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信息系统集成 2011年11月 信息系统集成目录 信息系统的基本概念信息系统的体系结构信息系统的层次结构信息系统集成 信息系统集成概述 信息系统的基本概念信息定义 向人或机器提供关于现实世界各种事实的知识 是数据 消息中所包含的意义 它不随载体物理形式的改变而改变 信息特点客观性 任何信息都与客观事物紧密相联 适用性 信息为生产 管理和决策提供服务 传输性 信息在发送者和接受者之间传递 即可是信息系统内外之间传递 也可以是信息系统内部子系统之间的传递 共享性 信息与实物不同 它可以传输给多个不同的用户 为大家共享 而自身并不损坏 信息的特点使之成为社会发展的一项重要资源 信息系统集成概述 信息系统的基本概念数据 是通过数字化直接记录下来的可以被鉴别的符号 不仅数字是数据 而且文字 符号和图像也是数据 数据是可以载荷信息的物理符号 它的格式往往和具体的计算机系统有关 随载荷它的物理设备的形式而改变 数据只有对实体行为产生影响时才成为信息 信息与数据信息与数据是不能分离的 信息是数据的内涵 数据是信息的表达 数据是信息的载体 信息系统的建立和运行 就是信息 数据 按一定方式流动的过程 信息系统集成概述 信息系统的基本概念系统 若干个相互作用 相互依存的部分所组成的整体成为系统 任何事物都可以分成若干部分 所以处处是系统 事事是系统 系统无处不在 当关注研究系统各部分及其相互关系时 才能真正明确事物的系统性 系统的组成 从系统的抽象模型来看 任何系统都具有共同的基本组成部分 输入 需要由系统来处理的内容 处理 对输入的信息按照一定的方式进行处理而产生输出的过程 输出 系统处理产生的结果展示 信息系统集成概述 信息系统的基本概念系统分析研究了解系统各组成部分在系统内部的相互关系和相互作用 系统与外部环境的相互作用关系 即系统的限制与反馈 它决定了系统的要求和结果 是系统研究的生命所在 系统的分类系统有简单与复杂之分 区别主要在于系统内部各部分之间关系的复杂程度和组成部分数量的多少 对于复杂的系统 应该详细了解各部分运行状态 并且将各部分分解为子系统单独研究 实现逐层分解 并且可以集成整合 还原系统 信息系统集成概述 信息系统的基本概念信息系统信息系统是输入数据 经过加工处理后输出各种信息的系统 信息系统的主要功能是对信息进行采集 处理 存贮 管理 检索和传输 信息系统由人 计算机 包括网络 和管理规则组成的集成化的系统 信息系统是复杂系统中的小系统 起到沟通各个子系统关系 使整个系统协调一致的作用 政府部门管理服务社会 企业的生产 销售 管理 商业领域流通管理等等各种各样的社会组织系统中 都有自己的一定形式的信息系统 信息系统功能的好坏直接影响社会组织的工作效率和效益 信息系统已经成为各个系统运行过程中的系统中枢 信息系统集成概述 信息系统的基本概念信息系统基本模型 信息系统集成概述 信息系统的基本概念信息系统基本功能信息采集 将分散在各部门 各地方的相关信息收集起来 记录其数据 整理成为信息系统需要的格式 信息加工 排序 分类 归纳 检索 统计 模拟 预测及各种数学运算等等 信息存贮 对有价值的信息进行保存 分逻辑组织和物理存贮两个方面 确定合理的数据结构 对应逻辑组织 和存贮介质 对应物理存贮 信息检索 利用数据库管理技术 方便用户对信息的查询 展示等 信息传输 满足数据信息的交换共享 信息系统集成概述 信息系统的体系结构集中式计算模式概念 计算所需要的数据和程序都集中在一台计算机上运行 称为集中计算 优点 集中计算往往是一台计算机连接多个终端的网络形式 这种自顶向下的管理方式 安全性能高 计算能力和存贮能力强 维护方便 缺点 资源利用率低 可移植性差 网络负载大 表现形式 主机 终端系统 工作站 文件服务器系统 信息系统集成概述 信息系统的体系结构集中式计算模式 主机 终端系统简称主机系统 以一台计算机为中心的多用户系统 用户通过终端与主机相连 在主机操作系统的管理下共享主机硬件资源 包括CPU 内外存 输入输出设备等 突出的特点表现为多用户 所有的数据和程序都在主机上 进行集中管理 各个终端只相当于是键盘显示器功能 Internet 主机 终端 终端 终端 终端 终端 信息系统集成概述 信息系统的体系结构集中式计算模式 工作站 文件服务器系统服务器 专门为网络上其他用户提供共享文件 或数据 它是系统的核心 网络管理系统 网络操作系统也安装在服务器上 服务器可以有多台 工作站 可以访问服务器中的数据和文件 而本身的资源不被服务器和其他工作站共享 工作站是一台独立功能的计算机 网络传输的只是文件 计算任务在工作站上完成 数据和程序都存贮在服务器上 但程序执行却在工作站上 网络的负载很大 传输效率降低 数据安全性差 目前很少使用 服务器 工作站 局域网 工作站 工作站 工作站 服务器 工作站 信息系统集成概述 信息系统的体系结构客户机 服务器计算模式概念 客户机 服务器计算结构又称C S结构 客户机是一种单用户工作站 它提供与业务应用相关的表现 计算 联网 访问数据库和各类接口服务 服务器是一种存贮器共享型的多用户处理机 它提供业务所需的计算 联网 数据库管理和各类接口计算服务 客户机 服务器计算结构是由客户机 服务器构成的一种网络计算环境 它把应用程序所要完成的任务分派到客户机和服务器上共同完成 信息系统集成概述 信息系统的体系结构客户机 服务器计算模式客户机 服务器计算模式将应用一分为二 前端客户机 一般使用微型计算机 几乎所有的应用逻辑都在客户端进行和表达 客户机完成与客户的交互任务 具有强壮的数据操纵和事务处理能力 后端服务器 可以使用各种类型的主机 服务器负责数据管理 提供数据库查询和管理 大规模计算等服务 服务器不仅仅是存贮数据和程序文件 还肩负着成批的 集中的大量信息处理任务 客户机已经不是简单的仿真终端 它本身就是一台独立的计算机系统 承担着与用户业务紧密相关的处理功能 信息系统集成概述 信息系统的体系结构客户机 服务器计算模式客户机 服务器计算模式将应用一分为二 优点 方便异构平台集成 实现分布式管理 发挥客户机的处理能力 安全 稳定 可靠 且可脱机操作 缺点 客户端必须安装大量应用软件 开发成本较高 移植困难 用户界面风格不统一 使用复杂 维护和升级困难 信息系统集成概述 信息系统的体系结构客户机 服务器计算模式与工作站 文件服务器系统比较在硬件组成 网络拓扑结构 通信连接等方面基本相同 在C S结构中 服务器控制管理数据的功能由文件管理方式上升为数据库管理方式 原来完全由工作站完全承担的数据加工处理工作 改由服务器承担一部分 整个系统的性能得到了显著提高 一方面 作为服务器的计算机的高性能得到了充分发挥 另一方面 服务器对数据加工处理后 在网络中传输的仅仅是工作站需要的部分而不是整个文件 这样大大降低了网络传输量 信息系统集成概述 信息系统的体系结构客户机 服务器计算模式与工作站 文件服务器系统比较 文件服务器 工作站 应用 OS 协议 OS 协议 文件 局域网 网络中传输整个文件 工作站 文件服务器结构 工作方式 1 工作站需要共享数据库文件中的某条记录 2 工作站向文件服务器发送 读整个文件 请求 3 服务器通过网络传送整个文件给工作站 4 工作站利用自身的应用程序 在整个文件中找到所需要的数据记录 信息系统集成概述 信息系统的体系结构客户机 服务器计算模式与工作站 文件服务器系统比较 数据库服务器 客户机 应用1 OS 协议 应用2 OS 协议 数据库 局域网 所需记录 客户机 服务器结构 工作方式 1 客户机运行应用程序 需要某些数据库记录 2 客户机向服务器发送 读取记录 的请求 3 数据库服务器启动应用对数据库进行处理 4 服务器筛选出记录 传送给客户机 注意区别 1 应用程序分为两个部分 一部分安装在客户机上 另一部分安装在服务器上 这是两个功能不同的应用程序 服务器上的更多的是数据处理 客户机上的是基于不同用户需求的应用程序 信息系统集成概述 信息系统的体系结构分布式计算结构分布式主要指 数据分布和计算分布两种方式 数据分布指的是数据可分散存贮在网络上的不同计算机中 计算分布指的是操作计算分散由不同的机器处理 在物理上 分布式数据库的资源结构与分布式的组织机构 企业或社会团体 相吻合 在逻辑上 可以利用计算机网络集成为功能更为强大的系统 分布式计算结构在系统可靠性 可扩展性 可用性和并行性处理等方面具有明显优势 信息系统集成概述 信息系统的体系结构分布式计算结构物理层 采用C S结构的服务器仍然分散在网络各处 并保持传统的C S结构特性 分布式计算平台 在网络上的所有服务器均被抽象成一个大型的计算单元 使得用户感觉不到网络和服务器的存在 分布式应用 程序开发人员和用户不用考虑其底层有哪些服务器 自己是在一个统一的 一致的操作环境下工作 分布式计算结构隐藏了网络的物理层面 它使得传统的网络操作环境内的所有的机器间的操作 能如同一个机器内部的各个部件之间的操作 创造出所谓的无缝的分布式计算环境 Web计算模式 信息系统集成概述 信息系统的体系结构分布式计算结构 网络 分布式计算平台 服务器 客户机 服务器 客户机 客户机 应用层 分布式计算平台 物理层 信息系统集成概述 信息系统的体系结构浏览器 服务器计算模式概念 浏览器 服务器计算模式也叫B S结构 它是一种基于Web的协同计算 是一种三层架构的客户机 服务器的计算模式 第一层为客户端表示层 第二层是应用服务器层 第三层是数据中心 主要由数据库系统组成 优越性 良好的开放性 单一访问点 用户可以再任何地点使用系统 可以跨平台以相同的浏览器访问系统 便于维护升级培训 信息系统集成概述 信息系统的体系结构浏览器 服务器计算模式Web服务器的通信协议是HTTP 超文本传输协议 HTTP的通信交换机制是HTML 超文本标记语言 来描述Web上发布的信息 浏览器通过解释执行HTML文件显示图文并茂的信息 信息系统集成概述 信息系统的层次结构与网络协议的7层结构相似 信息系统也有7层结构 构成用户在第1 2层上工作 程序员工作在第3层 系统分析员工作在第4层 DBA和系统管理员工作在第5 6层 硬件安装和运行维护人员工作在第7层 下一层是上一层的基础 上一层是下一层的实现目标 由上向下时系统分析的过程 由下向上是系统实现的过程 信息系统集成概述 信息系统的层次结构工作机制系统分析是从第1层开始 由上向下直到第7层结束 系统的设计与实现是从第7层开始 由下向上直到第1层结束 由上向下或者由下向上进行系统的分析或实现 都是信息系统的内部逻辑关系 作为信息系统的开发的软件公司主要工作在第3 4层 第4层面向数据设计 第3层面向对象实现 第3 4层工作规范有序 就可以实现系统的规范运行 减少维护量 信息系统集成概述 信息系统的层次结构网络与通信硬件 第7层 网络操作系统 第6层 信息系统开发工具 第5层 工具层由各种DBMS CASE 中间件 构件等组成 它支持管理信息系统的数据模型 使数据模型能更好地为应用程序服务 选择开发工具应考虑的因素项目的应用领域用户的要求编译程序或开发环境程序员的经验和知识软件的可移植性 常用开发工具传统程序设计语言 面向过程的语言 第四代语言 非过程化语言 具有强大的数据管理能力 如 VisualFoxpro PowerBuilder等 最具代表性的是SQL语言 面向对象程序设计语言 C JAVA数据库软件工具平台架构 J2EE NET 信息系统集成概述 信息系统的层次结构信息系统数据模型 第4层 数据模型是信息系统的核心 所谓数据模型就是信息系统的E R图加上与之紧密相关的各种数据字典 数据模型具体的物理表现形式为 基本表 中间表 临时表 视图 关系 索引 主键 外键 参照完整性约束 值域 触发器 过程和各种数据字典 E R 实体 联系 图是将现实世界抽象为信息世界的重要工具 实体之间的联系有三种方式 1对1 1对多 多对多 信息系统集成概述 信息系统的层次结构信息系统功能模型 第3层 功能层是信息系统功能的集合 每一项功能对应一个图标或者窗口 系统数据模型是信息系统的数据基础 也是系统模型的基础 系统功能模型是根据系统数据模型的特征建立的 系统数据模型描述了系统的数据特征 系统功能模型描述的是系统的行为特征 系统最基础同时也是做重要的工作就是对数据的管理 而数据管理是通过各种功能实现的 如 添加 删除 修改 查询 统计 分析等等 信息系统集成概述 信息系统的层次结构信息系统业务模型 第2层 一个信息系统的基本功能是有限的 但基本功能的排列组合是无限的 有限的基本功能可以支持无限的组合功能 即构成了信息系统的复杂业务模型 业务模型可抽象为一组模型实体及实体之间的交互关系的集合 实体之间的交互关系分为两类 依赖关系 描述了同一层内部实体间的交互分解关系 描述了相邻层次实体之间的关联 信息系统集成概述 业务模型的分层结构 信息系统集成概述 信息系统的层次结构信息系统用户界面 第1层 客户机 服务器 C S 平台界面软件升级需要分别更换 安装 服务端和客户端 Web平台界面软件升级需要升级服务端 图形用户界面 信息系统集成概述 信息系统集成概述信息系统集成概念定义 根据一个复杂的信息系统或子系统的要求 把多种产品和技术验明并连接入一个完整的解决方案的过程 通过结构化的综合布线系统和计算机网络技术 将各个分离的设备 功能和信息等集成到相互关联的 统一的 协调的系统之中 使资源达到充分共享 实现集中 高效 便利的管理 系统集成应采用功能集成 数据集成 网络集成 软件界面集成等多种集成技术 系统集成实现的关键在于解决系统之间的互联和互操作性问题 它是一个多厂商 多协议和面向各种应用的体系结构 信息系统集成概述 信息系统集成概述信息系统集成概念优点 责任的单一性用户需求能得到最大限度的满足系统内部的一致性能得到最大限度满足系统集成商能保证用户得到最好的解决方案 信息系统集成概述 信息系统集成概述网络集成网络集成 根据应用的需求 将硬件设备 网络基础设施 网络设备 网络系统软件 网络基础服务系统 应用软件等组织成为一体 使之成为能够满足设计目标 具有优良性能价格比的计算机网络系统的过程 网络建设的总体原则 总体规划分布实施 重视系统集成商的选择 注重应用系统的建设 把先进性 可扩展性和经济可行性结合起来 强调培训 符合标准 网络系统集成的原则 开放性标准化原则 先进性原则 可靠性和安全性原则 灵活性和可扩展性原则 经济性和实用性原则 信息系统集成概述 信息系统集成概述数据集成数据集成是将不同来源 格式 特点性质的地理空间数据进行逻辑上或物理上的有机集中 在这个过程中充分考虑到数据的属性 时间和空间特征 数据自身及其表达的地理特征和过程的准确性 从而能够提供全面的数据共享 数据集成的目标是通过对数据形式特征和内部特征进行全部或者部分调整 转换 分解 合成等操作 使其成为充分兼容的无缝数据集 社会生产生活积累了大量数据 数据采集 存贮 处理 传输工作量巨大 人们需要数据共享 数据来自不同应用环节 数据格式和数据质量千差万别 需要进行格式转换和质量优化 数据集成十分必要 数据分布广泛 已经不局限于一个企业 而是扩散到企业之间 数据的利用频繁 时效性要求提高 各个企业 各个应用系统之间数据依赖性提高 要求数据必须紧密联系 不得随意修改 数据集成已经是企业信息系统建设面临的一个重要课题 信息系统集成概述 信息系统集成概述应用集成 概念应用集成是指将基于信息技术的资源及应用聚集成一个协同工作的整体 应用集成包括功能交互 信息共享 数据通信三个方面的管理与控制 集成可以划分成6各层次 平台集成 数据集成 组件集成 应用集成 流程集成 B2B集成等 任何一个层次的集成都是建立在前一级集成基础之上的 信息系统集成概述 信息系统集成概述应用集成 层次结构界面层次集成 围绕系统的用户和界面方面的信息进行集成 界面的集成主要是增加和修改了一些原有应用的界面 并不改变原有应用的业务逻辑 数据层次集成 围绕数据资源进行集成 主要对企业内部异构数据的互通 优点是直接 快速 容易实现 但增加了应用程序间的数据耦合 加重了系统维护的负担 功能层次集成 是基于应用系统之间的功能或业务流程的关联而实现的应用集成 是在企业业务逻辑的层面上的应用集成 功能层的应用集成可以通过应用程序编程接口 API 或者企业业务逻辑流程 Workfiow 作为访问原有数据或应用的方法 信息系统集成概述 信息系统集成概述应用集成 架构与技术应用集成架构与技术是应用系统互联互通 数据共享和应用整合的关键技术 扩展应用服务器的核心基础设施和特性 把分散的信息孤岛系统纳入到简单 统一的集成管理平台 并为用户提供统一 方便的信息处理工具 应用集成架构与技术重点研究的内容包括 应用集成技术 统一安全管理技术 门户平台 以及信息系统部署和管理机制 平台监控和管理工具 开发过程管理和质量控制等 利用应用集成框架 可以方便快速地往框架中添加新的应用 而不影响其他应用 应用集成架构分为三种 点对点 消息代理 流程代理 信息系统集成概述 信息系统集成概述应用集成 架构与技术点对点每个应用都与其余的应用建立直接连接 任何两个应用之间都要分别定义其交互接口 只需针对任何两个应用解决它们之间的交互 不需要考虑其通用性问题 结构复杂 但实现相对容易 集成的应用数目较小时 比较容易实现 但集成应用数目比较大时 实现困难 信息系统集成概述 信息系统集成概述应用集成 架构与技术消息代理任何两个应用间的交互都是通过中间的MessageBroker 消息代理 来处理 两个应用之间并不直接交互 消息代理作为交互中心 定义了一个统一的交互 大大减少了定义接口的数量 集成框架的结构也大为简化 信息系统集成概述 信息系统集成概述应用集成 架构与技术流程代理它是消息代理的扩