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
- 一般分布式
- 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。
- 基于 TCP/IP协议
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
- 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
与模型
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
- 构建:
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
- 长期规划:
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
- 内部功能实现部分
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
- 技术基础设施: