《系统架构设计师教程(第2版)》第12章-信息系统架构设计理论与实践-02-信息系统架构

文章目录

  • [1. 概述](#1. 概述)
    • [1.1 信息系统架构(ISA)](#1.1 信息系统架构(ISA))
    • [1.2 架构风格](#1.2 架构风格)
  • [2. 信息系统架构分类](#2. 信息系统架构分类)
    • [2.1 信息系统物理结构](#2.1 信息系统物理结构)
      • [2.1.1 集中式结构](#2.1.1 集中式结构)
      • [2.1.2 分布式结构](#2.1.2 分布式结构)
    • [2.2 信息系统的逻辑结构](#2.2 信息系统的逻辑结构)
  • [3. 信息系统架构的一般原理](#3. 信息系统架构的一般原理)
  • [4. 常用4种架构模型](#4. 常用4种架构模型)
    • [4.1 单机应用模式 (Standalone)](#4.1 单机应用模式 (Standalone))
    • [4.2 客户机/服务器 (Client/Server) 模式](#4.2 客户机/服务器 (Client/Server) 模式)
      • [4.2.1 两层 C/S](#4.2.1 两层 C/S)
      • [4.2.2 三层 C/S 结构](#4.2.2 三层 C/S 结构)
      • [4.2.3 三层 B/S 结构](#4.2.3 三层 B/S 结构)
      • [4.2.4 多层C/S 结构](#4.2.4 多层C/S 结构)
      • [4.2.5 MVC](#4.2.5 MVC)
    • [4.3 面向服务架构 (SOA) 模式](#4.3 面向服务架构 (SOA) 模式)
      • [4.3.1 概述](#4.3.1 概述)
      • [4.3.2 Web Service](#4.3.2 Web Service)
    • [4.4 企业数据交换总线](#4.4 企业数据交换总线)
  • [5. 企业信息系统的总体框架](#5. 企业信息系统的总体框架)

1. 概述

1.1 信息系统架构(ISA)

  • Information System Architecture
  • ISA模型应该是多维度,分层次、高度集成化的模型

1.2 架构风格

这一部分回看《第7章-系统架构设计基础知识-03-软件架构风格》

2. 信息系统架构分类

2.1 信息系统物理结构

按照信息系统硬件在空间上的拓扑结构分类:

2.1.1 集中式结构

  • 概念:
    • 指物理资源在空间上集中配置
  • 举例:
    • 早期的单机系统
    • 通过终端共享资源组成的多用户系统 (即使用户分布在不同地点)
  • 优点:资源集中,便于管理,资源利用率较高
  • 缺点:
    • 大规模系统,集中式结构的维护与管理困难
    • 不利于用户发挥在信息系统建设过程中的积极性与主动性
    • 系统脆弱,一旦主机出现故障,就会使整个系统瘫痪

2.1.2 分布式结构

  • 分布式系统
    • 指通过计算机网络把不同地点的计算机硬件、软件、数据等资源联系在一起,实现不同地点的资源共享
    • 既可以在网络系统的统一管理下工作,也可以利用本地资源独立运作
    • 已经成为信息系统的主流模式
  • 分类:
    • 一般分布式
      • 服务器只提供软件与数据的文件服务
      • 各计算机系统根据规定的权限存取服务器上的数据文件与程序文件
    • 客户机/服务器模式
      • 客户机:用户通过客户机向服务器提出服务请求
      • 服务器:根据请求向用户提供经过加工的信息
  • 优点:
    • 可以根据应用需求来配置资源,提高信息系统对用户需求与外部环境变化的应变能力
    • 系统扩展方便
    • 安全性好,某个结点所出现的故障不会导致整个系统停止运作
  • 缺点:系统管理的标准不易统一,协调困难,不利于对整个资源的规划与管理。

2.2 信息系统的逻辑结构

  • 在信息系统开发中,必须强调各子系统之间的协调一致性和整体性
  • 对子系统统一规划,并对各子系统进行综合:

1)横向综合

  • 概念:将同一管理层次的各种职能综合在一起

如:将运行控制层的人事和工资子系统综合在一起,使基层业务处理一体化。

2)纵向综合

  • 概念:把某一职能的各层次业务组织在一起,从而沟通上下级之间的联系

如工厂的会计系统和公司的会计系统综合在一起

3)纵横综合

  • 概念:
    • 从信息模型和处理模型两个方面来进行综合,做到信息集中共享,程序尽量模块化,
    • 提取通用部分,建立系统公用数据库和统一的信息处理系统。

3. 信息系统架构的一般原理

  • 其架构包括两部分:组成成分、成分之间的关系
  • 分析出相对稳定的组成成分和成分之间的关系
  • 在相对稳定部分的支持下,对相对变化较多的部分进行重新组织,以满足变化的要求
  • 以上,使得信息系统对环境的变化具有一定的适应能力(即,有一定柔性)

4. 常用4种架构模型

4.1 单机应用模式 (Standalone)

  • 概念:指运行在一台物理机器上的独立应用程序

4.2 客户机/服务器 (Client/Server) 模式

4.2.1 两层 C/S

  • 概念:
    • 即,胖客户端模式
    • 前台客户端+后台数据库管理系统 将前台界面与相关的业务逻辑处理服务集成在一个可运行单元中

4.2.2 三层 C/S 结构

  • 结构如图所示:

  • 前台界面送往后台的请求

    • 数据库存取操作
    • 其它需要处理的业务逻辑
  • 前台界面与后台服务之间的协议

    • 基于 TCP/IP协议
      • 只适合需求与功能简单的小型系统
    • 自定义的消息机制
      • 大型分布式系统
    • 基于 RPC编程
    • 基于 CORBA/IIOP协议
    • 基于 Java RMI
    • 基于 J2EE JMS
    • 基于HTTP协议

    HTTP 不是面向对象的结构,面向对象的应用数据会被首先平面化后进行传输。

4.2.3 三层 B/S 结构

  • 概念:
    • Brower/Server模式,即,浏览器/服务器模式
  • 优点:通用的、低成本的浏览器节省了客户端软件的开发和维护费用

4.2.4 多层C/S 结构

1) 四层C/S结构
  • 前台界面(如浏览器)
  • Web 服务器
  • 中间件(或应用服务器)
  • 数据库服务器
2)中间件层的作用
  • 提高系统可伸缩性,增加并发性能

Wcb服务器可处理的并发请求数 在中间件层得到进一步的扩展,从而提高系统整体并发连接数。

  • 完成请求转发或应用逻辑处理

中间件的这种作用在J2EE 的多层结构中比较常用,如 BEA WebLogic、IBM WebSphere等提供的EJB容器,就是专门用以处理复杂企业逻辑的中间件技术组成部分。

  • 增加数据安全性

Web服务器暴露给客户,中间件隔离 Web服务器对企业数据库的连接

4.2.5 MVC

《第13章-层次式架构设计理论与实践-02-表现层框架设计》中会系统介绍,这里可以先随便了解一下。

  • 概念
    • Model-View-Controller
    • 是上述多层 C/S 结构的一种标准化模式
  • 结构
    • 视图模型分开
    • 控制器连接不同的模型和视图,以完成用户的需求
    • 控制器与视图通常处于Web服务器层
    • 模型层决定了MVC是三层结构还是四层结构
      • 三层结构:只包含数据层
      • 四层结构:分为逻辑层、数据层
  • 如,J2EE架构
    • View :指浏览器层,用于图形化展示请求结果
    • Controller控制器:指Web服务器层
    • Model 模型层:指应用逻辑实现及数据持久化的部分

4.3 面向服务架构 (SOA) 模式

C/S软件结构都只是一个单结点应用,多服务结构也是一种信息系统常用的架构模式。

4.3.1 概述

  • 概念:
    • Service Oriented Architecture
    • 本质是消息机制或远程过程调用 (RPC)
  • 服务:提供一组整体功能的独立应用系统
  • 独立应用系统:应用中去掉任何一层都将不能正常工作,对外可以是一个提供完整功能的独立应用
  • 应用件的消息通信
    • 通过消息通信
    • 互相调用对方的内部服务、模块
    • 数据交换
    • 实践中通常使用中间件、交易中间件
  • 分类:
    • 异构系统集成
    • 同构系统聚合
    • 联邦体系结构

4.3.2 Web Service

  • 概念
    • 是SOA的一个最典型、最流行的应用模式
    • 两个互联网应用之间可以相互向对方开放一些内部服务
      • 其开发协议主要有 SOAP与 WSDL
  • 区别与普通SOA
    • Web应用为主
    • 开放一些内部服务,而不像传统SOA有更加丰富的应用类型

4.4 企业数据交换总线

  • 概念:不同的企业应用之间进行信息交互

  • 适用范围:大型企业

    • 如:银行、电信等信息化程度较高的企业
  • 本质:一个称之为连接器的软件系统 (Connector)

    • 构建:
      • 基于中间件: (如,消息中间件、交易中间件)
      • 基于CORBA/IIOP协议
    • 主要功能:是按照预定义的配置或消息头定义,进行数据、请求、回复 的接收与分发

以下两段看一下即可:

从理论上来讲,企业数据交换总线可以同时具有实时交易与大数据量传输的功能,但在实践中,成熟的企业数据交换总线主要是为实时交易而设计的,而对可靠的大数据量级传输需求往往要单独设计。
如果采用 CORBA 为通信协议,交换总线就是对象请求代理 (ORB), 也被称之为"代理 (Agent) 体系"。另外,在交换总线上挂接的软件系统,有些也可以实现代理的功能,各代理之间可以以并行或串行的方式进行工作,通过挂接在同一交换总线上的控制器来协调各代理之间的活动。

5. 企业信息系统的总体框架

  • 战略系统

    • 位置:第一层(战略管理层)
    • 功能:
      • 向业务系统提出重组的要求
      • 向应用系统提出集成的要求
  • 业务系统

    • 位置:第二层(战术管理层)
    • 作用:通过业务处理流程的优化,对企业进行管理控制、业务控制
  • 应用系统

    • 位置:第二层(战术管理层)
    • 应用系统:为业务系统提供计算机实现的手段,以提高企业的运行效率
  • 信息基础设施:

    • 位置:第三层(运行管理层)
    • 作用:
      • 是企业实现信息化的基础部分
      • 为应用系统和战略系统提供数据支持
      • 技术上和管理上,为企业的业务系统实现重组提供了一个有效的、灵活响应的支持平台

信息系统体系结构总体参考框架的四个部分组成

5.1 战略系统

  • 概念:
    • 指企业中与战略制定、高层决策有关的管理活动和计算机辅助系统。
  • 组成:
    • 以计算机为基础的高层决策支持系统
    • 企业的战略规划体系
  • 设立战略系统有两重含义
    • 表示信息系统对企业高层管理者的决策支持能力
    • 表示企业战略规划对信息系统建设的影响和要求
  • 企业战略规划
    • 长期规划:
      • 较稳定
      • 如,调整产品结构
    • 短期规划
      • 根据长期规划的目标来制定
      • 易改变:根据环境、企业运作情况改变
      • 如:决定新产品的类型

5.2 业务系统

1)概念

  • 概念:指企业中完成一定业务功能的各部分所组成的系统
    • 其组成部分可以是:物质、能量、信息、人

2)组成

业务系统 《== 业务过程 《= = 业务活动

  • 业务系统:

    • 如:生产系统、销售系统、采购系统、人事系统、会计系统等
    • 由一些业务过程完成其功能

    如:会计系统,包括应付账款、应收账款、开发票、审计等业务过程

  • 业务过程:

    • 可以分解成一系列逻辑上相互依赖的业务活动
  • 业务活动

    • 完成有先后次序
    • 每个业务活动都有执行的角色,并处理相关数据

3)企业业务过程重组

  • 概念
    • Business Process Reengineering
    • 以业务流程为中心
    • 打破企业的职能部门分工
    • 对现有的业务过程进行改进或重新组织
  • 目的:
    • 改善生产效率、成本、质量、交货期等,以提高企业的市场竞争力

4)业务系统的作用

  • 对企业现有业务系统、业务过程、业务活动进行建模
  • 在企业战略的指导下,进行业务过程优化重组
  • 对重组后的业务领域、业务过程、业务活动进行建模,以确定出相对稳定的数据
  • 以此相对稳定的数据为基础,进行企业应用系统的开发和信息基础设施的建设

5.3 应用系统

  • 概念:信息系统中的应用软件部分
  • 按和用户关系分类:
    • 系统软件
    • 支持性软件
    • 应用软件
  • 按功能分:
    • 事务处理系统(TPS)
    • 管理信息系统(MIS)
    • 决策支持系统(DSS)
    • 专家系统(ES)
    • 办公自动化系统(OAS)
    • 计算机辅助设计(CAD)、计算机辅助工艺设计(CAPP)、计算机辅助制造(CAM)系统
    • 制造资源计划系统(MRPII)
  • 架构的角度的基本组成:
    • 内部功能实现部分
      • 处理数据部分变化较小
      • 算法和控制结构变化较多
    • 外部界面部分:变化较多

5.4 企业信息基础设施

  • 概念:

    • Enterprises Information Infrastructure
    • 指根据企业当前业务和可预见的发展趋势,及对信息采集、处理、存储和流通的要求
    • 构筑由信息设备、通信网络、数据库、系统软件和支持性软件等组成的环境
  • 企业信息基础设施组成:

    • 技术基础设施:
      • 包括:计算机、网络、系统软件、支持性软件、数据交换协议等
      • 变化因素较多、完成同一功能有多种实现方式
    • 信息资源设施:
      • 包括:数据与信息本身、数据交换的形式与标准、信息处理方法等
      • 变化较小
    • 管理基础设施:
      • 包括:企业中信息系统部门的组织结构、信息资源设施管理人员的分工、企业信息基础设施的管理方法与规章制度等
      • 变化较多

    注意:以上三部分都有相对稳定的部分和相对易变的部分


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