信息系统集成综述论文.docx
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信息系统集成综述论文
2017年秋季学期《信息系统集成》课程论文评价指标及评分表
指标内容
权重
指标内涵及评估标准
评分
(百分制)
A
(90-100分)
B
(80-99分)
C
(60-79分)
D
(0-59分)
选题意义
20
理论研究意义或应用价值重大
意义理论研究意义或应用价值较大
理论研究意义或应用价值一般
意义理论研究意义或应用价值较小
解决的关键问题
20
准确,范围合适
重点突出
基本准确
部分关键
未抓住关键
技术内容完整性及深度
20
研究的内容完整、很深入
研究的内容基本完整、较深入
研究的内容基本完整、但不够深入
研究的内容不完整、不够深入
课程论文完整性
10
摘要、目录、主体、总结、参考文献全部具备
摘要、目录、主体、总结、参考文献有缺项
摘要、目录、主体、总结、参考文献缺项较多
内容很不完整
课程论文逻辑结构
10
逻辑结构清晰
逻辑组织较好
逻辑组织
一般
逻辑不清
文字表述水平
10
文字表达非常好
文字表达较好
文字表达
一般
文字表达差
意思不明了
规范性
10
图表制作专业化、排版规范、文献标引规范
图件制作良好、排版基本规范、文献标引基本规范
图件制作一般、排版有不规范之处、很少进行文献标引
图件不规范、排版不良、没有文献标引
加权平均分(卷面分)
教师签名:
摘要
信息系统集成,就是通过综合布线、计算机网络、服务器与存储、数据库与软件等技术,将各个分离的设备、功能和信息等集成到相互关联的、统一和协调的系统之中,使资源达到充分共享。
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(如个人电脑)、功能和信息等集成到相互关联的、统一和协调的系统之中,使资源达到充分共享,实现集中、高效、便利的管理。
采用功能集成、网络集成、软件界面集成等多种集成技术。
实现的关键在于解决系统之间的互连和互操作性问题,它是一个多厂商、多协议和面向各种应用的体系结构。
需要解决各类设备、子系统间的接口、协议、系统平台、应用软件等与子系统、建筑环境、施工配合、组织管理和人员配备相关的一切面向集成的问题。
关键字:
信息系统;集成;体系结构。
Abstract
Informationsystemintegration,isthroughtheintegratedwiring,computernetwork,serverandstorage,databaseandsoftwaretechnology,suchasthevariousseparationequipment,functionsandinformationintegrationtotheinterrelated,unityandcoordinationsystem,toachievefullsharingofresources.Bystructuredcomprehensivewiringsystemandcomputernetworktechnology,variousseparationdevices(suchaspersonalcomputers),functionandinformationintegrationtotheinterrelated,unityandcoordinationsystem,maketoachievefullsharingofresources,concentrated,efficientandconvenientmanagement.Integrationoffunctionalintegration,networkintegration,softwareinterfaceintegrationandotherintegrationtechnologies.Thekeytoimplementationistosolvetheinterconnectionandinteroperabilityproblemsbetweenthesystems,whichisamulti-vendor,multi-protocol,andapplication-orientedarchitecture.Tosolveallkindsofequipment,theinterfacebetweenthesubsystems,protocol,systemplatform,applicationsoftwareandsubsystem,constructionenvironment,constructionofcooperation,suchasorganizationmanagementandpersonnelwithallrelatedproblemforintegration.
Keywords:
informationsystem;Integration;Architecture.
一、信息系统集成基本概念
1.1数据(Data)
数据是指对客观事件进行记录并可以鉴别的符号,是对客观事物的性质、状态以及相互关系等进行记载的物理符号或这些物理符号的组合。
它是可识别的、抽象的符号。
它不仅指狭义上的数字,还可以是具有一定意义的文字、字母、数字符号的组合、图形、图像、视频、音频等,也是客观事物的属性、数量、位置及其相互关系的抽象表示。
例如,“0、1、2...`”、“阴、雨、下降、气温”“学生的档案记录、货物的运输情况”等都是数据。
数据经过加工后就成为信息。
在计算机科学中,数据是指所有能输入到计算机并被计算机程序处理的符号的介质的总称,是用于输入电子计算机进行处理,具有一定意义的数字、字母、符号和模拟量等的通称。
现在计算机存储和处理的对象十分广泛,表示这些对象的数据也随之变得越来越复杂。
1.2信息(Information)
信息与数据既有联系,又有区别。
数据是信息的表现形式和载体,可以是符号、文字、数字、语音、图像、视频等。
而信息是数据的内涵,信息是加载于数据之上,对数据作具有含义的解释。
数据和信息是不可分离的,信息依赖数据来表达,数据则生动具体表达出信息。
数据是符号,是物理性的,信息是对数据进行加工处理之后所得到的并对决策产生影响的数据,是逻辑性和观念性的;数据是信息的表现心事,信息是数据有意义的表示。
数据是信息的表达、载体,信息是数据的内涵,是形与质的关系。
数据本身没有意义,数据只有对实体行为产生影响时才成为信息。
1.3信息系统(Informationsystem)
信息系统(Informationsystem)是由计算机硬件、网络和通讯设备、计算机软件、信息资源、信息用户和规章制度组成的以处理信息流为目的的人机一体化系统。
是一个由人、计算机及其他外围设备等组成的能进行信息的收集、传递、存贮、加工、维护和使用的系统。
图1.1信息系统分级
它是一门新兴的科学,其主要任务是最大限度的利用现代计算机及网络通讯技术加强企业的信息管理,通过对企业拥有的人力、物力、财力、设备、技术等资源的调查了解,建立正确的数据,加工处理并编制成各种信息资料及时提供给管理人员,以便进行正确的决策,不断提高企业的管理水平和经济效益。
企业的计算机网络已成为企业进行技术改造及提高企业管理水平的重要手段。
图1.2信息系统层次模型
1.4信息技术与信息化
1.4.1信息技术(InformationTechnology,IT)
信息技术是以信息为对象,以运用信息并达到某种目的所采用的所有技术的总称。
语言和文字的运用也是信息技术。
当代信息技术是指以应用各种现代化的科技手段解决信息的获取、识别、转换、存储、传递、再生和利用等问题的一系列具体技术和与之对应的基础理论的总称。
信息技术的主要支撑技术是:
微电子技术、光电技术、计算机技术、网络通信技术、控制技术。
1.4.2信息化中的“三化”和“四化”
1 电子化——手工处理转变成电子处理
扔掉纸和笔、无纸化
2 网络化——数据(信息)传递通过网络实现
系统间数据交互的自动化
3 信息化——在业务处理中提供信息支持
降低劳动强度、提高工作效率、改善工作质量
4 业务化——全程业务流程支持
业务过程的自动化
1.5信息系统集成问题
信息系统集成面临的问题有很多,例如:
哪一种服务器平台、客户机平台?
哪一种网络协议、组网方式?
哪一种操作系统?
哪一种数据库系统?
哪一种系统体系结构?
哪一种开发工具?
每一问题可有多种选择,错误的选择可能造成浪费、形成(新的)信息孤岛、导致系统建设失败。
信息孤岛:
子系统之间缺乏通信渠道、子系统之间互相隔离、子系统之间缺乏互操作能力,造成系统提供的信息服务范围、手段受到局限的现象。
二、信息系统集成方法
2.1信息系统集成的层次结构
信息集成层次:
平台集成、数据流集成、信息流集成、信息管理集成、信息服务集成5个层次。
图2.1.1信息系统集成层次结构
2.2系统的集成视图
2.2.1功能视图
功能视图模型描述企业的功能,说明企业中需要完成的工作或任务,对业务目标进行分解和解释,确定各业务功能的逻辑结构和相互关系,一般用于描述系统的功能活动及其联系,建立系统的功能模型。
建模过程采用严格的自顶向下、逐层分解的方式进行,使系统的主要功能在顶层说明,然后分解得到逐层有明确范围的细节来表示。
2.2.2信息视图
信息视图把人看作一个信息处理器,而人的行为就是一个信息处理过程,即信息的输入、编码、加工储存、提取和使用的过程。
面对各种大量的信息,要对信息进行选择性加工、选择性保持、最后做出对信息的处理行为。
2.2.3资源视图
资源视图是从资源活动的角度观察系统得到的视图。
它展示了人、资金、物资、信息、技术的结构和配置情况。
资源视图可以用静态描述和动态描述两种方法,静态描述反应的是人力资源配置结构、技术配置结构、设备等物资的配置结构等;动态描述反应的是物流、信息流、资金流。
资源视图可用于集成的规划阶段。
2.2.4组织视图
组织视图是从系统组织、管理、控制的角度观察系统得到的视图。
它展示系统的组织结构、各要素在组织结构中的位置、活动的约束与控制。
组织视图主要用于系统集成的咨询、分析阶段。
三、应用软件集成体系结构
随着信息系统规模不断扩大、复杂程度日益提高,软件体系结构模式对信息系统性能的影响越来越大不同功能的信息系统对体系结构模式有不同的要求,各种体系结构模式的信息系统在开发和应用过程中也有很大的区别。
选择和设计合理的软件体系结构模式甚至比算法设计和数据结构设计更重要。
3.1C/S体系结构
C/S(Client/Server)结构,即客户机和服务器结构。
这种体系结构模式是
以数据库服务器为中心、以客户机为网络基础、在信息系统软件支持下的两层结
构模型。
这种体系结构中,用户操作模块布置在客户机上,数据存储在服务器上
的数据库中。
客户机依靠服务器获得所需要的网络资源,而服务器为客户机提供
网络必须的资源。
目前大多数信息系统是采用Client/Server结构。
图3.1C/S体系结构
3.1.1C/S体系结构的优点
C/S结构的优点是能充分发挥客户端PC的处理能力,很多工作可以在客户端处理后再提交给服务器。
对应的优点就是客户端响应速度快。
在数据库应用中,
数据的储存管理功能,是由服务器程序和客户应用程序分别独立进行的,并且通
常把那些不同的前台应用所不能违反的规则,在服务器程序中集中实现。
在客户
服务器架构的应用中,前台程序不是非常“瘦小”,麻烦的事情都交给了服务器
和网络。
在C/S体系下,数据库不能真正成为公共、专业化的仓库,它受到独立
的专门管理。
3.1.2C/S体系结构的缺点
客户端需要安装专用的客户端软件。
首先涉及到安装的工作量,其次任何一
台电脑出问题,如病毒、硬件损坏,都需要进行安装或维护。
还有,系统软件升
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。
C/S架构的劣势还有高昂的维护成本且投资大。
首先,采用C/S架构,要选
择适当的数据库平台来实现数据库数据的统一,使分布于两地的数据同步完全交
由数据库系统去管理,但逻辑上两地的操作者要直接访问同一个数据库才能有效
实现,有这样一些问题,如果需要建立实时的数据同步,就必须在两地间建立实
时的通讯连接,保持两地的数据库服务器在线运行,网络管理工作人员既要对服
务器维护管理,又要对客户端维护和管理,这需要高昂的投资和复杂的技术支持,
维护成本很高,维护任务量大。
3.2B/S体系结构
B/S(Browser/Server)结构,即浏览器服务器结构。
它是随着Internet技术的兴起,对C/S结构的一种变化或者改进的结构。
在这种结构下,用户工作界面通过浏览器来实现,极少部分事务逻辑在前端(Browser)实现,主要事务逻辑在服务器端(Server)实现,形成所谓三层结构。
这样就大大简化了客户端电脑载荷,减轻了系统维护与升级的成本和工作量,降低了用户的总体成本。
图3.2B/S体系结构
3.2.1B/S体系结构的优点
B/S最大的优点就是可以在任何地方进行操作而不用安装任何专门的软件,只要有一台能上网的电脑就能使用,客户端零安装、零维护。
系统的扩展非常容易。
维护和升级方式简单,成本降低,选择更多。
大家都知道windows在桌面电脑上几乎一统天下,浏览器成为了标准配置,但在服务器操作系统上windows并不是处于绝对的统治地位。
当前的趋势是凡使用B/S架构的应用管理软件,只需安装在Linux服务器上即可,而且安全性高。
所以服务器操作系统的选择是很多的,不管选用那种操作系统都可以让大部分人使用windows作为桌面电脑操作系统而不受影响。
3.2.2B/S结构与C/S结构的联系
系统开发中C/S结构(Client/Server)中Client(客户端)往往可以由B/S
结构(Browser/Server结构)的Browser(浏览器)及其载体承担,C/S结构的
Web应用与B/S结构(Browser/Server结构)具有紧密联系。
大系统和复杂系统
中,C/S结构和B/S结构的嵌套也很普遍。
3.3分布式计算
分布式计算是把一个需要非常巨大的计算能力才能解决的问题分成许多小的部分,然后把它们分配给许多计算机处理,最后把这个计算结果综合起来得到最终的结果。
对于项目很庞大,需要惊人的计算量的情况,仅仅由单个的电脑或
是个人在一个能让人接受的时间内计算完成是决不可能的,分布式计算将发挥其
巨大的优势。
3.3.1网格计算(Gird)
网格计算是一种典型的分布式计算。
如果我们的某个项目是分布式的,那么,参与处理这项工作的一定不只是一台计算机,而是一个计算机网络。
分布式计算的特性决定了它将用于解决较为复杂的数学问题、研究寻找最为安全的密码系统、生物病理研究、各种各样疾病的药物研究、信号处理。
这些实际的例子都有一个特点,就是项目庞大,需要惊人的计算量,仅仅由单个的电脑或是个人在一个能让人接受的时间内计算完成是决不可能的。
在过去,这些问题都应该由超级计算机来解决。
但是,超级计算机的造价和维护非常的昂贵,这不是一个普通的科研组织所能承受的。
随着科学的发展,一种廉价的、高效的、维护方便的网格计算方法应运而生。
不过,全球化的网格计算在这个私有自的社会意识形态下是不太可能实现的,但是,一个局域网内的网格计算是完全可行的。
3.3.2云计算(GroudComputing)
云计算是一种基于互联网的计算方式,通过这种方式,共享的软硬件资源和信息可以按需提供给计算机和其他设备。
典型的云计算提供商往往提供通用的网络业务应用,可以通过浏览器等软件或者其他Web服务来访问,而软件和数据都存储在服务器上。
云计算服务通常提供通用的通过浏览器访问的在线商业应用,软件和数据可存储在数据中心。
图3.3.2云计算结构
云计算借助SaaS、PaaS、IaaS、MSP等先进的商业模式把这强大的计算能力分布到终端用户手中。
CloudComputing的一个核心理念就是通过不断提高“云”的处理能力,进而减少用户终端的处理负担,最终使用户终端简化成一个单纯的输入输出设备,并能按需享受“云”的强大计算处理能力。
3.4WebService体系及特点
WebService使用XML描述数据,使用SOAP消息调用访问服务,使用WSDL进行界面描述,并通过UDDI进行公共注册发布。
WebService通过提供动态的服务接口来实现一个动态的数据交换和集成。
从外部使用者的角度而言,WebService是一种部署在Web上的对象/组件,它具备以下特征:
1 封装性
WebService既然是一种部署在Web上的对象,自然具备对象的封装性,对于使用者而言,他能且仅能看到该对象提供的功能列表。
2 松散耦合
当一个WebService的实现发生变更的时候,调用者是不会感到这一点的。
对调用者来说,只要WebService的调用接口不变,WebService实现的任何变更对他们来说都是透明的。
3 使用协议的规范性
安全机制对于松散耦合的对象环境十分重要,因此,需要对诸如授权认证、数据完整(比如签名机制)、消息源认证以及事务的不可否认性等运用规范的方法进行描述、传输和交换。
最后,所有层次上的处理都应当是可管理的,因此,需要对管理协议运用同样的机制。
4 高度的可集成能力
由于WebService采用简单的、易理解的标准Web协议作为组件界面描述和协同描述规范,完全屏蔽了不同软件平台的差异。
因此,无论是CORBA,DCOM还是EJB,都可以通过这一标准的协议进行互操作,实现了当前环境下的最高的可集成性,基于WebService,可以很好的实现分布式、跨平台的动态数据交换和应用集成。
3.5J2EE体系结构
J2EE是一套设计、开发、编译和部署企业级应用程序的规范。
基于多层结构的WEB应用,支持分布式计算应用模型,以服务端的计算为核心,基于主键开发、松耦合,支持一流的安全事务、负载均衡、并发处理等。
图3.5J2EE体系结构
3.6.NET体系结构
.NET利用各种语言相近的特性抽象出完整的一套公共类型系统(CTS),使所有类型独立于编写它们的源代码语言。
CTS构成了.NET框架的公共语言运行时的基础,其中最重要的体现就是.NET平台的多语言支持,而运行于.NET平台的每一种语言又为了维护自己的语法特色,便使用别名来代替.NET的基础数据类型。
CTS的引入解决了许多由多语言协作开发各个模块所带来的问题。
图3.6.NET体系结构
3.7SOA(面向服务架构)体系
SOA服务具有平台独立的自我描述XML文档。
Web服务描述语言是用于描述服务的标准语言。
SOA服务用消息进行通信,该消息通常使用XMLSchema来定义。
消费者和提供者或消费者和服务之间的通信多见于不知道提供者的环境中。
服务间的通讯也可以看作企业内部处理的关键商业文档。
图3.7SOA体系
四、系统平台集成
4.1综合布线系统
结构化布线系统(StructuredCablingSystems,缩写SCS)是能传输数据、语音、视频、监控、报警、门禁、巡更、能源、供水等所有弱电信息的网络布线系统。
图4.1综合布线系统
4.2TCP/IP协议
TransmissionControlProtocol/InternetProtocol的简写,中译名为传输控制协议/因特网互联协议,又名网络通讯协议,是Internet最基本的协议、Internet国际互联网络的基础,由网络层的IP协议和传输层的TCP协议组成。
TCP/IP定义了电子设备如何连入因特网,以及数据如何在它们之间传输的标准。
协议采用了4层的层级结构,每一层都呼叫它的下一层所提供的协议来完成自己的需求。
通俗而言:
TCP负责发现传输的问题,一有问题就发出信号,要求重新传输,直到所有数据安全正确地传输到目的地。
而IP是给因特网的每一台联网设备规定一个地址。
TCP/IP结构:
图4.2TCP/IP结构
4.3网络结构与设备
网络结构指计算机网络的结构。
计算机网络由计算机系统、通信链路和网络结点组成,它是计算机技术和通信技术紧密结合的领域,承担着数据通信和数据处理两类工作。
从逻辑功能看,网络又可分为资源子网和通信子网。
资源子网提供访问网络和处理数据的能力,它由主计算机系统、终端控制器和终端组成。
通信子网提供网络通信功能,它由网络结点、通信链路和信号变换设备组成。
而网络中通信子网的结构直接影响网络结构。
通信子网按其传送数据的技术可分为点-点通信信道和广播通信信道两种。
图4.3网络结构与设备
4.4虚拟局域网VLAN
把跨交换机、跨大楼的计算机组成一个逻辑网络,这就是VLAN。
我们可以按照交换机端口、IP地址、协议类型等来组织VLAN。
静态VLAN:
网络设备配置时划定
动态VLAN:
由VLAN配置服务器动态分配计算机所在VLAN
4.5虚拟专用网VPN
VPN是虚拟专用网(VirtualPrivateNetwork),它的目的是基于ISP(Internet服务提供商)或其它NSP(网络服务提供商)的公共网络,建立专用的、安全的数据通信网络。
4.6服务器
服务器是用于网络用户共享信息和程序,进而实现协同工作的计算机设备
图4.6服务器的分类
服务器的相关技术:
1 对称多处理(SymmetricMulti-Processing,SMP)技术:
多个(一般是偶数个)CPU共享内存及总线,任务被操作系统均衡分配到各处理器上。
小型机服务器、PC服务器大多采用SMP技术
2 集群(Cluster)技术:
将一组独立的服务器通过网络连起来构成一个整体,用一个名字进行管理,应用上就像一台计算机,任务被系统自动分配到各台计算机。
3 双机热备技术:
两台服务器一主、一备(热备),通过心跳线检测对方状态;主服务器故障时自动切换到备份服务器上。
4 NUMA(Non-UniformMemoryAccess)技术:
一组称为“节点”的计算机通过专用网络(背板)互连起来构成一个整体。
各节点的内存=自身内存(局部内存)+其他节点的内存。
优点:
高可扩充性、高抗故障性、低扩充成本
缺点:
系统管理复杂、初始成本较高。
5 虚拟化技术:
一种计算能力组织调度技术:
将弹性数量的服务器组织成一个逻辑服务器/将单个服务器划分成多个逻辑服务器/将单个CPU划分成多个逻辑CPU。
HPInsightDynamics—VSE(虚拟服务器环境)软件。
IBMVirtualizationEngine,IBMAdvancedPOWER™Virtualization(APV)功能部件+HMC或集成虚拟化管理器(IVM)等
Intel@VTFlexMigration+Vmware
MSHyper-V开源hypervisor
6 智能I/O技术
7 服务器管理技术
8 热插拔技术
4.7存储技术
与存储相关的技术主要有:
磁盘连接技术(磁盘I/O接口):
SCSI、SCSI2、FC
磁盘组织技术:
独立
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