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第三章信息系统集成专业技术知识3息系统集成专业技术知识3.1信息系统建设3.1.1信息系统集成（概念、类型）概念：是指将计算机软件、硬件、网络通信等技术和产品集成成为能够满足用户特定需求的信息系统，包括总体策划、设计、开发、实施、服务及保障。类型：设备系统集成、应用系统集成（ApplicationSystemIntegration）。设备系统集成：（1）智能建筑系统集成(IntelligentBuildingIntegration)、（2）计算机网络；（3）系统集成(ComputerNetworkSystemIntegration)、（4）安防系统集成(SecuritySystemIntegration)。3.1.2信息系统的生命周期、各阶段目标及主要工作内容生命周期：立项、开发、运维、消亡。立项：概念形成阶段、需求分析阶段；开发：总体规划阶段、系统分析阶段、系统设计阶段、系统实施阶段、系统验收阶段；运维：排除性运维、适应性运维、完善性运维、预防性运维。3.1.3信息系统开发方法结构化方法；原型法；面向对象方法。1）结构化方法：（面向过程）结构化方法是按照信息系统生命周期，应用结构化系统开发方法，把整个系统的开发过程分为若干阶段，然后一步一步的依次执行，前一阶段是后一阶段的工作依据；每个阶段又划分为详细的工作步骤，顺序作业。a)结构化方法特点：遵循用户至上原则；严格区分工作阶段，每个阶段有明确的任务和取得的成果；强调系统开发过程的整体性和全局性；系统开发过程工程化，文档资料标准化。b)结构化方法优点：理论基础严密，它的指导思想是用户需求在系统建立之前就能被充分了解和理解，注重开发过程的整体性和全局性。c)结构化方法缺点：开发周期长；文档、设计说明繁琐，工作效率低；要求在开发之初全面认识系统的信息需求，充分预料各种可能发生的变化，但这并不现实；若用户参与系统开发的积极性没有充分调动，将造成系统交接过程不平稳，系统运行与维护管理难度加大。2）原型法：原型法认为在很难全面准确地提出用户需求的情况下，不要求对系统做全面、详细的调查分析，本着开发人员对用户需求的初步理解，快速开发一个原型系统，通过反复修改该原型来实现用户的最终系统需求。a)原型法特点：实际可行；最有最终系统的基本特征；构造方便、快速，造价低。原型法适用于用户需求开始时定义不清、管理决策方法结构化程度不高的系统开发，开发方法宜被用户接受；但如果用户配合不好，盲目修改，容易拖延开发过程。b)原型法分类：抛弃型原型；进化型原型。3）面向对象方法：面向对象指将每个客观事物抽象为对象，将对象作为系统的基本构成单位，每个客观事物间的联系通过对象间的消息传递机制来实现，这样可以使系统直接地映射问题域，保持问题域中事物及其相互关系的本来面貌。面向对象的信息系统开发，关键点为建立一个全面、合理、统一的模型，它既能反映问题域，又能被计算机系统求解域接受。面向对象开发分为分析、设计、实现3个阶段。3.2信息系统设计3.2.1方案设计3.2.2系统架构3.2.3设备、DBMS和技术选型3.3软件工程3.3.1软件需求分析与定义软件需求定义：软件需求是一个为解决特定问题，而必须由被开发或被修改软件展示的特性。软件需求基本特征：可验证性、优先级、唯一性。软件需求分析的目的：（1）检测和解决需求之间的冲突；（2）发现软件的边界，确定软件与环境间的交互；（3）描述系统需求，以确定软件需求。开发真实世界问题的模型是软件需求分析的关键，模型的目的是帮助解决问题，而不是启动方案的设计。概念模型由来自问题域的实体模型组成，实体模型反映了它们在真实世界的联系和依赖。3.3.2软件设计、测试与维护软件设计是定义一个系统的架构、组件、接口和其他特征的过程，并得到这个过程的结果。软件设计活动组成：（1）软件架构设计：描述软件的组织和结构，标识各种不同的组件；（2）软件详细设计：详细的描述各个组件，使之能被构造。软件测试是为评价和改进产品质量、识别产品缺陷和问题而进行的活动。软件测试分类：单元测试、集成测试、系统测试。软件维护是为需要提供软件支持的全部活动，包括交付前完成的活动，交付后完成的活动。软件维护分类：更正性维护、适应性维护、完善性维护、预防性维护。3.3.3软件复用软件复用是指利用已有软件的各种知识来构造新的软件，以缩减软件开发、维护的费用。软件复用是提高软件生产力和质量的一种重要技术。软件复用按抽象程度的高低分类：代码的复用、设计的复用、分析的复用、测试信息的复用。面向对象的软件开发和软件复用之间的关系式相辅相成的。3.3.4软件质量保证及质量评价软件质量定义：软件特性的综合，软件满足规定和潜在用户的能力。软件质量包括内部质量、外部质量、使用质量3部分。软件质量管理过程：质量保证过程、验证与确认过程、评审与审计过程。3.3.5软件配置管理软件配置管理：通过标识产品的元素，管理和控制变更，验证、记录、报告配置信息，来控制产品的进化和完整性。软件配置管理和软件质量保证密切相关。软件配置管理活动：软件配置管理过程的管理和计划、软件配置标识、软件配置控制、软件配置状态记录、软甲配置审计、软件发布管理与交付。3.3.6软件开发工具软件需求工具、软件设计工具、软件构造工具、软件测试工具、软件维护工具、软件配置管理工具、软件工程管理工具、软件工程过程工具、软件质量工具。3.3.7软件过程管理软件工程管理包含过程管理和项目管理，包括6个方面：启动和范围定义、软件项目计划、软件项目实施、评审和评价、关闭、软件工程度量。3.4面向对象系统分析与设计3.4.1面向对象的基本概念基本概念：对象、类、抽象、封装、继承、多态、接口、消息、组件、模式、复用。对象3要素：对象标识、对象状态、对象行为。类的数据（属性）表现类静态方面；类的函数（功能）表现类动态方面。类和对象的关系：每个对象都是某一个类的实例；每个类有零或多个实例；类是生成对象的模板；类是静态的，它的存在、语义和关系在程序执行前就已经定义好了，对象是动态的，它在程序执行时可以被创建和删除。继承表示类之间的关系，可分为单继承和多继承。Java是单继承语言，C++是多继承语言。多态是一种方法，使得多个类中可以定义同一个操作或属性名，并在每个类中都有不同的实现。接口是对操作规范的说明，定义操作应该做什么，没有定义操作如何做，即没有定义实现细节。消息是对象间的交互手段。组件是软件系统可替换的、物理的组成部分，它封装了实现体（实现某个功能），并提供了一组接口的实现方法。组件应利于复用，同时提供公共特性和可变特性。模式是一条由3部分组成的规则，表示了一个特定环境、一个问题、一个解决方案之间的关系。每个模式描述了一个重复发生的问题，以及该问题的解决方案。3.4.2统一建模语言UML与可视化建模统一建模语言（UML，UnifiedModelingLanguage）是一个通用的可视化建模语言，它是面向对象分析和设计的一种标准化表示，用于对软件进行描述、可视化处理、构造和建立软件系统的文档。UML描述了系统的静态结构和动态行为，它将系统描述为一些独立的相互作用的对象，构成为外界提供一定功能的模型结构。静态结构定义了系统中重要对象的属性和服务；动态行为定义了对象的时间特性和对象为完成目标而进行相互间通讯的机制。UML不是一种可视化的程序设计语言，是一种可视化的建模语言。UML没有定义一种标准的开发过程，但它比较适用于迭代式的开发过程，是为支持面向对象的开发过程设计的。3.4.3面向对象系统分析面向对象的系统分析指运用面向对象的方法分析问题域，建立基于对象、消息的业务模型，形成对客观世界和业务本身的正确认识。面向对象的分析模型由用例模型、类-对象模型、对象-关系模型、对象-行为模型组成。（1）用例模型描述用户和系统间的交互；（2）类-对象模型描述系统涉及的全部对象和类；（3）对象-关系模型描述对象间的静态关系；（4）对象-行为模型描述系统的动态行为。3.4.4面向对象系统设计面向对象的系统设计指用分析阶段给出的问题域模型，用面向对象的方法设计出软件基础架构（概要设计）和完整的类结构（详细设计），以实现业务功能。面向对象设计阶段：用例设计、类设计、子系统设计。3.5软件系统结构（软件架构）3.5.1软件体系结构定义软件架构定义：将软件系统划分为多个模块，明确各模块间的相互作用，组合起来实现系统的全部特性。软件架构不仅确定了系统的组织结构和拓扑结构，还显示了系统需求和构成系统各要素间的对应关系，提供了一些设计决策的基本原则。3.5.2典型体系结构软件架构设计的一个核心问题是能够使用重复的架构模式，能否达到架构级的软件复用。常见的架构模式：管道/过滤器模式；面向对象模式；事件驱动模式；分层模式；知识库模式；C/S模式；3.5.3软件体系结构设计方法软件架构设计是动态的，初期的设计并不能完全确定下来，和建筑设计不同。架构设计的目标：最大化复用；复杂问题简单化（这也是中间件和多层技术的根本目标）；灵活的扩展性；3.5.4软件体系结构分析与评估软件架构设计注意事项：关系数据库优于对象数据库，前者成熟，多厂商支持，后者技术先进；用户界面选择使用HTML（HTTP）；灵活性与性能考虑，即考虑独立于厂家方案还是单厂家方案；选择成熟的技术可以规避项目风险；聘请经验丰富的架构设计师。3.5.5软件中间件中间件（Middleware）用来解决分布系统的异构问题。中间件是位于硬件、操作系统等平台和应用之间的通用服务，这些服务有标准的程序接口（API）和协议。中间件的分类：数据库访问中间件（ODBC-Windows；JDBC-Java）；远程过程调用中间件（RPC）；面向消息的中间件（MOM）；分布式对象中间件（CORBA；EJB；DCOM）；事务中间件（TPM）；3.6典型应用集成技术3.6.1数据库与数据仓库技术1）数据仓库和传统操作型数据库的对比的优点：（1）面向主体：操作型数据库的数据面向事务处理，各个业务系统间各自分离；数据仓库的数据按主题进行组织；（2）集成：面向事务处理的操作型数据库通常和某些特定的应用相关，数据库之间相互独立，往往是异构的；数据仓库的数据是对原有分散数据库数据通过抽取、清理然后经系统加工、汇总、整理得到，消除了源数据中的不一致性。（3）相对稳定：操作型数据库中的数据是实时更新的；数据仓库的数据用来查询，只有少量的修改和删除操作，通常只需定期加载、刷新。（4）反映历史变化：操作型数据库主要关心当前某一个时间段内的数据；数据仓库的数据通常包含历史信息。2）数据仓库系统结构：OLAP：On-lineanalysisprocessing联机分析处理数据仓库按照数据的覆盖范围分为：企业级数据仓库、部门级数据仓库（即数据集市）。3.6.2WebService技术Web服务的主要目标是跨平台的互操作性。适用于使用WebServices的情况：跨越防火墙、应用程序集成、B2B集成、软件复用（重用）。不适合情况：单机应用程序、局域网上的同构应用程序。3.6.3J2EE结构（工业标准）J2EE是由sun公司主导、各厂家共同制定并得到广泛认可的工业标注。业界各主要中间件厂商如IBM、ORACLE都在响应。J2EE应用将开发工作分为2类：业务逻辑开发、表示逻辑开发，其余的系统资源由应用服务器自动处理，不必为中间层的资源和运行管理进行编码。这样就可以将更多的开发精力集中在应用程序的业务逻辑和表示逻辑上，从而缩短企业应用开发周期，有效的保护企业投资。3.6.4NET结构（微软标准）微软的.net是基于一组开放的互联网协议而推出的一系列产品、技术、服务。.net开发框架在通用语言运行环境基础上，给开发人员提供了完善的基础类库、数据库访问技术、网络开发技术，开发人员可以使用多种语言快速构建网络应用。3.6.5工作流技术工作流（workflow）是工作流程的计算模型，即将工作流程中的工作如何前后组织在一起的逻辑和规则，在计算机中以恰当的模型进行表示并实施计算。工作流依靠工作流管理系统来实现。3