一、信息系统架构概述(掌握)
信息系统架构是指体现信息系统相关的组件、关系以及系统的设计和演化原则的基本概念或特性。
信息系统集成项目涉及的架构通常有:系统架构、数据架构、技术架构、应用架构、网络架构、安全架构等类型。组织级的信息系统集成架构向上承载组织的发展战略和业务架构,向下指导信息系统具体方案的实现,发挥承上启下的中坚作用。
📌架构的本质是决策,是在权衡方向、结构、关系以及原则各方面因素后进行的决策。
二、架构基础(掌握)
1. 指导思想(了解)
指导思想是开展某项工作所必须遵循的总体原则、要求和方针等,站在宏观角度、总体高度指示引导工作的进行,推动项目多元参与者保持集成关键价值的一致性理解。
2. 设计原则(了解)
设计原则为架构和规划决策、政策、程序和标准制定,以及矛盾局势的解决提供坚实基础。原则不需要多,要面向未来,并得到相关方高级管理人员的认可、拥护和坚持。太多原则会降低架构灵活性,通常限制在4-10项。
3. 建设目标(了解)
建设目标是集成建设的最终目的,达到什么样的效果,为什么而服务,是一种概念性方针。信息系统集成架构服务于各项建设目标的达成。
4. 总体框架(掌握)
框架是一个用于规划、开发、实施、管理和维持架构的概念性结构,对架构设计至关重要。信息系统体系架构总体参考框架由四个部分组成:
信息系统体系架构总体参考框架
层次 | 名称 | 描述 |
|---|---|---|
第一层 | 战略系统 | 功能与战略管理层次相似,一方面向业务系统提出创新、重构与再造要求,另一方面向应用系统提出集成要求 |
第二层 | 业务系统和应用系统 | 属于战术管理层,业务系统对组织进行管理控制和业务控制,应用系统为实现这种控制提供信息和数据手段 |
第三层 | 信息基础设施 | 组织实现信息化、数字化的基础部分,为应用系统和战略系统提供计算、传输、数据等支持 |
战略系统详解
战略系统是指组织中与战略制定、高层决策有关的管理活动和计算机辅助系统,由两部分组成:以信息技术为基础的高层决策支持系统 + 组织的战略规划体系。战略规划分长期规划(较稳定,如调整产品结构)和短期规划(根据长期规划制定,易改变)。
业务系统详解
业务系统是指组织中完成一定业务功能的各部分(物质、能量、信息和人)组成的系统,如生产系统、销售系统、采购系统等。业务过程重组(BPR) 以业务流程为中心,打破职能部门分工,对现有业务过程进行改进或重新组织,以提高生产效率、降低成本、提升质量。
应用系统详解
应用系统即应用软件系统,一般按功能包含: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/制造、制造执行系统(MES)等。从架构角度看,都包含内部功能实现部分和外部界面部分。界面部分变化较多,功能实现部分中数据变化较小,程序算法和控制结构变化较多。
信息基础设施详解
信息基础设施是根据组织当前业务和可预见发展趋势,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,分为三部分:
部分 | 描述 | 变化特点 |
|---|---|---|
技术基础设施 | 计算机设备、网络、系统软件、支持性软件、数据交换协议等 | 变化因素较多 |
信息资源设施 | 数据与信息本身、数据交换形式与标准、信息处理方法等 | 相对变化较小 |
管理基础设施 | 信息系统部门的组织架构、人员分工、管理方法与规章制度等 | 相对变化较多 |
三、系统架构(掌握)
1. 架构定义(掌握)
信息系统架构常见的定义主要有:
软件或计算机系统的信息系统架构是该系统的一个(或多个)结构,由软件元素、元素的外部可见属性及它们之间的关系组成。
信息系统架构为软件系统提供了一个结构、行为和属性的高级抽象。
信息系统架构是指一个系统的基础组织,体现在系统的构件、构件之间、构件与环境之间的关系,以及指导其设计和演化的原则上。
6个方面理解架构:
序号 | 理解要点 |
|---|---|
(1) | 架构是对系统的抽象,强调元素的“外部可见”属性,与内部实现细节无关 |
(2) | 架构由多个结构组成,个别结构一般不能代表大型信息系统架构 |
(3) | 任何软件都存在架构,但不一定有具体表述文档,文档过时则不能反映架构 |
(4) | 元素及其行为的集合构成架构内容,包括静态(宏观总体结构)和动态(关键行为共同特征)两方面 |
(5) | 架构具有“基础”性,涉及解决关键重复问题的通用方案和重要决策 |
(6) | 架构隐含有“决策”,由架构设计师根据功能和非功能性需求进行设计与决策 |
信息系统架构的重要性:
影响架构的因素:项目干系人要求、开发组织人员知识结构、架构设计师素质与经验、当前技术环境等。
架构的反作用:影响开发组织结构(按架构分工)、影响开发组织目标(成功架构提供新商机)。
2. 架构分类(掌握)
信息系统架构通常分为物理架构与逻辑架构两种。
物理架构
按空间拓扑关系分为集中式和分布式两大类:
类型 | 定义 | 优点 | 缺点 |
|---|---|---|---|
集中式架构 | 物理资源在空间上集中配置,早期单机系统最典型 | 资源集中,便于管理,利用率较高 | 系统规模扩大后维护困难,资源过于集中导致系统脆弱 |
分布式架构 | 通过计算机网络把不同地点的资源联系在一起,实现资源共享 | 可根据应用需求配置资源,扩展方便,安全性好,单点故障不影响整体 | 资源分散,管理标准不易统一,协调困难 |
逻辑架构
从管理职能角度划分,包括采购、生产、销售、人力资源、财务等主要功能的信息管理子系统。
系统融合
常见融合方式有三种:
方式 | 描述 |
|---|---|
横向融合 | 将同一层次的各种职能与需求融合在一起,如运行控制层的人事和工资子系统综合 |
纵向融合 | 把某种职能和需求的各个层次的业务组织在一起,形成一体化处理过程 |
纵横融合 | 从信息模型和处理模型两方面综合,做到信息集中共享,程序模块化 |
3. 一般原理(掌握)
信息系统架构的基本原理:分析出相对稳定的组成成分与关系,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,使信息系统对环境变化具有一定适应能力(即柔性)。
4. 常用架构模型(掌握)
模型 | 描述 |
|---|---|
单机应用模式 | 最简单的软件结构,运行在一台物理机器上的独立应用程序 |
客户端/服务器模式(C/S) | 信息系统中最常见,基于TCP/IP协议的“发送”与“反射”程序结构。包括两层C/S(胖客户端)、三层C/S与B/S结构、多层C/S结构、MVC模式 |
面向服务架构(SOA)模式 | 两个多层C/S结构应用系统之间相互通信,将结点应用看作单一服务。Web Service是SOA最典型的应用模式,本质是消息机制或远程过程调用(RPC) |
组织级数据交换总线 | 不同组织应用之间进行信息交换的公共通道,实质是一个连接器软件系统,主要功能是按预定义配置或消息头定义进行数据、请求或回复的接收与分发 |
📌B/S模式是采用通用客户端界面的三层C/S结构,浏览器与Web服务器之间通信仍为TCP/IP,只是在应用层标准化了协议格式。
📌MVC模式:View(浏览器层,图形化展示)、Controller(Web服务器层)、Model(应用逻辑实现及数据持久化)
5. 规划与设计(掌握)
集成架构演进
阶段 | 主线 | 描述 |
|---|---|---|
以应用功能为主线 | 应用功能 | 直接采购成熟应用软件,基于运行需求建设基础设施,核心关注点如财务管理、设备管理 |
以平台能力为主线 | 平台能力 | 起源于云计算技术发展,将“竖井式”信息系统转化为“平层化”建设方法,包括数据采集平层化、网络传输平层化等 |
以互联网为主线 | 互联网 | 将各信息系统功能最大限度App化(微服务),通过App编排与组合生成适用各类成熟度的企业应用 |
TOGAF架构开发方法
TOGAF(The Open Group Architecture Framework)是一种开放式企业架构框架标准,支持最佳实践和可重用现有架构资产。
ADM方法(架构开发方法)是TOGAF规范的核心内容,全生命周期模型包含10个阶段:预备阶段、需求管理、架构愿景、业务架构、信息系统架构(应用和数据)、技术架构、机会和解决方案、迁移规划、实施治理、架构变更治理。这10个阶段是反复迭代的过程。
ADM全生命周期模型
ADM三个级别的迭代概念:
迭代级别 | 描述 |
|---|---|
基于ADM整体的迭代 | 环形方式应用ADM,一个阶段完成后直接进入下一阶段 |
多个开发阶段间的迭代 | 完成技术架构阶段后重新回到业务架构阶段 |
一个阶段内部的迭代 | 对复杂架构内容进行迭代开发 |
6. 价值驱动的体系结构(掌握)
价值模型核心特征简化为三种基本形式:
特征 | 说明 |
|---|---|
价值期望值 | 表示对某一特定功能的需求,包括内容(功能)、满意度(质量)和不同级别质量的实用性 |
反作用力 | 系统部署实际环境中,实现某种价值期望值的难度,期望越高难度越大 |
变革催化剂 | 环境中导致价值期望值发生变化的事件或导致不同结果的限制因素 |
反作用力和变革催化剂统称为限制因素,三者合称为价值驱动因素。
四、本章真题小测(第一篇)
Q1:信息系统架构通常有()。
A. 系统架构、数据架构、技术架构、应用架构、网络架构、安全架构
B. 系统架构、数据架构、技术架构、网络架构、安全架构、云原生架构
C. 系统架构、数据架构、技术架构、应用架构、网络架构、安全架构、云原生架构
D. 数据架构、技术架构、应用架构、网络架构、安全架构、云原生架构
Q2:框架是一个用于()架构的概念结构。
A. 规划、开发、实施、管理和维持
B. 规划、开发、实施和管理
C. 规划、实施、管理和维持
D. 开发、实施、管理和维持
Q3:架构的本质是决策,是在权衡()等各方面因素后进行的决策。
A. 方向、策略、关系以及原则
B. 方向、结构、关系以及原则
C. 方向、结构、方针以及原则
D. 方向、结构、关系以及文化
📩 答案:
Q1答案:A解析:
教材常规分类里,信息系统架构包含系统架构、数据架构、技术架构、应用架构、网络架构、安全架构;云原生架构属于新兴衍生架构,不属于基础通用分类,因此排除包含云原生架构的 B/C/D 选项。
Q2答案:A解析:
架构框架完整作用覆盖架构全生命周期:规划、开发、实施、管理和维持,对应选项 A。
Q3答案:B解析:
有原题明确结论:架构的本质是决策,权衡维度为方向、结构、关系以及原则,匹配选项 B。
✅汇总答案
Q1:A;Q2:A;Q3:B