第四章：信息系统架构（4.1架构基础-4.2系统架构）
一、架构基础
架构的本质是决策，是在权衡方向、结构、关系以及原则各方面因素后进行的决策。
4.1.4 总体架构
框架为架构设计提供了一张路线图。
信息系统体系架构总体参考框架由四个部分组成，即战略系统、业务系统、应用系统和信息基础设施。这四个部分相互关联，并构成与管理金字塔相一致的层次
战略系统：由两部分构成：其一是以信息技术为基础的高层决策支持系统,其二是组织的战略规划体系
应用系统：指信息系统中的应用软件部分
信息基础设施分为：技术基础设施、信息资源设施、管理基础设施
二、系统架构
4.2.1 架构定义
对信息系统架构的定义描述：
仅与内部具体实现有关的细节是不属于架构的。
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，但是个别结构一新不能代表大型信息系统架构。
架构设计师通常将架构的重点放在软件部分。
4.2.2 架构分类
信息系统架构通常可分为物理架构与逻辑架构两种，物理架构是指不考虑系统各部分的实际工作与功能架构，只抽象地考察其硬件系统的空间分布情况。逻辑架构是指信息系统各种功能子系统的综合体。
1、物理架构
按照信息系统在空间上的拓扑关系，其物理架构一般分为集中式与分布式两大类
2、逻辑架构
信息系统的逻辑架构是其功能综合体和概念性框架。由于信息系统种类繁多，规模不一，功能上存在较大差异，其逻辑架构也不尽相同。
3、系统融合
在信息系统开发与集成建设中，强调各子系统之间的协调一致性和整体性。
要达到这个目的，就必须在构造信息系统时注意对各种子系统进行统一规划，并对各子系统进行整体融合。常见的融合方式包括横向融合、纵向融合和纵横融合。
(1）横向融合: 横向融合是指将同一层次的各种职能与需求融合在一起，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）纵向融合: 纵向融合是指把某种职能和需求的各个层次的业务组织在一起，这种融合沟通了上下级之间的联系，如组织分支机构会计系统和整体组织会计系统融合在一起，它们都有共同之处，能形成一体化的处理过程。
(3）纵横融合: 纵横融合是指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，建立系统公用数据体系和一体化的信息处理系统。
4.2.3 一般原理
架构包含两个基本部分:组成成分和组成成分之间的关系。在外界环境方式变化时架构中组成成分和关系有些可能是不变的，有些则可能要产生很大的变化。在信息系统中，析出相对稳定的组成成分与关系，并在相对稳定部分的支持下，对相对变化较多的部分进行重新组织，以满足变化的要求，就能够使得信息系统对环境的变化具有一定的适应能力，即具有一定的柔性，这就是信息系统架构的基本原理。
4.2.4 常用架构模型
常用架构模型主要有单机应用模式、客户端/服务器模式、面向服务架构(SOA）模式、组织级数据交换总线等。
(1)单机模式： 单机应用(Standalone）系统是最简单的软件结构，是指运行在一台物理机器上的独立应用程序。当然，该应用可以是多进程或多线程的。
(2)客户端/服务器模式： 是信息系统中最常见的一种，
两层C/S结构通俗地说就是人们常说的“胖客户端”模式,该类结构主要指前台客户端+后台数据库
三层C/S结构除了除了数据库存取操作以外，还有很多其他业务逻辑的处理，三层的C/S的前台界面+后台服务之间必须通过一种协议来通信。
应该强调的是BS模式的浏览器与Web服务器之间的通信仍然是TCP/IP，只是将协议格式在应用层进行了标准化。实际上B/S是采用了通用客户端界面的三层C/S结构。
多层C/S结构 一般是指三层以上的结构，在实践中主要是四层，即前台界面（如浏览器)、Web服务器、中间件（或应用服务器）及数据库服务器。多层客户端/服务器模式主要用于较有规模的组织信息系统建设
模型-视图-控制器模式 严格来讲，MVC 实际上是上述多层C/S结构的一种常用的标准化模式，或者可以说是从另一个角度去抽象这种多层C/S结构。
(3)面向服务架构（SOA）模式:
面向服务架构：
如果两个多层CS结构的应用系统之间需要相互进行通信，那么就产生了面向服务架构(Service Oriented Architecture，SOA)。在SOA的定义里，服务是指向提供一组整体功能的独立应用系统所谓独立应用系统是指无论该应用系统由多少层服务组成，去掉任何一层，它都将不能正常工作，对外可以是一个提供完整功能的独立应用。这个特征便可以将面向服务架构与多层单服务体系完全区分开来。
两个应用一般通过消息来进行通信。
面向服务架构在实践中又可以具体分为异构系统集成、同构系统聚合、联邦体系结构等。
Web Service:
面向服务架构体现在Web应用之间，就成为了Web Service，即两个互联网应用之间可以相互向对方开放一些内部“服务”(这种服务可以理解为功能模块、函数、过程等)。目前，Web应用对外开放其内部服务的协议主要有SOAP(简单对象访问协议)与 WSDL(Web服务描述语言),
Web Service是面向服务架构的一个最典型、最流行的应用模式，但除了由Web应用为主而组成的特点以外，Web Service最主要的应用是一个Web应用向外提供内部服务，而不像传统意义上 SOA那样有更加丰富的应用类型。
面向服务架构的本质：
面向服务架构的本质是消息机制或远程过程调用（RPC)。虽然其具体的实现底层并不一定是采用RPC编程技术，但两个应用之间的相互配合确实是通过某种预定义的协议来调用对方的“过程”实现的。
组织级数据交换总线:
关于数据总线本身，其实质应该是一个称之为连接器的软件系统(Connector)
在交换总线上挂接的软件系统，有些也可以实现代理的功能，各代理之间可以以并行或串行的方式进行工作，通过挂接在同一交换总线上的控制器来协调各代理之间的活动。
4.2.5 规划与设计
1、集成架构演进
对任何组织来说，其信息系统集成架构随其业务发展、数字化转型成熟度和信息技术发展等持续演进和变化。以工业企业为例，其集成架构演进常为:以应用功能为主线架构、以平台能力为主线架构和互联网为主线架构。采用不同的主线架构，本质上取决于企业业务发展的程度，表现为企业数字化转型的成熟度。
以应用功能为主线架构： 直接采购
以平台能力为主线架构： 随着工业企业发展，其组织规模和数字化转型能力成熟度往往会得到持续提升，企业会逐步从直接获取行业最佳实践，逐步进入自主知识沉淀和自主创新的发展时期。以平台能力为主线的系统集成架构起源于云计算技术的发展和云服务的逐步成熟。其核心理念是将“竖井式”信息系统各个组成部分，转化为“平层化”建设方法，包括数据采集平层化、网络传输平层化、应用中间件平层化、应用开发平层化等，并通过标准化接口和新型信息技术，实现信息系统的弹性、敏捷等能力建设。
以互联网为主线架构： 以互联网为主线的系统集成架构，强调将各信息系统功能最大限度地App化(微服务)，如把采购管理中的编码管理作为一项App存在。以互联网为主线的系统集成架构，就是把组织的各项业务职能和工艺活动等进行细化拆分，并实施数字化封装，从而通过云、边、端的融合，实现对职能或工艺活动的动态重组和编排，达到对不同成熟度组织的适配以及组织各项能力的敏捷组合与弹性变革。
2、TOGAF架构开发方法
(1)TOGAF基础
TOGAF(The Open Group Architecture Framework）是一种开放式企业架构框架标准
TOGAF的核心是架构开发方法
TOGAF框架的核心思想是:
模块化架构。TOGAF标准采用模块化结构。
内容框架。TOGAF标准包括了一个遵循架构开发方法（ADM）所产出的结果更加一致的内容框架。TOGAF内容框架为架构产品提供了详细的模型。
扩展指南。TOGAF标准的一系列扩展概念和规范为大型组织的内部团队开发多层级集成架构提供支持，这些架构均在一个总体架构治理模式内运行。
架构风格。TOGAF标准在设计上注重灵活性，可用于不同的架构风格。
TOGAF的关键是架构开发方法，它是一个可靠的、行之有效的方法，能够满足商务需求的组织架构。
(2)ADM方法
ADM方法是由一组按照架构领域的架构开发顺序排列成一个环的多个阶段构成。
ADM方法同是也是TOGAF规范中最为核心的内容
ADM全生命周期划分为：预备阶段、需求管理、架构愿景、业务架构、信息系统架构（应用和数据)、技术架构、机会和解决方案、迁移规划、实施治理、架构变更治理等十个阶段，这十个阶段是反复迭代的过程。
4.2.6 价值驱动的体系结构
价值模型核心的特征可以简化为三种基本形式:价值期望值、反用力和变事催化剂。
(1）价值期望值。 价值期望值表示对某一特定功能的需求，包括内容（功能)、满意度（质量）和不同级别质量的实用性。
(2）反作用力。 系统部署实际环境中，实现某种价值期望值的难度，通常期望越高难度越大，即反作用力。。
(3）变革催化剂。 变革催化剂表示环境中导致价值期望值发生变化的某种事件，或者是导致不同结果的限制因素。
反作用力和变革催化剂称为限制因素，这三个统称为价值驱动因素。如果系统旨在有效满足其利益相关者的价值模型要求，那么它就需要能够识别和分析价值模型。
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