信息系统工程概论课件

信息系统工程概论(3)符长青博士第4章软件体系结构与工程标准

软件体系结构是指描述软件系统的一组模型的集合，它定义了软件系统的组成，各组成部分相互间的关系，以及消除制约其设计与发展的原理和准则，对软件系统的功能结构、特性与运行方式进行了全面、系统的描述。

体系结构=构件+连接件+约束

软件体系结构的模型:

①结构模型②框架模型③动态模型④过程模型⑤功能模型集中式和分布式计算处理系统

1．集中式计算处理系统集中式计算处理系统由中央计算机（主机）和若干终端（客户机）组成，数据处理和存储全部集中在主机中进行，终端不作任何计算处理，只用来输入和输出。如银行的自动提款机（ATM）采用的就是集中式计算处理系统。2．分布式计算处理

在分布式网络中，每台计算机都能够存储和处理数据，因而可以适应不同用户的各种需要，同时允许他们共享网络的数据、资源和服务。优点是成本低，多用户使用，快速访问，数据传输风险小。缺点是对病毒比较敏感。软件体系结构

软件体系结构大体上分为4种：（1）主机终端模式（2）文件/服务器模式（File/Server）（3）客户机/服务器模式（Client/Server，简称C/S）（4）浏览器/服务器模式（Browser/Server，简称B/S）

主机终端模式属于集中式计算处理系统，其余三种模式都属于分布式计算处理系统。文件/服务器模式只适用小规模的局域网，对于用户多、数据量大的情况就会产生网络瓶颈，特别是在国际互联网上不能满足用户要求。因此，软件体系结构由原来的文件服务器结构发展到二层C/S结构，直到现在的多层B/S结构。

两层C/S结构

应用程序放在客户端，数据库放在服务器端。在Web和Intranet技术还没有大规模走进市场的前几年里，C/S技术帮助了世界各地的公司和企业提高了工作效率，得到广泛应用。（1）C/S结构的优势①客户端处理能力强②客户端响应速度快③存取模式更安全④网络通信量小，节省资源（2）C/S结构的缺点①客户端需要安装专用的客户端软件，安装工作量大，而且任何一台电脑出问题，都需要进行重新安装或维护。②当C/S结构软件系统升级时，每一台客户机需要重新安装，其维护和升级成本非常高。③C/S结构的软件需要针对不同的操作系统系统开发不同版本的软件，系统集成与维护性差，不易扩展。④C/S结构软件只适用于局域网。多层B/S结构的概念

1．三层结构

①表示层②功能层③数据层2．三层B/S结构B/S结构是客户端使用浏览器，后端使用服务器的应用。把C/S模式中的服务器分解为一个数据服务器与一个或多个应用服务器3．B/S模式的优势

（1）系统彻底开放（2）系统易于开发（3）系统维护简便（4）界面统一，操作简单（5）适合于网上信息发布C/S模式与B/S模式相结合方案

两种模式结合使用的方案优点在于：①保证敏感数据的安全性，特别是对数据库的修改和新增记录加强了控制。②经济有效地利用企业内部计算机的资源，简化了一部分可以简化的客户端。③既保证了复杂功能的交互性，又保证了一般功能的易用与统一。④系统维护简便，布局合理。⑤网络效率最高。中间件（middleware）的概念

中间件是与操作系统，数据库并列的3大基础软件之一。顾名思义，中间件处于操作系统软件与应用软件的中间。中间件在操作系统、网络和数据库之上，应用软件的下层，作用是为上层的应用软件提供运行与开发的环境，帮助用户灵活、高效地开发和集成复杂的应用软件。

在中间件产生以前，软件开发人员面对众多IT厂商各种产品之间形成的巨大的差异，要直接使用操作系统、网络协议和数据库等开发应用软件，这些都是计算机最底层的东西，越底层越复杂，开发者不得不面临许多很棘手的问题。这些与用户的业务没有直接关系，但又必须解决，耗费了大量时间和精力。于是，有人提出能不能将应用软件所要面临的共性问题进行提炼、抽象，在操作系统之上再形成一个可复用的部分，供成千上万的应用软件重复使用。这一技术思想最终构成了中间件这类的软件。中间件是一类软件，而非一种软件；中间件不仅仅实现互连，还要实现应用之间的互操作；中间件是基于分布式处理的软件，最突出的特点是其网络通信功能。中间件的作用

中间件的作用是屏蔽了底层操作系统的复杂性，使程序开发人员面对一个简单而统一的开发环境，减少程序设计的复杂性，将注意力集中在自己的业务上，不必再为程序在不同系统软件上的移植而重复工作，从而大大减少了技术上的负担。中间件带给应用系统的，不只是开发的简便、开发周期的缩短，也减少了系统的维护、运行和管理的工作量，还减少了计算机总体费用的投入。其次，中间件作为新层次的基础软件，其重要作用是将不同时期、在不同操作系统上开发应用软件集成起来，彼此像一个天衣无缝的整体协调工作，这是操作系统、数据库管理系统本身做不了的。中间件的这一作用，使得在技术不断发展之后，我们以往在应用软件上的劳动成果仍然物有所用，节约了大量的人力、财力投入。中间绳件的帖分类（1）消见息中姥间件制（MO粱M）将数原据从盐一个柏应用警程序咽发送纪到另生一个杆应用瞎程序炼，这碎就是针消息臣中间旱件的扎主要诉功能寇。它谁要负员责建看立网掌络通敌信的舌通道近，进黎行数崭据的沈可靠板传送识。（2）交唱易中畅间件磨（TP）主要猾功能巩是管女理分集布于说不同润计算秃机上驴的数伸据的距一致滋性，斗协调慰数据窄库处赢理分央布式白事务应，保辫障整嚷个系谷统的乓性能即和可寇靠性背。（3）对叔象中听间件(O聚bj痰ec陵t粉Mo临mi潮to众r)按面跌向对予象的泛模式痒来组喝织体忍系结劈燕构的叔，在查线电挎子交里易很舅适合残采用许这种辆中间贪件（4）应每用服治务器(A欣pp调li蛇ca宜ti风on哪S泉er乒ve御r)主要惰用来其构造械基于WE寺B的应渗用，嗓是企兔业实蓄施电养子商满务的披基础劲平台（5）企乱业级踪蝶应用衡集成(E除AI康)一个耻大型办企业案内部沿往往扶有很写多的艰计算币机应秧用系猫统，EA拥I可用饺于对颂这些苍系统鹿进行贝有效泡的整藏合。（6）安卷全中宰间件(S贿ec脂ur枯it立y蔑Mi址dd披le犹wa丈re误s)以公乖钥基叶础设卖施（PK络I）为切核心克的、窑建立等在一糖系列娘相关饱国际免安全召标准武之上堡的一毒个开握放式健应用肥开发骡平台准，向背上为贴应用桑系统烘提供国开发润接口青，向魄下提冠供统盖一的津密码逗算法午接口何及各仿种IC卡、踩安全伴芯片论等设喇备的炎驱动急接口互。数据森库技反术数据性库（DB）是潮一个胃结构拼化的才数据顶集合治，将郊数据呢按一句定的即数据兵结构细组织例起来边，存芬储在学计算插机存巾储设涝备中槐。数暴据库锦是数披据管将理的史高级番阶段爹，它贪是由棒文件傻管理槽系统优发展累起来般的。1．数胆据库欢的基狠本结恰构数据肾库的端基本默结构飘分三内个层记次，禾不同各层次诸之间料的联死系是斩通过熄映射感进行段转换净的。（1）物筛理数阶据层（2）概标念数揭据层（3）逻赔辑数蹦据层2．数沃据库女的主繁要特勺点（1）实供现数功据共花享（2）减之少数券据的仅冗余浊度（3）数摔据的局独立饥性（4）数桌据实浅现集罩中控幼制关系芬数据题库关系货数据沈库系垃统是佣用关淋系模忽型设影计的欠数据副库系悬统（1）关殿系：就是碍一个繁二维释表，挎表示抱实体片集。（2）记检录：表中厨的行冬称为阵记录专，代艘表了吵某一糟个实砌体（3）字削段：表中辱的列览称为凳字段踪蝶，表亡示实池体的印某个洪属性（4）关谋键字索：能够炼唯一陶确定糟表中椒的一致个记致录的政属性版或属性吉集合（5）主泳关键挎字：最主培要的个关键缺字称橡为主界关键疮字。（6）外鄙来关雾键字泻：一个纺表中迈的关玻键字映段，位在另络一张呜表中称摔为外池来关旋键字面向甚对象帅数据杆库面向痒对象馅数据艇库是拐面向帽对象榆的程闭序设担计技衰术与蜂数据正库技越术结酬合的毯产物国，主爱要用叶于存惠储彼醉此没蚂有内苏在联沟系的好数据宣对象蜘。面向蹦对象纺的数务据库胀系统椅使人应们可搅以使奔用某秆种程葵序设等计语削言去训直接融访问肆这种员程序娇设计师语言怠所定坦义的伞数据泼对象接，还浩使人卸们可予以在橡无需宗进行易格式赏转换真的情久况下盟把这耻类对惩象存殖放到存数据怀库里帜。这凯一点甚关系性数据切库是另无法笑做到颠的。面向乒对象差数据黎库主睁要特锣点有炸：①对照象数毕据模伍型能朝完整苹地描颗述现敏实世花界的划数据坑结构宿，能组表达道数据绵间嵌液套、乱递归筋的联锯系。②具恢有面倾向对行象技交术的将封装碌性（灾把数歇据与宿操作回定义碰在一隔起）创和继宽承性味（继店承数弹据结米构和拼操作盯）的当特点制，提架高了屠软件典的可脑重用追性。数据虾库分归类（1）集热中式厦数据搏库把数吨据集徒中在震一个毕数据泡库中漆进行被集中雪管理旧，其已优点门是减行少了怖数据厦冗余悦和不旺一致格性，蝴缺点羽是随删着数旨据量习增加您，系祸统相确当庞慢大，辉操作启复杂家；数舟据集暴中存旗储，漆大量姻的通侧信都搜要通老过主廉机，荐造成气拥挤缝。（2）分正布式窃数据盐库分布恰式数宴据库聪兼顾肉了集瓶中管染理和第分布肝处理习两个纵方面曲，因总而有狂良好蛮的性气能。①数着据物季理上久分布厉在多认处不牢同地积点，可但逻鸭辑上荷是一俩个整习体。②计圈算机唇系统且既可罗以访飞问本寇地数亲据库诱，也劝可以屋访问饲异地手数据艳库。③本粒地计孤算机衫单独恨不能餐胜任肺的数绞据处装理任造务，敬可以踪蝶通过场网路永取得紧其它仅数据敢库的蚀支持坟。数据但库管矛理系化统（DB客MS）数据覆库管精理系房诚统（DB驶MS）是谎指数劝据库受系统亲中对增数据般进行新管理陆的软职件系甲统。葱主要炸功能止有：（1）数而据库趋的定誉义功隙能（2）数锋据库来的操杆纵功抹能（3）数楚据库辞的保达护功唉能①数摧据库份的恢沈复②数余据库绵的并震发控池制③数鄙据完搂整性蔬控制④数侨据安硬全性肆控制⑤其刘它保绑护功疼能（4）数乐据库酷的维隐护功呀能数据乖字典（DD）据库迁系统踪蝶中存爸放三巾级结蒙构定蓝义的榆数据耳库称侵为数嫩据字潜典（DD）。悟对数沃据库众的操凝作都咸要通旬过数株据字卸典DD才能尖实现线。DD中还画存放熔数据杀库运撞行时失的统陡计信慢息，急如记孕录个撑数、寄访问定次数粱等。数据锦仓库脸技术数据叙仓库侨（DW）属水于高桐层次显的数闯据管蹈理技卷术。惰由于幸传统色数据梢库系恳统难渠于实雾现对股数据劲分析吨处理连，无患法满采足数孕据处往理多果样化党的要讲求，违其操傻作型宁处理灶和分布析型辆处理阶的分王离就激成为眠必然素。自20世纪90年代远开始墙，基括于传窗统的仅数据雄库技算术的领发展叨，人良们尝注试对竟数据担库中乘的数旋据进携行再灵加工易，形不成一习个综首合的懂，面毛向分精析的孝环境范，以嚼更好额支持荐决策刮分析屯，从都而形舅成了旗数据殿仓库贞技术所。作为鄙决策张支持快系统州（DS菜S），殖数据阴仓库孩系统历包括清三方浇面技躁术：①数落据仓宜库技锄术（DW）将传仙统数兔据库愉中的吼数据灯按决纵策需版求（郊主题掉）进喜行重敌新组竭织，六以多注维空讨间结准构形芝式存届储数咬据库班，量鼓级达稳到太者字节铸（TB）级蛮。②联该机分借析处申理技盛术（OL碑AP）对数元据进糠行分朵析型客处理渴，而胖不是赛传统血的操裤作型狡处理争。③数撞据挖触掘技蚂术（DM）从数君据库悲中发厚现知皂识的眼核心纷技术阿，它茄是从染人工芹智能他的机惜器学注习中梨发展后起来更的。数据甩仓库颗的数柔据组牙织形咐式数据强仓库拒是面抽向主初题的副、集星成的耐、不杀可更玩新的手（稳貌定性它）、经随时夺间不波断变唇化的乓数据堆集合司，用断以支缝持经铸营管祸理中性的决先策制蒸定过恩程。掠数据检仓库苗中的是数据狭面向龟主题户，与扁传统疑数据支库面秒向应蛋用相蹈对应枯。数嫌据仓惭库中华的数损据分梢为四忠个级烛别：或早期锅细节玻级、炕当前治细节斩级、奖轻度币综合柄级、群高度劣综合渡级。督源数葬据经尝过综澡合后素，首建先进温入当往前细唇节级蚂，根班据具诸体需蜘要进巩行进沟一步工的综户合，较从而惰进入柳轻度待综合醋级乃转至高催度综廉合级古，老冬化的嗽数据觉将进待入早贵期细寺节级齿。数弊据仓纠库中预存在挂着不趁同的顿综合舌级别蓬，一辩般称以之为幕“粒县度”揪。粒思度越完大，予表示饺细节霜程度蓬越低去，综掀合程林度越榜高。数据遥仓库圈的数恒据组情织形凤式①简择单堆位积文顾件②轮径转综桂合文乓件③简归化直稼接文显件④连炼续文昼件数据脂仓库寸的数册据追锐加①时俩标方涌法如果仓数据期含有攀时标拘，对海新插说入或料更新漏的数充据记夺录，符在记冤录中苦加更焦新时抢的时票标，笨那么村只需岛根据醋时标扇判断件即可胃。②DE魄LT猴A文件它是吉由应攀用生姐成的地，记拆录了脂应用涝所改乳变的覆所有散内容拖。利约用DE僚LT结A文件象效率辫很垫高，行它避裹免了课扫描撑整个汗数据澡库，隶但同绩样的骆问题略是生制成DE垄LT舒A文件戏的应苍用并惨不普惧遍。③前碌后映带象文载件的桐方法在抽裙取数木据前医后对则数据冈库各间作一鬼次快呈照，懂然后极比较狗两幅页快照酬的不器同从句而确单定新怕数据房诚。它茫占用小大量示资源搬，对递性能断影响族极大附，实榆际意床义不乐大。④日白志文蕉件最可数取的压技术飘大概恰是利疮用日午志文文件了愧，因夫为它开是DB的固详有机叶制，失不会兴影响OL瓶AP的性悲能。油同时斑，它袍还具愈有DE爆LT腐A文件魂的优愉越性轿质，坏提取树数据锤只要其局限歌日志妹文件溜即可研，不门用扫责描整肃个数译据库层。源码破开放开放凑源码呼是指歉通过抚源码圆开放男与共退享原出则，承使得斜任何因程序稀员都夕有机器会对筹软件相进行形深入完的评爸审和咬测试壳，从忆而大杂大提挠高了絮软件珠质量罗，获斩得比煤传统莲封闭瞎的软该件开本发模香式更挑好的趣快速浙开发显软件缝的方捏法。与开碌放源控码紧自密相椅关的隔是所城谓自绩由软盛件运您动，羊主要耻目标滩是使胶得开沿发的熄软件裳是自涝由的拔，它劫们之祝间最暴简单犁的区辰别是供各自专的优脏先权鸭不同尺。开放净源代财码模个式的韵问题①由料于完介全本轻着自忠愿的屑原则自，任捧何人诊都可推以自贴由参袋与开逼源软风件的摆开发日，也捡可以楼将自遭己编至制的密软件料放到曾网上帐让别塞人共介享，捧因而陶软件木版本杂如何露管理采、质爬量如跟何保饥证、惕软件违错误穿如何津跟踪光和修赌正等烂都摆食在人刃们的输面前测。②开设放源怕码的搜测试件、整跟理与挎推广烤也是爹一个存比较靠重要洁的任露务在泽源码守完全逐开放日的情申况下析，专妹业软宽件公共司如练何保抓护版亲权、兆获取泥利润乌等问它题还爹有待夫解决虏。内容童管理信息扬不仅臣限于询结构进化数棚据，妻还有狂很多河非结粉构数厦据，兔包括碌纸张出文件铲、报胳告、绪传真末、视有频、节音频矩、图招片等喷。据艘统计唯，目猴前大唇约85跃%的企科业信漫息是挖非结耳构化果数据轨。内容怒管理是对集非结冻构化题数据蛾的采扁集、项组织差、存蚂储、涨安全羊、提今取、爷再利诵用的乏技术甲手段腊和管造理方庙法，梯包括折对元宗数据烫的管截理、闹数字逮对象绵的管偷理、漆以及钉如何愁通过品一个拆统一锈的数屡据库分访问肤协议擦对元例数据卷和数设字对孤象进筑行一扔致性立、完象整性珍操作叛等。研究普的主拆要内禾容：①功冠能研台究：包括识数据怪检索袖、数吨据存宗储、遇格式捷转换秆、多把语种餐支持伟、安侨全管丙理、青页面尝创建祖、个某性化归定制弯、同敏步和宿复制栏等。②行束业研作究：包括敢多媒鬼体服他务、国多媒万体内爆容管长理、茅电子抬数据遥交换鞋、元具数据疗和标没引等属。③技虹术研维究：包括臂多层幻玉体系梨结构犁，全其面基嫁于XM踩L标准渣，面茂向对弃象组内件④集爽成研雄究：包括哈工作昏流管习理、穿数字店版权每保护介、数体据挖罪掘内容矛管理局的关诞键技少术（1）XM垒L（2）元躲数据（3）工想作流堤管理腾技术（4）应劫用集怎成技拾术（5）数壤据检欺索和湿挖掘捧技术（6）内印容挖蛾掘和叶智能颂关联瓜技术软件炉项目腔管理项目朝管理狮是指裤通过但项目玩各方通利益喘相关构者的匆合作势，在闯项目医活动折中运眠用专骂门的办知识便、技滥能、协工具搁、方价法，航以及结各种乳资源债，以捡实现读项目历的目凡标。（1）制送定计唯划：势规定角待完蔑成的灯任务木、要堡求、识资源中、人测力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