15-信息系统架构设计实践

Mon, 01 Jan 2024 00:00:00 +0000

15-信息系统架构设计实践（第15小时）

软考-系统架构设计师 | 第4篇架构设计实践知识出题形式：上午选择题（2-5 分）+ 下午案例分析题（可能）+ 论文题 分值占比：约 2-5 分

0. 考点分析

5 大体系结构风格：数据流/调用-返回/独立构件/虚拟机/仓库
物理结构与逻辑结构：单体/分布式、横向/纵向/纵横综合
C/S、B/S 架构：二层/三层/多层、胖客户端/瘦客户端
MVC 模式：控制器/模型/视图的协作
SOA 与 ESB/EDB：服务化与企业总线
TOGAF 与 ADM：企业架构框架
信息化规划方法：CSF/SST/BSP

1. 核心架构知识

1.1 体系结构风格

5 大类体系结构风格：

风格类别	具体风格	特点
数据流	批处理、管道-过滤器	数据驱动，顺序处理
调用/返回	主程序/子程序、面向对象、层次结构	同步调用，结构清晰
独立构件	进程通信、事件系统	松耦合，异步
虚拟机	解释器、规则系统	灵活执行
仓库	数据库、超文本、黑板	数据为中心

1.2 信息系统架构分类

物理结构：

单体应用
分布式结构

逻辑结构：

横向综合：将同一管理层次的各个业务职能综合到一起
纵向综合：将同一业务的各个管理层次综合到一起
纵横综合：从信息模型和处理模型两方面建立公用数据库和统一信息处理系统

1.3 常用架构模型

1.3.1 单体应用

运行在单台物理机器上的独立应用程序
应用领域：信息系统领域，以数据处理为核心

1.3.2 客户机/服务器（C/S）

客户端与服务器通过 TCP/UDP 进行请求和应答

形式对比：

类型	形式	特点
二层 C/S	前台客户端 + 后台数据库	胖客户端
三层 C/S	前台客户端 + 后台服务端 + 后台数据库	引入应用层
三层 B/S	Web 浏览器 + Web 服务器 + 后台数据库	基于 HTTP
多层 C/S	前台 + 后台服务端 + 中间件/应用层 + 数据库	中间件提升性能与安全
MVC	Web 浏览器(View) + Web 服务器(Controller) + 数据库	关注点分离

通信协议：TCP/IP、Socket 自定义、RPC、CORBA/IIOP、Java RMI、J2EE JMS、HTTP

1.3.3 MVC（Model-View-Controller）

角色	职责
控制器（Controller）	接受用户输入，调用模型和视图
模型（Model）	业务数据和业务逻辑
视图（View）	用户界面

优点：允许多种用户界面扩展、易于维护、易于构建强大 UI、增强可扩展性、强壮性、灵活性

1.3.4 SOA（面向服务架构）

服务：能提供一组整体功能的独立应用系统
实现方式：借助消息中间件、交易中间件
典型应用：Web Service（通过消息机制或 RPC 调用）
主要实践：异构系统集成、同构系统聚合、联邦架构

1.3.5 ESB / EDB（企业服务总线/企业数据总线）

特征：

连接软件系统，提供服务代理功能和服务注册表
按照协议消息头进行数据、请求、回复的接收和分发
可基于消息中间件、事务中间件、CORBA/IIOP 协议开发

1.4 企业信息系统总体框架

构建有效集成的 ISA（信息系统架构）需考虑 4 个方面：

方面	描述
战略系统	战略制定、高层决策、长期/短期规划
业务系统	业务过程、活动、角色、数据的建模与执行
应用系统	应用软件，包括内部功能和外部界面
企业信息基础设施（EII）	信息设备、通信网络、数据库、系统软件、支撑软件

1.5 架构设计方法

1.5.1 TOGAF 架构框架

国际权威组织 The Open Group 制订的企业架构标准框架。

4 大目标：

节省时间和成本，更有效、合理利用资源
实现可观的投资回报率
确保所有用户使用相同的语言
避免被"锁定"到企业架构的专有解决方案

核心思想：模块化架构，为大型组织开发提供扩展指南

TOGAF 组件：

架构开发方法（ADM）
架构开发方法指南和技术
架构内容框架
企业连续序列和工具
架构框架参考模型
架构能力框架

1.5.2 ADM（架构开发方法）10 个阶段

预备 → 需求管理 → 架构愿景 → 业务架构 → 信息系统架构 → 技术架构 → 机会和解决方案 → 迁移规划 → 实施治理 → 架构变更管理

1.5.3 信息化 4+6+7+9

4 个内容：信息网络体系、信息产业基础、社会运行环境、效用积累过程
6 个要素：开发利用信息资源、建设国家信息网络、推进信息技术应用、发展信息技术和产业、培育信息化人才、制订和完善信息化政策
7 个平台：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
9 个特征：易用性、健壮性、平台化、灵活性、扩展性、安全性、门户化、整合性、移动性

1.5.4 信息化架构两种模式

数据导向架构：关注数据模型和数据质量
流程导向架构：关注端到端流程整合及对流程变化的适应度

1.5.5 信息化建设生命周期

系统规划 → 系统分析 → 系统设计 → 系统实施 → 系统运行和维护

1.5.6 信息化工程总体规划方法

方法	核心思想
CSF（关键成功因素法）	找出企业成功的关键因素，围绕其确定系统需求
SST（战略目标集转化法）	反映各种人的要求，按要求分层，转化为信息系统目标
BSP（企业系统规划法）	自上而下识别系统目标、企业过程和数据，自下而上设计

1.6 实践案例

案例：某电商订单系统从单体到 C/S 再到 SOA 的演进

阶段1：单体应用，所有功能在一台服务器
阶段2：二层 C/S，前台客户端 + 数据库
阶段3：三层 B/S，引入 Web 服务器
阶段4：多层架构，引入中间件，提升并发性能
阶段5：SOA 化，通过 ESB 集成订单、库存、支付等服务

2. 关键概念速查

概念	定义/说明	常见考点
ISA	信息系统架构（Information System Architecture）	多维度、分层次、高度集成化的模型
C/S 架构	客户端/服务器架构	胖客户端/瘦客户端区分
B/S 架构	浏览器/服务器架构	本质是 HTTP 协议
MVC	模型-视图-控制器	强分离输入、处理、输出
SOA	面向服务架构	服务是独立应用系统
ESB	企业服务总线	服务间信息交换的公共通道
EDB	企业数据总线	数据层面的集成
TOGAF	The Open Group 架构框架	ADM 是核心方法
ADM	架构开发方法	10 个阶段环状排列
CSF	关键成功因素法	找企业成功关键
SST	战略目标集转化法	反映人的要求
BSP	企业系统规划法	自上而下识别，自下而上设计

3. 典型例题（案例分析题）

例题 1：选择题

题目：在信息化工程总体规划的方法论中，（）是通过分析找出使得企业成功的关键因素，然后再围绕这些关键因素来确定系统的需求，并进行规划。

A. 战略目标集转化法 B. 关键成功因素法 C. 企业系统规划法 D. 信息系统工程法

参考答案：B 解析：CSF 关键成功因素法正是通过分析找出使企业成功的关键因素，围绕其确定需求。

例题 2：选择题

题目：信息化建设生命周期的顺序是（）。

A. 系统设计、系统分析、系统规划、系统实施、系统运行和维护 B. 系统规划、系统分析、系统设计、系统实施、系统运行和维护 C. 系统规划、系统分析、系统设计、系统实施、系统运行和维护 D. 系统分析、系统规划、系统设计、系统实施、系统运行和维护

参考答案：C 解析：正确顺序是系统规划 → 系统分析 → 系统设计 → 系统实施 → 系统运行和维护。

例题 3：简答题

题目：请列举信息系统架构中较为常用的架构模型。

参考答案：传统的信息系统架构中架构模型主要关注应用系统架构，典型的应用系统架构包括：

单体应用架构
二层客户端/服务器架构
三层客户端/服务器架构
三层浏览器/服务器架构
多层客户端/服务器架构
面向服务的架构（SOA）
企业服务总线架构

说明：在企业应用中，复杂的面向服务架构会加重信息系统开发和管理负担，为了规避成本问题，多采用企业服务总线或企业数据总线架构模式。

4. 论文素材

本章是论文题出题范围，以下 3 个题目方向可以重点准备：

论企业信息系统的架构选型与演进
- 写作要点：从单体到 C/S 到 B/S 到 SOA 的演进过程，TOGAF 框架的应用
论面向服务架构（SOA）在企业中的应用
- 写作要点：服务粒度、ESB、协议标准化（UDDI/WSDL/SOAP）
论企业架构（EA）方法论在系统设计中的应用
- 写作要点：TOGAF/ADM 阶段、信息化 9 特征、BSP 方法应用

5. 高频考点

5 大体系结构风格：每年必考 1 题
C/S、B/S、二层/三层/多层 C/S 区分：案例题常考
MVC 三角色职责：基础题必出
TOGAF 与 ADM：概念题
CSF/SST/BSP 三大规划方法：必须能区分
信息化建设生命周期顺序：送分题
SOA 与 ESB 关系：高频综合题

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