【系统架构设计师】十八、信息系统架构设计理论与实践①

目录

一、信息系统架构概述

二、信息系统架构风格与分类

2.1 信息系统架构风格

2.2 信息系统架构分类

三、信息系统架构模型

3.1 单体应用

3.2 客户机/服务器

3.2.1 二层 C/S

3.2.2 三层 C/S 和 B/S

3.2.3 多层 C/S 和 B/S 

3.2.4 MVC

3.3 面向服务架构(SOA)模式

3.4 企业数据总线

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一、信息系统架构概述

        信息系统架构(ISA)是指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。目前关于信息系统架构较为权威的定义有：

        （1）信息系统架构是系统的结构，由软件元素、元素外部可见属性和元素间关系组成。
        （2）信息系统架构是软件系统结构、行为和属性的高级抽象，由系统元素描述、元素间相互作用、元素集成模式及模式约束组成。
        （3）信息系统架构是系统的基础组织，体现为构件、构件间关系、构件和环境间关系、构件设计和演进的原则。

为了更好地理解信息系统架构的定义，特作如下说明:

        (1)架构是对系统的抽象，它通过描述元素、元素的外部可见属性及元素之间的关系来反映这种抽象。因此，仅与内部具体实现有关的细节是不属于架构的，即定义强调元素的“外部可见”属性。

        (2)架构由多个结构组成，结构是从功能角度来描述元素之间的关系的，具体的结构传达了架构某方面的信息，但是个别结构一般不能代表大型信息系统架构。

        (3)任何软件都存在架构，但不一定有对该架构的具体表述文档。即架构可以独立于架构的描述而存在。如文档己过时，则该文档不能反映架构。

        (4)元素及其行为的集合构成架构的内容。体现系统由哪些元素组成，这些元素各有哪些功能(外部可见),以及这些元素间如何连接与互动。即在两个方面进行抽象：在静态方面，关注系统的大粒度(宏观)总体结构(如分层)；在动态方面，关注系统内关键行为的共同特征。

        (5)架构具有“基础”性：它通常涉及解决各类关键重复问题的通用方案(复用性),以及系统设计中影响深远(架构敏感)的各项重要决策(一旦贯彻，更改的代价昂贵)。

        (6)架构隐含有“决策”，即架构是由架构设计师根据关键的功能和非功能性需求(质量属性及项目相关的约束)进行设计与决策的结果。不同的架构设计师设计出来的架构是不一样的，为避免架构设计师考虑不周，重大决策应经过评审。

二、信息系统架构风格与分类

2.1 信息系统架构风格

        信息系统架构遵循通用的架构风格：

                数据流体系结构风格：批处理，管道-过滤器。
                调用/返回体系结构风格：主程序/子程序，面向对象，层次结构。
                独立构件体系结构风格：进程通信，事件系统。
                虚拟机体系结构风格：解释器，规则系统。
                仓库体系结构风格：数据库，超文本，黑板。

2.2 信息系统架构分类

        信息系统架构可分为物理结构与逻辑结构两种，物理结构是指不考虑系统各部分的实际工作与功能结构，只抽象地考察其硬件系统的空间分布情况，物理结构一般分为集中式与分布式两大类。逻辑结构是指信息系统各种功能子系统的综合体。

        在信息系统开发中，强调对各种子系统进行统一规划，并对各子系统进行综合。

        （1）横向综合：将同一管理层次的各种职能综合在一起，例如，将运行控制层的人事和工资子系统综合在一起，使基层业务处理一体化。

        （2）纵向综合：把某种职能的各个管理层次的业务组织在一起，这种综合沟通了上下级之间的联系如工厂的会计系统和公司的会计系统综合在一起，它们都有共同之处，能形成一体化的处理过程。

        （3）纵横综合：主要是从信息模型和处理模型两个方面来进行综合，做到信息集中共享，程序尽量模块化，注意提取通用部分，建立系统公用数据库和统一的信息处理系统。

三、信息系统架构模型

3.1 单体应用

        单体应用指运行在单台物理机器上的独立应用程序。应用领域就是信息系统领域，也就是以数据处理为核心的系统。

3.2 客户机/服务器

        客户机/服务器是信息系统中最常见的模式，这种模式下客户端和服务器间通过 TCP/UDP 进行请求和应答。常见的客户机/服务器形式有以下几种：

3.2.1 二层 C/S

        二层 C/S （Client/Server）。这是一种胖客户端，主要是指前台客户端 + 后台数据库的形式。

3.2.2 三层 C/S 和 B/S

        三层 C/S 和 B/S （Browser/Server）。前台客户端+后台服务端+后台数据库。

3.2.3 多层 C/S 和 B/S 

        多层 C/S：是指三层以上的结构。形式是前台客户端+后台服务端+中间件/应用层+数据库。

        多层 B/S：是指三层以上的结构，形式是 Web 浏览器+Web 服务器+中间件/应用层+数据库。

        中间件/应用层的作用有以下 3 点：①提高并发性能和可伸缩性；②请求转发，业务逻辑处理；③增加数据安全性。      

3.2.4 MVC

        模型-视图-控制器（Model-View-Controller，MVC）。在 J2EE 架构中，形式是：Web 浏览器（View）+ Web 服务器（Controller 也可以是加上中间件/应用层的形式）+数据库，关于模型层可根据实际情况与 MV 一起置于 Web 服务器，或单独置于应用层。 

3.3 面向服务架构(SOA)模式

3.4 企业数据总线

        SOA和企业服务总线(ESB)在 系统架构设计(层次架构风格|MVC|面向服务的架构风格|ESB) 中已经提到了。企业数据总线(EDB)和企业服务总线(ESB)类似就不多描述了。

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