信息系统分析与设计重点（第1章信息化与信息系统）

（一）信息系统与信息化

1、信息：（香农定义）是用来消除不确定性的东西。（定量描述）信息量单位比特。1比特信息量，在变异度为2情况下，是能消除不确定性所需的信息量。

熵：系统无序程度度量；信息：系统有序程度度量，表现为负熵。

（1）特征：客观性、普遍性、无限性、动态性、相对性、依附性、变换性、传递性、层次性、系统性、转化性。

质量属性：精确性、完整性、可靠性、及时性、经济性、可验证性、安全性。

（2）功能：为认识世界提供依据、为改造世界提供指导、为有序建立提供保证、为资源开发提供条件、为知识生产提供材料。

（3）传输模型：

2、信息系统基本概念

（1）系统特性：目的性、整体性、层次性、稳定性、突变性、自组织性、相似性、相关性、环境适应性。

信息系统特性：（特别重要）开放性、脆弱性、健壮性（鲁棒性）。

（2）信息系统：面向管理 支持生产，为显著特点；（定义）：结合管理理论和方法，应用信息技术解决管理问题，提高生产效率，为生产或信息化过程以及管理和决策提供支撑的系统；管理模型 信息处理模型 系统实现条件，可以产生信息系统。

3、信息化基本概念

信息化（名词）：指现代信息技术应用，特别是促成应用对象或领域发生转变的过程。

企业信息化：在企业中应用信息技术；通过深入应用信息技术促成企业业务模式、组织架构、经营战略发生革新或转变。

信息化（形容词）：对象或领域因信息技术的应用而达成的新形态或状态。

信息化五层次：（1）产品信息化（2）企业信息化（3）产业信息化（4）国民经济信息化（5）社会生活信息化

国家级信息系统：“两网、一站、四库、十二金”

国家信息化体系六要素：

六要素关系图

信息资源、信息网络、信息技术应用、信息技术和产业、信息化人才、信息化政策法规和标准规范。

4、信息系统生命周期

信息系统生命周期：系统规划→系统分析（“做什么”）→系统设计（“怎么做”）→系统实施→系统运行和维护

软件的生命周期：可行性分析与项目开发计划、需求分析、概要设计、详细设计、编码测试、维护。

信息系统生命周期

（二）信息系统开发方法

1、结构化方法：“结构”是系统内各组成要素间相互联系、相互作用的框架。结构化方法又称生命周期法，是一种传统信息系统开发方法。由结构化分析、结构化设计、结构化程序设计三部分有机组成。精髓是自顶向下、逐步求精、模块化设计。

2、面向对象方法（OO）：客观世界由对象组成，复杂对象可由简单对象组成，不同对象组合及相互作用构成系统。OO的不用分支体系：

OMT方法：对象建模技术；

Coad/Yourdon方法；

OOSE方法：面向对象的软件工程；

Booch方法。

（OMT、OOSE、Booch已经统一为UML统计建模语言）

3、原型化方法

结构化方法和面向对象方法的共同点，是在系统开发初期必须明确系统的功能要求，确定系统边界。

原型化方法又称快速原型法，简称原型法。特点：开发周期短、成本和风险降低、速度加快获得高综合效益；以用户为中心，加大用户参与程度，开发符合用户需求增加用户满意度，提高系统成功率；用户参与系统开发全过程，对系统功能和结构易理解接受，有利于系统移交和系统运行维护。

不足：开发环境要求高、管理水平要求高。

原型法适用于需求不明确的系统开发。分析层面难度大、技术层面难度小的系统，适合于原型法开发；技术层面困难大于分析层面的系统，不适宜采用原型法。

原型法，严格意义上，不是一种独立的系统开发方法，是一种开发思想，支持系统开发早期阶段快速生成系统的原型，没有规定原型构建过程中必须使用哪种方法。因此，不是完整意义上的方法论体系，必须与其他开发方法结合使用，原型法获取需求和用于分析。经修改和确定的原型系统，是系统开发的依据。

4、面向服务的方法

OO应用建立在类和对象上，将相关对象按照业务功能进行分组，形成“构件”。跨构件功能调用，采用“接口”形式，进一步将接口定义与实现解耦，产生服务和面向服务SO开发方法。

（三）常规信息系统集成技术

1、网络标准和协议

协议：计算机网络中，进行数据交换而建立的规则、标准或约定的集合。

协议三要素：语义（“做什么”）、语法（“怎么做”）、时序（“做的顺序”）。

（1）OSI协议：开放系统互联参考模型(Open System Interconnect)

物理层→数据链路层→网络层→传输层→会话层→表示层→应用层，

物理层：包括物理层连网媒介，（标准：S232、V.35、RJ-45、FDDI）

数据链路层：控制网络层和物理层之间通信，（协议：IEEE802.3/2、HDLC、PPP、ATM）

网络层：将网络地址翻译成对应物理地址(网卡地址)，并决定如何将数据从发送方路由到接收方，（协议（TCP/IP）：IP、ICMP、IGMP、IPX、ARP）

传输层：负责确保数据可靠、顺序、无错地从A点传输到B点，（协议（TCP/IP）：TCP、UDP、SPX）

会话层：负责网络中两节点之间建立和维持通信，提供交互会话的管理功能，如三种数据流方向的控制，即一路交互、两路交互和两路同时会话模式，（协议：RPC、SQL、NFS）

表示层：将数据按网络能理解的方案进行格式化，这种格式化根据网络类型不同而不同，有加密解密、数据转换、格式化、文本压缩，（协议：JPEG、ASCII、GIF、DES、MPEG）

应用层：负责为软件提供接口，让程序可以使用网络服务，（协议：HTTP、Telnet、FTP、SMTP）

（2）网络协议标准

IEEE802规范：

802.1：802协议概论

802.2：逻辑链路控制层LLC协议

802.3：以太网CSMA/CD载波监听多路访问/冲突检测协议

802.4：令牌总线Token Bus协议

802.5：令牌环Token Ring协议

802.6：城域网MAN协议

802.7：FDDI宽带技术协议

802.8：光纤技术协议

802.9：局域网上的语音/数据集成规范

802.10：局域网安全互操作标准

802.11：无线局域网WLAN标准协议

IEEE802.3标准以太网10Mb/s同轴电缆，IEEE802.3u快速以太网100Mb/s双绞线，IEEE802.3z千兆以太网1000Mb/s光纤或双绞线

（3）TCP/IP

应用层协议：FTP（基于TCP）、TFTP（UDP）、HTTP（TCP）、SMTP（TCP）、DHCP（UDP）、Telnet（TCP）、DNS、SNMP。

传输层协议：TCP、UDP

网络层协议：IP、ICMP、IGMP、ARP、RARP

2、网络设备

交换层次：物理层交换（电话网）、链路层交换（二层MAC）、网络层交换（三层IP）、传输层交换（四层端口）、应用层交换

网络互联设备：中继器（物理层）、网桥（物理层与数据链路层交换）、路由器（网络层及以下）、网关（最底层到传输层或以上）、交换机

3、网络服务器

4、网络存储技术

（1）直接附加存储DAS（SAS服务器附加存储）

（2）网络附加存储NAS：像一个专用的文件服务器

NAS存储系统结构

（3）存储区域网络SAN

通过专用交换机将磁盘阵列与服务器连接起来的高速专用子网。

不采用文件共享存取方式，采用块block级别存储，将存储设备从以太网中分离。

技术划分：FC SAN、IP SAN、IB SAN

FC（Fiber Channel光纤通道）

IP（基于IP网络实现数据块级别存储方式的存储网络）

IB（InfiniBand无线宽带，交换结构I/O技术：设计用一套中心机构IB交换机，在远程存储器、网络、服务器等设备间建立一个单一的连接链路，并由IB交换机指挥流量）

5、网络接入技术

有线接入：PSTN、ISDN、ADSL、FTTx LAN、HFC

无线接入：GPRS、3G、4G

FTTx LAN：

FTTC光纤到路边、FTTZ光纤到小区、FTTB光纤到楼、FTTF光纤到楼层、FTTH光纤到户

PON无源光纤网络Passive Optical Network

6、网络规划设计

网络规划：需求分析→可行性分析→对现有网络分析描述

网络设计：总体目标、设计原则

网络总体设计和拓扑结构设计

关键层：核心层、汇聚层、接入层

【接入层】：直接面向用户连接或访问网络

【汇聚层】：完成网络访问策略控制、数据包处理、过滤、寻址，以及其他数据处理任务，汇聚层交换机是多个接入层交换机的汇聚点，提供到核心层的上行链路

【核心层】：高速转发通信，提供优化、可靠骨干传输结构，骨干组件，高速交换组件

网络设计：拓扑结构设计→主干网络（核心层）设计→汇聚层和接入层设计→广域网连接和远程访问设计→无线网络设计→网络安全设计（机密性、完整性、可用性、可控性、可审查性）

7、数据库管理系统

8、数据仓库技术

ETL（Extract/Transformation/Load）清洗/转换/加载

元数据：数据仓库建设中产生的数据源定义、目标定义、转换规则的关键数据（数据仓库表结构、属性、源数据、记录系统到数据仓库映射、数据模型说明、抽取日志、访问数据公用例行程序）

粒度：数据单位中保存数据的细化程度或综合程度的级别

分割：结构相同数据分成多个数据物理单元

数据集市：小型的、面向部门或工作组级数据仓库

ODS操作数据存储：支持企业日常全局应用的数据集合（基本特点：面向主题、集成、可变、当前或最近）

数据模型：逻辑数据结构

人工关系：决策支持系统环境中，用于表示参照完整性的一种设计技术

数据仓库体系结构

9、中间件技术

定义：（1）分布式系统环境中处于操作系统和应用程序之间的软件；（2）一个独立的系统软件或服务程序，可以让分布式应用软件在不同技术之间共享资源，它位于客户机服务器的操作系统之上，管理计算资源和网络通信

三大层次：底层型（JVM、JDBC、ODBC）、通用型（CORBA、J2EE、MOM Message-oriented Middleware、COM）、集成型（WorkFlow、EAI Enterprise Application Integration）

不同层次不同类型不同技术的中间件产品应用集成：

不同层次集成

10、高可用性和高可靠性规划设计

可用性定义：

MTTF/(MTTF MTTR)*100%

（MTTF平均无故障时间；MTTR平均维修时间）

可用性战术：错误检测（命令/响应、心跳、异常）、错误恢复（表决、主动冗余、被动冗余）、错误预防（把可能出错组件从服务中删除、引入监视器）

可靠性：软件系统在应用或系统错误时，在意外与错误情况下维持软件系统功能特性的基本能力

可用性：系统正常运行的时间比例，（常用两次故障间隔时间，或者出现故障后恢复速度来表示）

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