前言
第4章對應的內容選擇題和案例分析都會進行考查，這一章節屬于技術相關的內容，學習要以教材為準。本章分值預計在4-5分。
目錄
4.1 架構基礎
4.1.1 指導思想
4.1.2 設計原則
4.1.3 建設目標
4.1.4 總體框架
4.2 系統架構
4.2.1 架構定義
4.2.2 架構分類
4.2.3 一般原理
4.2.4 常用架構模型
4.2.5 規劃與設計
4.2.6 價值驅動的體系結構
4.1 架構基礎
信息系統架構是指體現信息系統相關的組件、關系以及系統的設計和演化原則的基本概念或特性。組織級的信息系統集成架構向上承載了組織的發展戰略和業務架構，向下指導著信息系統具體方案的實現，發揮著承上啟下的中堅作用。該層級架構需要根據組織的戰略目標、運營模式和信息化程度來確定，并且緊密支持業務價值的實現。
架構的本質是決策，是在權衡方向、結構、關系以及原則各方面因素后進行的決策。信息系統項目可基于項目建設的指導思想、設計原則和建設目標等展開各類架構的設計。
4.1.1 指導思想
指導思想是開展某項工作所必須遵循的總體原則、要求和方針等，站在宏觀的角度、總體的高度指示引導工作的進行，通過指導思想的貫徹實施，推動項目多元參與者能保持集成關鍵價值的一致性理解，從而減少不必要的矛盾與沖突。
4.1.2 設計原則
太多的原則會降低架構的靈活性，許多組織傾向于只界定更高級別原則，并通常將數目限制在4?- 10項。
4.1.3 建設目標
信息系統集成架構服務于各項建設目標的達成，各項業務目標都是為建設目標而服務的。
4.1.4 總體框架
框架為架構設計提供了一張路線圖，引導和幫助架構設計達到建設起一個先進、高效且適用架構的目標。
信息系統體系架構總體參考框架由四個部分組成，即戰略系統、業務系統、應用系統和信息基礎設施。
戰略系統是指組織中與戰略制定、高層決策有關的管理活動和計算機輔助系統。在信息系統架構（ISA）中戰略系統由兩個部分組成：以信息技術為基礎的高層決策支持系統；組織的戰略規劃體系。在ISA中設立戰略系統有兩重含義：
①它表示信息系統對組織高層管理者的決策支持能力：
②它表示組織戰略規劃對信息系統建設的影響和要求。
通常組織戰略規劃分成長期規劃和短期規劃兩種：長期規劃相對來說比較穩定，如調整產品結構等：短期規劃一般是根據長期規劃的目的而制訂，相對來說，容易根據環境，組織運作情況而改變，如決定新產品的類型等。
業務系統是指組織中完成一定業務功能的各部分（物質、能量、信息和人）組成的系統。組織中有許多業務系統，如生產系統、銷售系統、采購系統、人事系統、會計系統等。
業務過程重組（BPR）是以業務流程為中心，打破組織的職能部門分工，對現有的業務過程進行改進或重新組織，以求在生產效率、成本、質量、交貨期等方面取得明顯改善，提高組織的競爭力。
業務系統在信息系統架構ISA中的作用是：對組織現有業務系統、業務過程和業務活動進行建模，并在組織戰略的指導下，采用業務流程重組（BPR）的原理和方法進行業務過程優化重組，并對重組后的業務領域、業務過程和業務活動進行建模，從而確定出相對穩定的數據，以此相對穩定的數據為基礎，進行組織應用系統的開發和信息基礎設施的建設。
應用系統即應用軟件系統，指信息系統中的應用軟件部分。一般按完成的功能可包含：事務處理系統（TPS）、管理信息系統（MIS）、決策支持系統（DSS）、專家系統（ES）、辦公自動化系統（OAS）、計算機輔助設計/計算機輔助工藝設計/計算機輔助制造、制造執行系統（MES）等。
從架構的角度來看，都包含兩個基本組成部分：內部功能實現部分和外部界面部分。這兩個基本部分由更為具體的組成成分及組成成分之間的關系構成。
信息基礎設施是指根據組織當前業務和可預見的發展趨勢及對信息采集、處理、存儲和流通的要求，構筑由信息設備、通信網絡、數據庫、系統軟件和支持性軟件等組成的環境。
可以將組織信息基礎設施分成三部分：技術基礎設施、信息資源設施和管理基礎設施。
4.2 系統架構
4.2.1 架構定義
架構的定義：
①軟件或計算機系統的信息系統架構是該系統的一個（或多個）結構，而結構由軟件元素、元素的外部可見屬性及它們之間的關系組成。
②信息系統架構為軟件系統提供了一個結構、行為和屬性的高級抽象，由構成系統元素的描述、這些元素的相互作用、指導元素集成的模式及這些模式約束組成。
③信息系統架構是指一個系統的基礎組織，它具體體現在系統的構件、構件之間、構件與環境之間的關系，以及指導其設計和演化的原則上。
架構是對系統的抽象。僅與內部具體實現有關的細節是不屬于架構的，即定義強調元素的“外部可見”屬性。
架構由多個結構組成，結構是從功能角度來描述元素之間的關系的，具體的結構傳達了架構某方面的信息，但是個別結構一般不能代表大型信息系統架構。
任何軟件都存在架構，但不一定有對該架構的具體表述文檔。即架構可以獨立于架構的描述而存在。如文檔己過時，則該文檔不能反映架構。元素及其行為的集合構成架構的內容。體現系統由哪些元素組成，這些元素各有哪些功能（外部可見），以及這些元素間如何連接與互動。即在兩個方面進行抽象：在靜態方面，關注系統的大粒度（宏觀）總體結構（如分層）；在動態方面，關注系統內關鍵行為的共同特征。
架構具有“基礎”性：它通常涉及解決各類關鍵重復問題的通用方案（復用性），以及系統設計中影響深遠（架構敏感）的各項重要決策（一旦貫徹，更改的代價昂貴）。
架構隱含有“決策”，即架構是由架構設計師根據關鍵的功能和非功能性需求（質量屬性及項目相關的約束）進行設計與決策的結果。不同的架構設計師設計出來的架構是不一樣的，為避免架構設計師考慮不周，重大決策應經過評審。
在設計信息系統架構時必須考慮硬件特性和網絡特性。架構設計師通常將架構的重點放在軟件部分。
可以發現信息系統架構對組織非常重要，主要體現在：
①影響架構的因素。軟件系統的項目干系人對軟件系統有不同的要求、開發組織有不同的人員知識結構、架構設計師的素質與經驗、當前的技術環境等方面都是影響架構的因素。這些因素通過功能性需求、非功能性需求、約束條件及相互沖突的要求，影響架構設計師的決策，從而影響架構。
②架構對上述諸因素具有反作用，例如，影響開發組織的結構。架構描述了系統的大粒度（宏觀）總體結構，因此可以按架構進行分工，將項目組分為幾個工作組，從而使開發有序；影響開發組織的目標，即成功的架構為開發組織提供了新的商機，這歸功于系統的示范性、架構的可復用性及團隊開發經驗的提升，同時，成功的系統將影響客戶對下一個系統的要求等。
4.2.2 架構分類
信息系統架構通常可分為物理架構與邏輯架構兩種。物理架構是指不考慮系統各部分的實際工作與功能架構，只抽象地考察其硬件系統的空間分布情況。邏輯架構是指信息系統各種功能子系統的綜合體。
◆?物理架構按照信息系統在空間上的拓撲關系，其物理架構一般分為集中式與分布式兩大類。
集中式架構是指物理資源在空間上集中配置。早期的單機系統是最典型的集中式架構，它將軟件、數據與主要外部設備集中在一套計算機系統之中。由分布在不同地點的多個用戶通過終端共享資源組成的多用戶系統，也屬于集中式架構。
優點：資源集中，便于管理，資源利用率較高。
缺點：隨著系統規模的擴大，以及系統的日趨復雜，集中式架構的維護與管理越來越困難，常常也不利于調動用戶在信息系統建設過程中的積極性、主動性和參與感。此外，資源過于集中會造成系統的脆弱，一旦核心資源出現異常，容易使整個系統癱瘓。
分布式架構：通過計算機網絡把不同地點的計算機硬件、軟件、數據等資源聯系在一起，實現不同地點的資源共享，各地的計算機系統既可以在網絡系統的統一管理下工作也可以脫離網絡環境利用本地資源獨立運作。分布式架構成為信息系統的主要模式?。
優點：可以根據應用需求來配置資源，提高信息系統對用戶需求與外部環境變化的應變能力，系統擴展方便，安全性好，某個節點所出現的故障不會導致整個系統停止運作。
缺點：由于資源分散，且又分屬于各個子系統，系統管理的標準不易統一，協調困難，不利于對整個資源的規劃與管理。
◆?邏輯架構：一個完整的信息系統支持組織的各種功能子系統，使得每個子系統可以完成事務處理、操作管理、管理控制與戰略規劃等各個層次的功能。
常見的融合方式包括橫向融合、縱向融合和縱橫融合。
橫向融合是指將同一層次的各種職能與需求融合在一起。
縱向融合是指把某種職能和需求的各個層次的業務組織在一起，它們都有共同之處，能形成一體化的處理過程。
縱橫融合是指主要是從信息模型和處理模型兩個方面來進行綜合，做到信息集中共享，程序盡量模塊化，注意提取通用部分，建立系統公用數據體系和一體化的信息處理系統。
4.2.3 一般原理
在信息系統中，分析出相對穩定的組成成分與關系，并在相對穩定部分的支持下，對相對變化較多的部分進行重新組織，以滿足變化的要求，就能夠使得信息系統對環境的變化具有一定的適應能力，即具有一定的柔性，這就是信息系統架構的基本原理。
4.2.4 常用架構模型
常用架構模型主要有單機應用模式、客戶端/服務器模式、面向服務架構（SOA）模式、組織級數據交換總線等。
①單機應用模式是指運行在一臺物理機器上的獨立應用程序。該應用可以是多進程或多線程的。
②客戶端/服務器模式（Client/Server）是信息系統中最常見的一種。基于TCP/IP協議的（進程間通信IPC）編程的“發送”與“反射”程序結構。
多層C/S結構一般是指三層以上的結構，在實踐中主要是四層，即前臺界面（如瀏覽器）、Web服務器、中間件（或應用服務器）及數據庫服務器。中間件一層主要完成以下幾個方面的工作：提高系統可伸縮性，增加并發性能。中間件/應用層專門完成請求轉發或一些與應用邏輯相關的處理，具有這種作用的中間件一般可以作為請求代理，也可作為應用服務器。增加數據安全性。隔離Web服務器對組織數據庫的訪問請求：Web服務器將請求先發給中間件，然后由中間件完成數據庫訪問處理后返回。
模型-視圖-控制器(Model-View-Controller),MVC實際上是上述多層C/S結構的一種常用的標準化模式。在J2EE架構中，View表示層指瀏覽器層，用于圖形化展示請求結果；Controller控制器指Web服務器層，Model模型層指應用邏輯實現及數據持久化的部分。
③面向服務架構模式
兩個多層C/S結構的應用系統之間需要相互進行通信，那么就產生了面向服務架構(Service Oriented Architecture),SOA。服務是指向提供一組整體功能的獨立應用系統。兩個應用之間一般通過消息來進行通信，可以互相調用對方的內部服務、模塊或數據交換和驅動交易等。面向服務架構在實踐中又可以具體分為異構系統集成、同構系統聚合、聯邦體系結構等。
Web Service：面向服務架構體現在Web應用之間，就成為了Web Service，即兩個互聯網應用之間可以相互向對方開放一些內部“服務”（這種服務可以理解為功能模塊、函數、過程等）。Web應用對外開放其內部服務的協議主要有（簡單對象訪問協議）SOAP與WSDL （Web服務描述語言）。
Web Service是面向服務架構的一個最典型、最流行的應用模式。
面向服務架構的本質是消息機制或遠程過程調用（RPC）。兩個應用之間的相互配合確實是通過某種預定義的協議來調用對方的“過程”實現的。
④組織級數據交換總線
不同的組織應用之間進行信息交換的公共通道。這種架構在大型組織不同應用系統進行信息交換時使用較普遍。關于數據總線本身，其實質應該是一個稱之為連接器的軟件系統（Connector），它可以基于中間件構建，也可以基于CORBA/IIOP協議開發。主要功能是按照預定義的配置或消息頭定義，進行數據、請求或回復的接收與分發。組織級數據交換總線可以同時具有實時交易與大數據量傳輸的功能，但在實踐中，成熟的企業數據交換總線主要是為實時交易而設計的，而對可靠的大數據量級傳輸需求往往要單獨設計。
4.2.5 規劃與設計
◆?集成架構演進
采用不同的主線架構，本質上取決于企業業務發展的程度，表現為企業數字化轉型的成熟度。
①以應用功能為主線架構
核心關注點是信息系統的軟件功能。
②以平臺能力為主線架構
其核心理念是將“豎井式”信息系統各個組成部分，轉化為“平層化”建設方法，包括數據采集平層化、網絡傳輸平層化、應用中間件平層化、應用開發平層化等，并通過標準化接口和新型信息技術，實現信息系統的彈性、敏捷等能力建設。
③以互聯網為主線架構
強調將各信息系統功能最大限度地App化（微服務），通過App的編排與組合，生成可以適用各類成熟度的企業應用。
◆?TOGAF架構開發方法
TOGAF(The Open Group Architecture Framework)是一種開放式企業架構框架標準，它為標準、方法論和企業架構專業人員之間的溝通提供一致性保障。TOGAF是基于一個迭代的過程模型，支持最佳實踐和一套可重用的現有架構資產。它可用于設計、評估并建立適合的企業架構。在國際上，TOGAF已經被驗證，可以靈活、高效地構建企業IT架構。
架構開發方法（ADM）為開發企業架構所需要執行的各個步驟以及它們之間的關系進行了詳細的定義，同時它也是TOGAF規范中最為核心的內容。ADM方法是由一組按照架構領域的架構開發順序排列成一個環的多個階段構成。通過這些開發階段的工作，設計師可以確認是否已經對復雜的業務需求進行了足夠全面的討論。
TOGAF中最為著名的一個ADM架構開發的全生命周期模型將ADM全生命周期劃分為預備階段、需求管理、架構愿景、業務架構、信息系統架構（應用和數據）、技術架構、機會和解決方案、遷移規劃、實施治理、架構變更治理等十個階段，這十個階段是反復迭代的過程。見圖4-5。
①基于ADM整體的迭代：用一種環形的方式來應用ADM方法，表明了在一個架構開發工作階段完成后會直接進入隨后的下一個階段。
②多個開發階段間的迭代：在完成了技術架構階段的開發工作后又重新回到業務架構開發階段。
③在一個階段內部的迭代：TOGAF支持基于一個階段內部的多個開發活動，對復雜的架構內容進行迭代開發。
4.2.6 價值驅動的體系結構
價值模型核心的特征可以簡化為三種基本形式：價值期望值、反作用力和變革催化劑。
價值期望值表示對某一特定功能的需求，包括內容（功能）、滿意度（質量）和不同級別質量的實用性。
反作用力：系統部署實際環境中，實現某種價值期望值的難度，通常期望越高難度越大，即反作用力。
變革催化劑表示環境中導致價值期望值發生變化的某種事件，或者是導致不同結果的限制因素。
反作用力和變革催化劑稱為限制因素，這三個統稱為價值驅動因素。
至此，本文分享的內容就結束啦！🌺🌺🌺🌺🌺🌺🌺🌺🌺
