第4章 信息系统架构 / 4.2
4.2 系统架构
一句话讲明白
系统架构就是回答"这个系统由哪些块组成、块和块怎么连、连的规则是什么";考试只需抓住三条线:怎么分类、有哪些常用模型、怎么规划(TOGAF/价值驱动)。
生活类比
城市的骨架:物理架构看的是"楼在哪、路怎么铺"(集中式=一栋大楼里什么都装;分布式=各区各有一栋、用快速路连起来);逻辑架构看的是"哪个区住人、哪个区办公";而系统融合,就是别让每个区各修各的、最后排水管接不上——要横向(同层打通)、纵向(上下打通)、纵横(数据与模型统一)一起合。
正经定义
信息系统架构是一种体系结构,反映一个组织信息系统的各个组成部分之间的关系,以及信息系统与相关业务、相关技术之间的关系。理解架构可从 6 方面入手:①是对系统的抽象(只描述元素外部可见属性);②由多个结构组成;③任何软件都存在架构,但不一定有表述文档;④元素及其行为的集合构成架构内容(静态=大粒度总体结构,动态=关键共同行为);⑤具有"基础"性(复用方案 + 影响深远的决策);⑥隐含"决策"(重大决策应经过评审)。
拆解与流程
一、架构分类
- 物理架构:不看功能、只看硬件空间分布 → 集中式(资源集中、便于管理,但规模大了难维护、核心故障全瘫)与 分布式(按需配置资源、扩展方便、某节点故障不影响全系统,但标准难统一、协调困难)。分布式又分一般分布式与客户端/服务器(C/S)。
- 逻辑架构:信息系统各种功能子系统的综合体(如采购、生产、销售、人力、财务子系统)。
- 系统融合:横向融合(同一层次的职能与需求融合,如人事+工资一体化)、纵向融合(某职能各层次业务组织在一起,如分支会计与总部会计)、纵横融合(从信息模型和处理模型两方面综合,信息集中共享、程序模块化、建立公用数据体系)。
二、一般原理
架构=组成成分 + 组成成分之间的关系。环境中相对稳定的部分被析出并保留,对相对变化较多的部分重新组织,系统就获得了对环境变化的适应能力——这就是柔性。
三、常用架构模型(常考)
| 模型 | 要点 |
|---|---|
| 单机应用模式(Standalone) | 运行在一台物理机器上的独立应用程序,可多进程/多线程 |
| 两层 C/S | "胖客户端"=前台界面 + 后台数据库 |
| 三层 C/S 与 B/S | 前台界面、业务逻辑、数据分离;B/S 是采用通用客户端界面的三层 C/S(浏览器与 Web 服务器用 HTTP 通信,本质仍是 TCP/IP) |
| 多层 C/S | 三层以上,实践中多为四层:浏览器 → Web 服务器 → 中间件/应用服务器 → 数据库;中间件提高并发、转发请求、隔离数据库提升安全性 |
| MVC | 模型(Model)/视图(View)/控制器(Controller),要求表示层与数据层代码分开,是多层 C/S 的标准化模式 |
| SOA | 面向服务架构,把由多层服务组成的结点应用视为一个单一服务;应用间通过消息通信;本质是消息机制或远程过程调用 RPC;实践分异构系统集成、同构系统聚合、联邦体系结构 |
| Web Service | SOA 在 Web 应用间的典型实现,开放协议主要为 SOAP 与 WSDL |
| 组织级数据交换总线 | 不同应用间信息交换的公共通道,实质是连接器(Connector);可基于中间件或 CORBA/IIOP 开发;基于 CORBA 时交换总线即对象请求代理 ORB(代理体系) |
四、规划与设计
- 集成架构演进(工业企业为例):以应用功能为主线(中小企业,直接采购成套软件)→ 以平台能力为主线(竖井变平层,双态 IT:稳态 + 敏态)→ 以互联网为主线(功能最大限度 App 化/微服务,靠编排组合适配不同成熟度组织)。
- TOGAF:由 The Open Group 制定,基础是美国国防部 TAFIM;核心是 ADM(架构开发方法)。ADM 全生命周期 10 个阶段:预备阶段、需求管理、A 架构愿景、B 业务架构、C 信息系统架构(应用和数据)、D 技术架构、E 机会和解决方案、F 迁移规划、G 实施治理、H 架构变更治理;三级迭代(整体环形迭代、阶段间迭代、阶段内迭代)。
- 价值驱动的体系结构:价值模型三要素=价值期望值、反作用力、变革催化剂(后两者又称限制因素,三者统称价值驱动因素);体系结构挑战=限制因素使期望值更难满足;策略覆盖 组织、操作、可变性、演变 四个领域;优先化权衡 重要性、程度、后果、隔离。
考试怎么考
- 题型:单选为主,TOGAF ADM 与架构模型常出排序/归属题。
- 必背:B/S 是三层 C/S 的特例;SOA 本质是消息机制/RPC;ADM 10 阶段顺序;价值模型三要素。
- 常见问法:
- "多层 C/S 中中间件的作用?"→ 提高并发与可伸缩性、请求转发、隔离数据库提升安全。
- "ADM 中 B、C、D 分别指?"→ 业务架构、信息系统架构、技术架构。
- "集中式架构的缺点?"→ 规模扩大后维护管理困难、资源过度集中导致脆弱(单点故障全瘫)。
- 陷阱词:把"一般分布式"与 C/S 混为一谈;把 SOA 的"服务"理解成守护进程(它指提供一组整体功能的独立应用系统)。
易混辨析
| 对比 | 集中式 | 分布式 |
|---|---|---|
| 资源 | 集中,利用率高 | 分散,按需配置 |
| 优点 | 便于管理 | 扩展方便、抗单点故障 |
| 缺点 | 难维护、核心故障全瘫 | 标准难统一、协调困难 |
一秒记忆
"单机、两层胖、三层 B/S、多层加中间件、MVC 分视图、SOA 靠消息、总线做连接"; ADM 十阶段记 "预备+需求 + 愿(A)业(B)信(C)技(D) + 机会(E)迁移(F) + 治理(G)变更(H)"。