《系统架构》PPT课件.ppt

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1、系统架构,Jin Bo College of Computer Science and Technology Zhejiang University,概述,一个有效的信息系统需要由硬件、软件、数据、程序和人一起来构成，这就需要在设计中综合考虑： 系统架构灵活性 成本效益 成熟的技术 对企业需求信息的支持 系统架构将一个信息系统的逻辑设计转化为物理设计蓝图，这其中包括硬件、软件、网络支持、处理方法及安全性等 系统设计阶段的最终产品是系统设计说明，得到批准的系统设计说明是系统实施的主要依据,系统架构审核列表,在开始系统架构设计前，分析员需要先列出一个全面的审核列表，以帮助厘清系统设计中必须关心的一

2、系列问题： 企业资源计划(ERP) 初始成本和总拥有成本 可伸缩性 Web集成 遗留系统的接口需求 处理过程的可选方案 系统安全性,企业资源计划,企业资源计划(ERP)的目标是建立一个企业级的利用IT资源的战略计划 ERP定义了一个特定的体系结构，包括数据、处理过程、网络以及用户界面设计等方面的标准 在ERP中，定义了明确的硬件和软件环境，可以包容现有系统和目标系统，确保两者之间的连通性和集成性,初始成本和总拥有成本,这是分析员在系统设计的最后阶段需要考虑的一个重要问题，因为对目标系统初始成本和总拥有成本的考虑，将对目标系统产生很大影响，为此需要回顾以前所做的费用预算并回答下列问题： 如果最初

3、采用内部自行开发软件是最好的选择，那现在仍然是最好吗？具备必需技术及费用预算是否符合实际？ 如果最初采用专门软件包是最好选择，那现在仍然是吗？是否又有更新的版本？或者有其它更好的替代产品？价格和售后支持有变化吗？ 还有什么外包的新方法吗？ 会发生对当前项目产生影响的经济事件、政府行为和管理措施吗？ 有对当前项目会产生影响的重大技术发展吗？ 在做出了构建或购买的决定后，前期主要的设想有变化吗？ 有需要考虑的归并问题或采购问题吗？项目将通过什么来保证和专门环境之间的兼容性？ 市场上有什么新的动态吗？最近有什么新的产品和技术引入吗？ 更新过原有的TCO评估吗？如果有的话，有什么重大的变化没有？ 对这

4、些问题的回答可能会影响项目的初始成本和总拥有成本,可伸缩性,可伸缩性是对系统自身可以扩大、改变或缩小，以方便客户使用需求的能力的衡量 在实现与容量有关的系统中，如事务处理系统，系统可伸缩性显得尤为重要 通常称一个系统是可伸缩的，指的是它可以支持动态的、可不断增加的业务 可伸缩的网络 一个可伸缩的DBMS可以支持对新的销售划分的数据采集 通常，当一个系统有了很多投入时，项目的管理者就要仔细、认真地考虑系统的可伸缩性问题了，不然可能会大大缩短系统的生命周期,系统架构审核列表中的其它问题,如Web集成、安全问题、遗留系统的接口问题等 同样需要项目开发组织高层管理者、系统分析员等的十分重视，以兼顾到组

5、织发展战略、系统各方面的需求、系统各相关部分之间的接口以及系统的安全性等问题,规划架构,在每个信息系统中，其逻辑功能的分配，即某个逻辑功能被分配在系统的哪个部分实现，不仅涉及到系统的体系结构、项目开发环境和今后系统运行的环境，还与系统用户的业务需求、流程及使用习惯等密切相关 在进行系统设计时，设计师要根据每种设计方法的优缺点，对数据存储和访问的方法、负责处理逻辑的应用程序以及用户使用界面等，判断并分配这些功能的具体执行地点,服务器,服务器一般是以主机架构的方式，提供数据、处理服务或是给其它称为客户机的计算机提供支持 一般来说，服务器的性能要远远优于客户机，因此可以构建基于服务器的网络处理环境

6、在构建基于服务器的处理环境时，分析员需要了解主机架构的历史及优缺点，从而理解服务器在现代系统设计中的角色,客户机,随着用户计算机独立计算能力的提高，企业通过将独立计算机联网进行数据交换，并且执行一些本地处理，这些加入网络的计算机称为客户机 独立计算机加入网络的模式可以是局域网，也可以是广域网，从而实现加入网络计算机的数据、硬件等资源的共享,基于客户机的处理,是一种常见的文件服务器配置方案 在此方案中，所有连接在网络上的客户机都在本地安装一套应用系统，而数据都存储在本地服务器上 客户机需要对相关数据进行加工时，向服务器发出请求，服务器响应后将完整的数据文件发送到客户机 当客户机处理完毕后，再把数

7、据文件传回服务器 这种系统构架方式仅当网络用户数量不多时才会有较好的效率，因为文件服务器设计需要有大量的网络资源,客户机/服务器架构,客户机/服务器架构通常是将处理操作分散在若干联网的客户机和一个中央服务器上的系统结构 在典型的客户机/服务器体系中，客户机往往负责处理用户界面，包括数据输入、查询及屏幕显示逻辑等，服务器负责存放数据并提供数据访问和数据库管理功能，应用逻辑则以某种方式分布在客户机和服务器上,客户机/服务器架构,下表列出了客户机/服务器架构和传统的主机系统之间的主要差别,客户机/服务器设计模式,客户机/服务器架构的形式可以有多种，主要取决于服务器的类型以及服务器和客户机之间的关系

8、例如，服务器类型可以有： 数据库服务器 事务服务器 对象服务器 Web服务器 通常，设计师都是根据服务器的类型来确定客户机和服务器连接的类型的： 数据库服务器处理单一SQL指令 事务服务器处理批量SQL指令 对象服务器在客户机和服务器之间交换对象信息 Web服务器发送和接收基于互联网的通信数据,客户机的类型,客户机/服务器架构的设计同时还基于客户机的类型： 胖客户机：也称厚客户机，设计中将所有或大部分的应用程序处理逻辑都放在客户机上 瘦客户机：将大部分处理逻辑都放在服务器上 一般认为，瘦客户机由于程序代码和数据都在服务器上，彼此距离近，因此性能更好 胖客户机则由于要进行更多处理及频繁访问服务器

9、更新数据，因此性能较低 并且，和维护一台服务器相比，胖客户机如果数量众多，其软硬件的维护费用、数据安全的要求等也高 但胖客户机由于其结构和传统的文件服务器设计相似，因此开发将会比较简单且开发费用较低,客户机/服务器的层,客户机/服务器的层指的是客户机和服务器之间的层次关系，反映的是系统架构中客户机和服务器的工作逻辑和相互关系 较早的设计中，普遍都是采用两层设计，即： 用户界面在客户机上，所有数据存放在服务器上 应用程序逻辑则既可放在服务器上，也可放在客户机上，还能分散在两者之间运行 两层设计的缺点是，服务器和客户机的工作负荷都有可能过大，导致性能下降，目前的解决方法是采用三层设计或n层设计 在

10、三层设计中 用户界面运行在客户机上，数据存放在服务器上 客户机和数据服务器之间有一个中间层负责处理客户机的请求，并将之转换成可以被服务器理解执行的数据访问指令应用服务器 应用服务器提供了系统所需的应用逻辑或业务逻辑 三层设计也可以在需要时扩展成拥有多个中间层的n层设计,客户机/服务器的层,两层设计和三层设计的特点可以如下图所示,采用应用逻辑的好处是，三层设计通过减少数据服务器的工作负载来提高系统的总体性能，同时也把客户机从复杂的处理任务中解放出来 由于中间层可以放置在能力更强大的机器上，所以在大规模系统中，它将更有效且经济,由于其体系结构的灵活性和功能强大的特点，对一般企业的业务支持能力已经足

11、够 随着技术和软硬件及网络能力的提升，客户的主要应用逻辑也已经可以从昂贵的主机迁移到便宜的客户机平台 因此，客户机/服务器架构的成本效益已经十分突出,客户机/服务器的成本效益问题,客户机/服务器的性能问题,同样的原因，虽然由于在服务器上的数据和需要对数据进行访问的客户机之间的分离给系统工作性能产生了一些问题，但由于技术和软硬件及网络能力的提升，如果系统分析员能够恰当地估计系统应用环境用户的数量、网络通信量、服务器的大小和位置等可能会对系统性能产生影响的因素，则开发能够提供用户可接受的系统是完全可能的 当然，对于服务器数据量太大的系统，还可以采用分布式数据库管理系统(DDBMS)，即将数据也存放

12、在不同的地方，这样可以进一步确保客户机/服务器架构的性能,基于Internet的架构,目前的互联网已经对系统架构产生了巨大的影响，互联网已经成为系统开发的另一种环境 在基于Internet的架构中，除了数据和应用逻辑外，就是用户界面也是由Web服务器提供的 在这样的系统架构中，通过将界面的责任从客户机转移到服务器，简化数据的传输处理过程，从而降低硬件的复杂性和费用 基于Internet的架构可以支持当前大部分的电子政务和电子商务应用,处理方法,系统处理方法是系统分析员在选择体系结构时，需要解决的一个问题系统是一个在线处理系统，还是一个批处理系统，或者是二者的组合？ 在线处理是相对于批处理系统的

13、在线系统的主要工作模式，其特点是及时处理用户的事务请求，并将结果直接反馈给用户 在线系统的明显特征是：交互性避免延时、系统和用户一直保持对话 在线处理有4个典型特征： 系统需要随时处理即时发生的事务 用户直接与系统交互 用户可以随机访问数据 信息系统必须可以随时支持各种业务功能,处理方法,批处理的工作方式是，数据被成组或成批地采集并处理 如果说在线处理模式是为了满足有及时输入/输出数据的交互型业务模式的需求，那么现代批处理模式则能够更好地体现系统的高效能力，如用于需要按程序处理的大批量数据 在批处理过程中，输入事务通常被合并成一个文件来处理 批处理系统也有自己突出的特点： 对数据的采集、分组、

14、处理操作按周期进行 IT部门可以让批处理程序按照预先制定的时间表工作而无需人员介入 与在线处理相比，批处理基本上不需占用网络资源,在线处理和批处理的结合,在线处理和批处理都有各自突出的特征，但许多时候，应用系统需要具有在线处理和批处理的双重特征，典型的如POS、ATM、售票系统 在上述这些应用中，系统设计者充分利用在线处理交互性强、效率高、系统反馈及时，批处理经济、可靠、稳定且不易受外界干扰等特点，让系统不同功能部分对应各自合适的处理方法，使之发挥更好的作用，也大大提高了应用系统的效能,网络模型,网络允许共享硬件、软件和数据资源，可以为用户提供更多的功能并缩减系统开销 系统分析员在为应用系统进

15、行网络应用设计前，必须了解网络特性、目标环境网络类型、相关网络模型及网络拓扑结构、设计标准、网络协议，包括系统性能、安全性和中断问题等 目前普遍使用的网络模型是OSI(开放系统互联)模型 OSI模型作为一种逻辑模型，并不与任何特点物理环境或协议联系，其作为概念模型提供了一系列的设计标准，提升了网络间以及基于OSI模型的各种产品间的互操作性 在OSI模型中，网络被分为各自执行特定功能的7层，数据从发送端自顶向下按层传输，而接收端则相反，数据自下而上按层传输。在传输中，数据可能经过一个或多个网络路由器，路由器负责确定网络地址之间的路径,系统管理和支持,一个良好的系统设计还应包括一套应用系统投入运行

16、后需要的系统管理和支持工具，以帮助监视系统性能、处理系统故障从错误管理到灾难恢复 性能管理通常是一组工具，用来收集系统资源信息和活动水平，从而监视系统的使用情况、负载能力及动向，帮助用户进行配置调整，从而实现性能优化 错误管理的目的是帮助系统管理员尽早发现并解决系统操作上的问题，包括监视系统故障信号、记录系统错误、诊断故障并执行相应的纠错操作 备份和灾难恢复是每个系统都必须具备的能力 备份是指同步或按一定时间间隔进行数据拷贝并保存 恢复是指在系统故障中断后进行数据复原和系统重启 灾难恢复方案就是系统整个备份和恢复操作，其具体内容取决于涉及系统的类型,系统设计的完成,系统设计阶段的最后一项工作是完成系统设计文档，获得管理层批准和用户确认 系统设计文档是最终实现系统的基线，内容除了系统实现的详细设计外，还包括详细的工程费用、人员配置及系统实施阶段的进度表等 系统设计文档的主要读者是程序员，他们将据此完成系统程序的编码 用户确认是系统设计文档最终可以交由程序员实施的一个标志性事件。虽然用户确认工作在系统设计阶段也是随时发生并进行着的，但是，用户对系统设计文档的最终确认，仍然是一个十分重要的事件 在开发方对用户意见和建议完成了全部的检查、修改，用户不再有新的意见和建议后，需要用户对“系统设计文档”出具书面的用户确认书,