挖掘和聚合等服務功能，為數(shù)據(jù)的共享與應用提供（網(wǎng)絡化）支持環(huán)境。數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)具有對各種數(shù)據(jù)的采集、匯總、審核、性能監(jiān)控和查詢分析等功能。數(shù)據(jù)中心/數(shù)據(jù)存儲災備系統(tǒng)為數(shù)據(jù)提供各種服務，包括安全、可靠、高效的存儲、容災和備份服務。數(shù)據(jù)安全保密系統(tǒng)為數(shù)據(jù)提供安全保密手段和措施。從國家安全的高度出發(fā)，數(shù)據(jù)支撐環(huán)境所依賴的基礎軟件應該由非自主知識產(chǎn)權(quán)基礎軟件逐漸過渡到自主知識產(chǎn)權(quán)基礎軟件。數(shù)據(jù)資源主要包括共享數(shù)據(jù)和業(yè)務數(shù)據(jù)兩大類數(shù)據(jù)。共享數(shù)據(jù)是領域間通用的、基礎性的數(shù)據(jù)資源。業(yè)務數(shù)據(jù)是各業(yè)務部門為支持具體的業(yè)務工作而使用的專用數(shù)據(jù)。共享和業(yè)務數(shù)據(jù)是相對而言的，針對不同范圍的領域可能有著特定的含義?；A數(shù)據(jù)建設是為了促進數(shù)據(jù)共享，如果有了基礎數(shù)據(jù)卻不能按需有權(quán)限共享，則意義有限。完成基礎數(shù)據(jù)建設，完善數(shù)據(jù)更新和共享機制，對解決長期困擾在信息化建設中數(shù)據(jù)橫向共享難的瓶頸問題，發(fā)揮信息系統(tǒng)的整體效益至關重要。

3 數(shù)據(jù)工程在信息系統(tǒng)建設中的作用

3.1 強化數(shù)據(jù)資源開發(fā)與利用

現(xiàn)代社會是信息化社會，誰擁有了量多質(zhì)好的信息，誰就占據(jù)有利位置。因此，數(shù)據(jù)作為信息的載體和表現(xiàn)形式，正越來越受到大家的普遍重視。數(shù)據(jù)是信息化"彈藥"，只有"彈藥"充足了，才能變信息優(yōu)勢為決策優(yōu)勢?，F(xiàn)代的信息化社會緊緊圍繞著一個核心，那就是數(shù)據(jù)。在信息系統(tǒng)建設中，非常重要的一點是運用數(shù)據(jù)工程原理，強化數(shù)據(jù)資源的開發(fā)與利用，并且確保在各信息系統(tǒng)之間能夠互操作這些數(shù)據(jù)資源，發(fā)揮信息系統(tǒng)的整體效益。數(shù)據(jù)資源是信息系統(tǒng)最重要的資源之一，開發(fā)數(shù)據(jù)資源既是信息化的出發(fā)點，又是信息化的目標。

3.2 強調(diào)以數(shù)據(jù)為中心構(gòu)建信息系統(tǒng)

在建設信息系統(tǒng)時，信息工程的基本原理依然適用，就是說應該在以系統(tǒng)建設為核心的同時，也要強調(diào)把數(shù)據(jù)作為中心來構(gòu)建信息系統(tǒng)，一是應用系統(tǒng)的研發(fā)應面向數(shù)據(jù)，而不應面向過程。研發(fā)過程中，應首要考慮的是系統(tǒng)的使用者需要系統(tǒng)提供哪些服務，從而更加有效高效的組織數(shù)據(jù)。二是數(shù)據(jù)是穩(wěn)定的，處理是多變的。只要信息系統(tǒng)業(yè)務主體不變，所使用的數(shù)據(jù)模型就很少變化。通過使用多種數(shù)據(jù)分析方法，找到數(shù)據(jù)模型。根據(jù)數(shù)據(jù)模型建立并組織這些數(shù)據(jù)，不僅能提供更加有效的服務，當組織或業(yè)務上出現(xiàn)變化時也能很快適應。三是具有信息或數(shù)據(jù)的最終組織、運用、管理和決策權(quán)力的高層用戶必須真正參加或指導信息系統(tǒng)的建設工作。信息系統(tǒng)建設是"一把手"工程，離開高層用戶緊密參與，是不可能真正成功的。

3.3 強力以數(shù)據(jù)集成推動信息系統(tǒng)集成

近年來，隨著計算機技術運用的不斷深入，不同軟件間，不同部門間的數(shù)據(jù)信息不能共享，設計、管理、生產(chǎn)的數(shù)據(jù)不能進行交流，數(shù)據(jù)出現(xiàn)脫節(jié)，產(chǎn)生了較為嚴重的“信息孤島”問題，信息系統(tǒng)集成難度變大，傳統(tǒng)的打補丁、寫接口轉(zhuǎn)換程序等做法很難從根本上解決問題。

從數(shù)據(jù)工程的角度來看，應該面向數(shù)據(jù)集成，從數(shù)據(jù)法規(guī)和標準、數(shù)據(jù)支撐環(huán)境和數(shù)據(jù)資源建設等三個方面入手，強力推動信息系統(tǒng)集成，即擬制相關數(shù)據(jù)法規(guī)，解決數(shù)據(jù)的管理、維護等問題，規(guī)劃數(shù)據(jù)標準體系，建立穩(wěn)定的數(shù)據(jù)模型，設計共享數(shù)據(jù)庫，抓好數(shù)據(jù)重組工作（重組原有的信息資源），改造雜亂無序的數(shù)據(jù)支撐環(huán)境，構(gòu)建可共享的基礎數(shù)據(jù)資源，只有在能夠采用相對穩(wěn)定的數(shù)據(jù)模型和數(shù)據(jù)來描述各信息系統(tǒng)的共享需求，采用統(tǒng)一的方式（或環(huán)境）處理這些數(shù)據(jù)模型和數(shù)據(jù)，又具備了可共享、交換的基礎數(shù)據(jù)資源后，才能解決數(shù)據(jù)集成問題，取得信息系統(tǒng)集成的主動權(quán)[3]。

4 國外數(shù)據(jù)工程建設主要做法

國外（以美國為代表）高度重視數(shù)據(jù)工程建設，其主要做法包括：一是技術推動與法規(guī)制度建設并重。美國一方面靠技術推動，促進轉(zhuǎn)型，另一方面又下大力氣，緊抓法規(guī)制度建設，用法規(guī)制度為轉(zhuǎn)型保駕。例如美軍高度重視法規(guī)制度在轉(zhuǎn)型中的關鍵作用，為加強美軍的信息（數(shù)據(jù)）能力，美軍除了信息柵格基礎設施（GIG）本身建設外，以國防部（DOD）為主要法規(guī)政策制定者，出臺了一系列相關的法規(guī)類文件，其中包括《美國國家安全戰(zhàn)略》《美國國防戰(zhàn)略》《美國國家軍事戰(zhàn)略》《國防部首席信息官戰(zhàn)略規(guī)劃》《GIG體系結(jié)構(gòu)構(gòu)想視圖》《美國國防部網(wǎng)絡中心數(shù)據(jù)共享實施指南》《網(wǎng)絡中心數(shù)據(jù)策略》和《網(wǎng)絡中心作戰(zhàn)和網(wǎng)絡中心戰(zhàn)參考模型》。這些法規(guī)類文件對促進美軍的轉(zhuǎn)型起到了非常關鍵的作用。二是按照實際需求，逐步發(fā)展數(shù)據(jù)策略。以美國為例，其數(shù)據(jù)標準管理方式，先是分散管理，再由分散管理過渡到集中管理，然后在數(shù)據(jù)標準的指導下，再過渡到"非集中"管理的網(wǎng)絡中心數(shù)據(jù)策略。三是高度重視數(shù)據(jù)基礎環(huán)境和通用數(shù)據(jù)資源的建設。以數(shù)據(jù)基礎環(huán)境為信息系統(tǒng)建設的核心，以通用數(shù)據(jù)資源建設帶動信息資源的整體建設。四是高度重視數(shù)據(jù)標準在信息系統(tǒng)互操作中的關鍵作用。美國認為信息系統(tǒng)互操作等級的指標體系由規(guī)程 （Procedures） 、應用 （Applications） 、基礎設施 （Infrastructure） 和數(shù)據(jù) （Data）四個屬性構(gòu)成，其中，數(shù)據(jù)屬性描述系統(tǒng)處理的信息，涉及信息格式（語法）和其內(nèi)容或意義（語義）兩個方面，囊括了全部信息式樣和格式，包括自由文本、格式化文本、數(shù)據(jù)庫（格式化的和非格式化的）、視頻、語音、圖像、圖形（地圖）信息等等，是獲得系統(tǒng)互操作性的最關鍵的環(huán)節(jié)。

5 啟示

未來社會將是以數(shù)據(jù)為中心特點的數(shù)字化信息化社會，在這樣的環(huán)境下，數(shù)據(jù)的來源是全方位的。必須抓住機遇，認真解決在數(shù)據(jù)建設中存在的各種矛盾問題，只有抓好數(shù)據(jù)工程工作，重視數(shù)據(jù)工程建設，強調(diào)以數(shù)據(jù)工程建設推動信息系統(tǒng)建設，著力以數(shù)據(jù)為中心構(gòu)建信息系統(tǒng)，搞好以數(shù)據(jù)集成推動信息系統(tǒng)集成，切實重視數(shù)據(jù)法規(guī)標準建設，努力構(gòu)建基礎數(shù)據(jù)的一體化支撐環(huán)境，建立健全數(shù)據(jù)資源的管理機制體質(zhì)，促進數(shù)據(jù)共享，強化數(shù)據(jù)管理，規(guī)范數(shù)據(jù)全壽命活動，提高數(shù)據(jù)的可見性、可訪問性和可理解性，最大程度提高數(shù)據(jù)的使用價值，才能最終為提高信息系統(tǒng)整體效益，迎接數(shù)字化社會，奠定堅實的基礎。

參考文獻：

[1] 岳昆. 數(shù)據(jù)工程—處理、分析與服務[M]. 北京：清華大學出版社， 2013.

[2] 李國杰， 程學旗. 大數(shù)據(jù)研究：未來科技及經(jīng)濟社會發(fā)展的重大戰(zhàn)略領域[J]. 北京：中國科學院院刊， 2012.

[3] 周傲英， 錢衛(wèi)寧. 數(shù)據(jù)科學與工程：大數(shù)據(jù)時代的新興交叉學科[J].大數(shù)據(jù)， 2015（2）.