原子标签索引:[概念×10 | 机制×4 | 流程×5 | 分类×10 | 判据×5 | 案例×3 | 数据×6] 上游:第7章(软件架构风格详述) 下游:论文题"论XX架构设计"核心题源;案例题常考 ADM/企业集成
标准表述
- 信息系统架构(ISA):对某一特定内容里的信息进行统筹、规划、设计、安排等一系列有机处理的活动;主体对象是信息。
- ISA 本质上存在两个层次:概念层次(艺术、科学、方法和建设风格)与物理层次(架构工作产生的物理结构及其相互作用)。
- 定义1(本章采用):ISA 是系统的(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。
- 架构由多个结构组成;任何软件都存在架构,但不一定有架构表述文档(架构可独立于描述存在)。
- 架构隐含"决策":由架构师根据关键功能与非功能需求设计决策的结果;重大决策应经过评审。
- 企业架构领域开拓者是 IBM 的 John Zachman;最著名的企业架构框架是 TOGAF(The Open Group 架构框架),组织内部可免费使用。
- 架构开发方法(ADM)是 TOGAF 规范中最核心的内容,基于迭代过程模型。
- 信息系统架构的基本原理:析出相对稳定的组成成分与关系,在稳定部分支持下重组易变部分,使系统具备柔性。
- 企业信息系统总体框架四部分:战略系统、业务系统、应用系统、信息基础设施。
- 企业业务过程重组(BPR)可使企业经济效率提高 70%~80%。
- 信息化总体架构两种模式:数据导向架构(MDM/BI,关注数据模型与数据质量)与流程导向架构(SOA,关注端到端流程整合)。
- 信息系统生命周期五阶段:系统规划、系统分析、系统设计、系统实施、系统运行和维护。
- MIS 规划三大方法:关键成功因素法 CSF、战略目标集转化法 SST、企业系统规划法 BSP。
蒸馏笔记
概念
- 信息:对客观事物的反映;1948 年香农定义为"用来消除随机不定性的东西"。
- ISA:见标准表述;是软件系统结构、行为和属性的高级抽象。
- 架构商业周期:影响因素(干系人要求、组织知识结构、架构师素质、技术环境)→ 架构 → 反作用(影响组织结构/目标)→ 影响下一系统。
- 企业架构框架:Zachman 首创"信息系统架构框架"概念,从信息、流程、网络、人员、时间、基本原理 6 视角给出 6 模型(语义/概念/逻辑/物理/组件/功能)。
- TOGAF:开放式企业架构框架标准,基础是美国国防部 TAFIM。
- ADM:开发企业架构的分步方法;企业连续体从基础架构→通用基础架构→行业架构→组织特定架构演进。
- 架构风格:描述特定应用领域中系统组织方式的惯用模式;定义一个词汇表(构件+连接件类型)和一组约束。
- 物理结构:只抽象考察硬件系统的空间分布;逻辑结构:各种功能子系统的综合体。
- 信息化:培育、发展以智能化工具为代表的新生产力并使之造福于社会的历史过程(1997 年首届全国信息化工作会议定义)。
- 价值模型:由价值期望值、反作用力、变革催化剂三要素刻画利益相关者价值;后两者合称限制因素。
机制
- 柔性来源:不变的基本部分 + 随环境变化的部分 → 析出稳定成分 → 重组易变成分 → 适应能力。
- SOA 本质:消息机制或远程过程调用(RPC);两个应用通过预定义协议调用对方"过程"。
- SOA 与 MDM 互补:SOA 不能解决数据存储与数据质量管理,借助 MDM;MDM 的数据集中分发与路由借助 SOA。
- 中间件隔离机制:Web 服务器开放可直接被前端访问 → 请求先经中间件 → 由中间件完成数据库访问 → 数据安全。
流程
ADM 架构开发方法(10 个阶段,反复迭代) 1. 准备:定制框架、确定治理与支持框架、定义架构原则、落实工具。 2. 需求管理:贯穿 ADM 所有阶段,是 ADM 流程的中心,完成需求识别、保管和交付。 3. 阶段 A 架构愿景:设置范围/约束/期望,定义干系人,创建架构工作说明书并获批。 4. 阶段 B 业务架构:开发基线/目标业务架构描述 + 差距分析。 5. 阶段 C 信息系统架构:数据架构设计与应用架构设计(可依次或并行)。 6. 阶段 D 技术架构:将应用组件映射为技术组件(硬件/软件/通信)。 7. 阶段 E 机会和解决方案:初步实施规划,确定主要实施项目、分组纳入过渡架构、决定途径(制造/购买/重用、外包、商用、开源)。 8. 阶段 F 迁移规划:绩效分析和风险评估,制订详细实施和迁移计划。 9. 阶段 G 实施治理:定义架构限制、架构监督、发布架构契约、监测合规。 10. 阶段 H 架构变更管理:持续监测与变更管理,最大化架构业务价值。
- B/C/D 三阶段共同步骤:选择参考模型/视角/工具 → 开发基线架构 1.0 → 开发目标架构 1.0 → 执行差距分析 → 评审定稿。
- ADM 三级迭代:①整体环式迭代;②多个开发阶段间迭代;③单个阶段内部迭代。
信息系统生命周期(5 阶段):规划(可行性分析报告→系统设计任务书)→ 分析(提出逻辑模型,又称逻辑设计阶段,产出系统说明书)→ 设计(回答"怎么做",设计物理模型,分总体/详细设计,产出系统设计说明书)→ 实施(设备购置、程序编写调试、人员培训、数据转换)→ 运行维护。
HL7 Web 服务适配器开发 5 步:①消息和数据类型设计(XSD)→ ②适配器模式选择 → ③WSDL 契约开发 → ④生成 Stub 和代理实现 → ⑤开发适配器业务逻辑。
以服务为中心的企业集成步骤:业务环境分析 → 服务建模(IBM 推荐 CBDI 与 SOMA 两法)→ IT 环境分析 → 高层架构设计。
分类体系
Garlan & Shaw 通用架构风格(5 类,细目全)——按"数据流 → 调用/返回 → 独立构件 → 虚拟机 → 仓库"五路记忆: 1. 数据流风格(构件间靠数据流动组织):批处理序列;管道/过滤器。 2. 调用/返回风格(靠调用关系组织构件):主程序/子程序;面向对象风格;层次结构。 3. 独立构件风格(构件相互独立、松耦合):进程通信;事件系统。 4. 虚拟机风格(在软件层上再模拟一台机器):解释器;基于规则的系统。 5. 仓库风格(以中央数据存储为中心):数据库系统;超文本系统;黑板系统。 (各类括号内的特点注释仅助记用,定义性表述,背诵时以原文为准。)
信息系统物理结构:集中式(资源集中易管理但脆弱,很少用);分布式(主流模式,又分一般分布式——服务器只提供软件与数据的文件服务、客户机/服务器模式)。
信息系统结构的综合:横向综合(同一管理层次各职能综合);纵向综合(同一职能各管理层次综合);纵横综合(信息模型+处理模型两方面综合)。
信息系统常用 4 种架构模型:单机应用模式(Standalone);两层/三层/多层 C/S 与 B/S;MVC(多层 C/S 的标准化模式);面向服务架构 SOA 与多服务集合;企业数据交换总线。(实践中常并称 4~5 种)
三层 C/S 前后台通信协议 7 种:①TCP/IP+Socket 自开发(小型系统);②自定义消息机制(XML/字节流,可构建大型分布式系统);③RPC;④CORBA/IIOP;⑤Java RMI;⑥J2EE JMS;⑦HTTP(非面向对象,数据先平面化)。
B/S 本质:采用通用客户端界面的三层 C/S 结构;通信仍是 TCP/IP,只是应用层协议标准化为 HTTP。
企业信息系统总体框架四部分(与管理金字塔一致): 1. 战略系统(第一层):高层决策支持系统 + 企业战略规划体系(长期/短期规划)。 2. 业务系统(第二层,战术管理):业务系统→业务过程→业务活动;用 BPR 重组。 3. 应用系统(第二层):TPS、MIS、DSS、ES、OAS、CAD/CAPP/CAM、MRPⅡ 等;含内部功能实现与外部界面两基本部分。 4. 信息基础设施(第三层,运行管理):技术基础设施(计算机/网络/系统软件/支持性软件/数据交换协议)、信息资源设施(数据与信息本身/交换形式与标准/处理方法)、管理基础设施(组织结构/人员分工/规章制度)。
TOGAF 第 9 版 6 个组件:架构开发方法(ADM,核心);ADM 指南和技术;架构内容框架(ABB 构建块);企业连续体和工具;TOGAF 参考模型(TRM 与 II-RM 两个);架构能力框架。
信息化七平台:知识管理、日常办公、信息集成、信息发布、协同工作、公文流转、企业通信平台。
信息化 6 特征:易用性;健壮性;平台化/灵活性/拓展性;安全性;门户化/整合性;移动性。
信息化生产力 4 方面:信息网络体系;信息产业基础;社会运行环境;效用积累过程。
国家信息化体系 6 要素(拆条记忆,抓住每条的动词): - 信息资源——重在开发利用; - 信息网络——落点是国家信息网络的建设; - 信息技术应用——方向是推进落地; - 信息技术和产业——要发展; - 信息化人才——要培育; - 信息化政策——要制定和完善。
MIS 规划方法论三大方法:CSF(抓主要矛盾,最有利于确定管理目标);SST(战略目标集转化为 MIS 战略目标,全面但重点不突出);BSP(自上而下识别系统目标/过程/数据,自下而上设计系统,通过企业过程/数据类矩阵转化目标)。
判据
- 架构活动范围 4 维度:企业范围或焦点;架构领域(业务/数据/应用/技术 4 领域是否全覆盖);详述垂直范围或级别;时间周期。
- 架构优先化权衡 4 标准:重要性(期望值优先级);程度(限制因素影响大小);后果(可选方案数量与差异);隔离(方案隔离情况,影响越广越重要)。
- 价值模型三要素判别:对功能的需求=价值期望值;实现难度=反作用力;环境变化事件=变革催化剂。
- XML 文档可否当数据库用:数据量和操作用户较少且性能要求不高→可用;用户多、要求严格数据完整性和性能→不宜。
- 定义取舍:定义 1 通俗(元素-结构-架构层次);定义 2、3 权威但抽象;案例题答定义时优先"结构+外部可见属性+关系"口径。
案例
- 价值驱动的体系结构:价值模型三要素 + 体系结构挑战优先化,架构策略覆盖组织/操作/可变性/演变 4 领域(12.4.1)。
- Web 服务在 HL7 上的应用:HL7 V3 基于 RIM 参考信息模型,HIS 与 LIS 两系统经 SOAP/WSDL 交换 POLB_IN2120 消息(12.4.2)。
- 以服务为中心的企业集成:某航空公司主机年代异构系统,以 Ramp Control 为例,将共享业务活动抽象为服务(信息服务/流程服务/人工服务),经 ESB 事件服务、传输服务集成(12.4.3)。
数据
- 1948 年香农《通信的数学理论》提出信息定义;20 世纪 80 年代中期 Zachman 提出框架;1999 年 9 月美国联邦 CIO 委员会公布联邦企业架构框架(FEAF)。
- TOGAF:The Open Group 1993 年开始制定,1995 年发表;基础是美国国防部 TAFIM。
- BPR 可使企业经济效率提高 70%~80%。
- 中国信息化第三阶段以物联网和云计算为代表;"十四五"政务信息化规划提出三大任务 11 项工程,2025 年迈入"融慧治理"新阶段。
- 品牌指数数据模型中信息化建设权值为 10 分。
- Web 响应时间示例:静态信息 1~3s;动态信息 3~6s。
易错点 / 边界情况
- 分卷头部混入目录行(页码尾缀如"··405"),已排除。
- B/S ≠ 新协议:本质仍是三层 C/S,浏览器/服务器通信仍是 TCP/IP。
- MVC 是多层 C/S 的标准化抽象,不等于独立于 C/S 的架构;MVC 按模型层是否分离业务可分三层或四层。
- "信息系统架构"与"系统架构"区别不大,但架构师重点通常放在软件部分(软件选择自由度更大)。
- 需求管理是 ADM 流程的中心,不是独立一次性阶段;ADM 十阶段是反复迭代过程。
- 集中式结构并非一无是处:资源集中、便于管理、利用率高;缺点是脆弱(主机故障全系统瘫痪)。
- 分布式已取代集中式成为信息系统主流模式(适应组织扁平化、网络化)。
- 差距分析是 B/C/D 三阶段(业务/信息系统/技术架构)的共同动作,勿与 E 阶段的"合并差距分析"混淆。
- 数据导向 vs 流程导向架构无严格边界,两者相互配合补充(MDM 偏数据导向,SOA 偏流程导向)。
- 三种规划方法对比常考:CSF 突出重点、SST 全面疏漏少、BSP 通过过程/数据类矩阵;"用得最多的是前三种"。