第3章 信息系统集成专业技术知识
3.1 信息系统建设 133
3.1.1 信息系统的生命周期 133
3.1.2 信息系统开发方法 133
3.2 信息系统设计 134
3.2.1 方案设计 134
3.2.2 系统架构 134
3.2.3 设备、DBMS及技术选型 135
3.3 软件工程 135
3.3.1 软件需求分析与定义 135
3.3.2 软件设计、测试与维护 135
3.3.3 软件质量保证及质量评价
软件质量指的是软件特性的总和，是软件满足用户需求的能力，即遵从用户需求，达到用户满意。软件质量包括“内部质量”“外部质量”和“使用质量”三部分。软件需求定义了软件质量特性，及确认这些特性的方法和原则。
软件质量管理过程由许多活动组成，一些活动可以直接发现缺陷，另一些活动则检查活动的价值。其中包括质量保证过程、验证过程、确认过程、评审过程、审计过程等。
（1）软件质量保证：通过制订计划、实施和完成等活动保证项目生命周期中的软件产品和过程符合其规定的要求。
（2）验证与确认：确定某一活动的产品是否符合活动的需求，最终的软件产品是否达到其意图并满足用户需求。
验证过程试图确保活动的输出产品已经被正确构造，即活动的输出产品满足活动的规范说明；
确认过程则试图确保构造了正确的产品，即产品满足其特定的目的。
（3）评审与审计：包括管理评审、技术评审、检查、走查、审计等。
管理评审的目的是监控进展，决定计划和进度的状态，或评价用于达到目标所用管理方法的有效性。技术评审的目的是评价软件产品，以确定其对使用意图的适合性。
软件审计的目的是提供软件产品和过程对于可应用的规则、标准、指南、计划和流程的遵从性的独立评价。审计是正式组织的活动，识别违例情况，并要生成审计报告，采取更正性行动。
3.3.4 软件配置管理（六大活动）
软件配置管理活动包括软件配置管理计划、软件配置标识、软件配置控制、软件配置状态记录、软件配置审计、软件发布管理与交付等活动。
3.3.5 软件过程管理（5方面）
软件过程管理涉及技术过程和管理过程，通常包括以下几个方面。
(1) 项目启动与范围定义：启动项目并确定软件需求。
(2) 项目规划：制定计划，其中一个关键点是确定适当的软件生命周期过程，并完成相关的工作。
(3) 项目实施：根据计划，并完成相关的工作。
(4) 项目监控与评审：确认项目工作是否满足要求，发现问题并解决问题。
(5) 项目收尾与关闭：为了项目结束所做的活动，需要项目验收，并在验收后进行归档、事后分析和过程改进等活动。
3.3.6 软件开发工具
3.3.7 软件复用 137
软件复用的定义 （09年下）
是指利用已有软件的各种有关知识构造新的软件，以缩减软件开发和维护费用。复用是提高软件生产力和质量的一种重要技术。
软件复用的主要思想是将软件看成是由不同功能的“组件”所组成的有机体。
早期的软件复用主要是代码级复用，被复用的知识专指程序，后来扩大到包括领域知识、开发经验、设计决策、架构、需求、设计、代码和文档等一切有关方面。
3.4 面向对象系统分析与设计 138
3.4.1 面向对象的基本概念（对象、类、抽象、封装、继承、多态、接口、消息、组件、复用、模式）
面向对象程序设计的 4 大特点是：抽象、封装、继承和多态。
面向对象设计（Object-Oriented Design，OOD）是面向对象分析方法（Object-Oriented Analysis，OOA）的延续，其基本思想包括抽象、封装和可扩展性，其中可扩展性主要通过继承和多态来实现。
3.4.2 统一建模语言（UML）与可视化建模
统一建模语言(Unified Modeling Language, UML)用于对软件进行可视化描述、构造和建立软件系统的文档。UML适用于各种软件开发方法、软件生命周期的各个阶段、各种应用领域以及各种开发工具，是一种总结了以往建模技术的经验并吸收当今优秀成果的标准建模方法。
需要注意的是, UML是一种可视化的建模语言，而不是编程语言。UML标准包括相关概念的语义，表示法和说明，提供了静态、动态、系统环境及组织结构的模型。它比较适合用于迭代式的开发过程，是为支持大部分现存的面向对象开发过程而设计的,强调在软件开发中对架构、框架、模式和组件的重用,并与最佳软件工程实践经验进行了集成。
在UML中，使用各种不同的符号元素画成图形，用以表示系统的结构和行为。
3.4.3 面向对象系统分析
面向对象系统分析的模型由用例模型、类-对象模型、对象-关系模型和对象-行为模型组成。
3.4.4 面向对象系统设计
面向对象系统设计基于系统分析得出的问题域模型，用面向对象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。面向对象系统设计主要包括用例设计、类设计和子系统设计等。
3.5 软件架构 141
3.5.1 软件架构定义 141
3.5.2 软件架构模式
(1) 管道/过滤器模式
每个组件都有一组输入和输出
典型应用：批处理系统
(2) 面向对象模式
典型应用：基于组件的软件开发（Component-Based Development，CBD）
(3) 事件驱动模式
组件并不直接调用操作，而是触发一个或多个事件
典型应用：图形界面应用
(4) 分层模式
典型应用：分层通信协议，如ISO/OSI的七层网络模型
(5) C/S 客户/服务器模式
(6) B/S 浏览器 /服务器模式
部署和维护方便、易于扩展
3.5.3 软件架构分析与评估（软件架构设计需要考虑的问题）
针对目前广泛使用的分布式应用，其软件架构设计需要考虑如下问题。
（1）数据库的选择问题：目前主流的数据库系统是关系数据库。
（2）用户界面选择问题：HTML/HTTP (S)协议是实现 Internet 应用的重要技术。
（3）灵活性和性能问题：权衡独立于厂商的抽象定义(标准)所提供的灵活性和特定厂商产品带来的性能。
（4）技术选择的问题：选择成熟的技术可以规避项目风险。不仅需要了解技术的优势，还需要了解技术的适用范围和局限性。
（5）人员的问题：聘请经验丰富的架构设计师，可以有效地保证项目的成功。
3.5.4 软件中间件
中间件（Middleware）是位于硬件、操作系统等平台和应用之间的通用服务。借由中间件，解决了分布系统的异构问题。
中间件服务具有标准的程序接口和协议。不同的应用、硬件及操作系统平台,可以提供符合接口和协议规范的多种实现，其主要目的是实现应用与平台的无关性。借助中间件，屏蔽操作系统和网络协议的差异，为应用程序提供多种通讯机制，满足不同领域的应用需要。
中间件的分类 (重点背诵) （10年上/19年上）
(1) 数据库访问中间件
通过一个抽象层访问数据库，从而允许使用相同或相似的代码访问不同的数据库资源。
典型技术：
① Windows平台的ODBC（Open Database Connectivity）
② Java平台的JDBC（Java DataBase Connectivity）
(2) 远程过程调用中间件（Remote Procedure Call，RPC）
是一种分布式应用程序的处理方法。一个应用程序可以使用RPC来“远程”执行一个位于不同地址空间的过程，从效果上看和执行本地调用相同。
一个 RPC 应用分为服务器和客户两个部分。服务器提供一个或多个远程操作过程；客户向服务器发出远程调用。服务器和客户可以位于同一台计算机，也可以位于不同的计算机，甚至可以运行在不同的操作系统之上。客户和服务器之间的网络通讯和数据转换通过代理程序(Stub与Skeleton)完成，从而屏蔽了不同的操作系统和网络协议。
(3) 面向消息中间件（Message-Oriented Middleware，MOM）
利用高效可靠的消息传递机制进行平台无关的数据传递，并可基于数据通信进行分布系统的集成。通过提供消息传递和消息队列模型，可在分布环境下扩展进程间的通信，并支持多种通讯协议、语言、应用程序、硬件和软件平台。典型产品如IBM的MQSeries。
(4) 分布式对象中间件
是建立对象之间的客户/服务器关系的中间件，结合了对象技术与分布式计算机技术。该技术提供了一个通信框架，可以在异构分布计算环境中透明传递对象请求。
典型产品：
① OMG的CORBA（Common Object Request Broker Architecture,公共对象请求代理体系结构，通用对象请求代理体系结构）
② Java的RMI（Remote Method Invocation，远程方法调用）/FJB
③ Microsoft的DCOM（分布式组件对象模型，Microsoft Distributed Component Object Model）
(5) 事务中间件
也称事务处理监控器（Transaction Processing Monitor，TPM）。TPM位于客户和服务器之间，完成事务管理与协调、负载平衡、失效恢复等任务，以提高系统的整体性能。典型产品如 IBM/BEA 的Tuxedo。结合对象技术的对象事务监控器( Object Transaction Monitor， OTM)如支持EJB的JavaEE应用服务器等。
3.6 典型应用集成技术 145
3.6.1 数据库与数据仓库技术 145
数据库OLTP—在线实时数据
On-Line Transaction Processing 联机事务处理过程(OLTP)，也称为面向交易的处理过程，其基本特征是前台接收的用户数据可以立即传送到计算中心进行处理，并在很短的时间内给出处理结果，是对用户操作快速响应的方式之一。
数据仓库OLAP—历史数据
联机分析处理 Online Analytical Processing
数据仓库(Data Warehouse)是一个面向主题的(Subject Oriented)、集成的、相对稳定的、反映历史变化的数据集合，用于支持管理决策。数据仓库是对多个异构数据源(包括历史数据)的有效集成，集成后按主题重组，且存放在数据仓库中的数据一般不再修改。
大数据分析相比于传统的数据仓库应用，具有数据量大、查询分析复杂等特点。
① Volume (数据量大)
② Variety (数据种类繁多)
③ Velocity (处理速度快)
④ Value (价值密度低)
⑤ Veracity (真实性高)
数据仓库系统结构
(1) 数据源
是数据仓库系统的基础，是整个系统的数据源泉
(2) 数据的存储与管理（数据集市）
是整个数据仓库系统的核心
(3) OLAP服务器
对分析需要的数据进行有效集成，按多维模型予以组织，以便进行多角度、多层次的分析，并发现趋势。
(4) 前端工具 （21年上）
主要包括各种查询工具、报表工具、分析工具、数据挖掘工具以及各种基于数据仓库或数据集市的应用开发工具。其中数据分析工具主要针对OLAP服务器，报表工具、数据挖掘工具主要针对数据仓库。
3.6.2 Web Services技术 146
Web 服务的典型技术包括
① 用于传递信息的简单对象访问协议（Simple Object Access Protocol，SOAP）
② 用于描述服务的Web 服务描述语言（Web Services Descripion Language，WSDL）
③ 用于Web服务注册的统一描述、发现及集成（Universal Description Discovery and Integration，UDDI）
④ 用于数据交换的XML
Web 服务的主要目标是跨平台的互操作性，适合使用Web Services的情况：跨越防火墙、应用程序集成、B2B集成、软件重用等。
同时，在某些情况下，Web服务也可能会降低应用程序的性能。不适合使用Web服务的情况包括：单机应用程序、局域网上的同构应用程序等。随着云计算技术的普及, Web Service逐渐融入到云计算SaaS (软件即服务)服务中。
适合使用Web Service的情况如下： ①跨越防火墙：对于成千上万且分布在世界各地的用户来讲，应用程序的客户端和服务器之间的通信是一个棘手的问题。客户端和服务器之间通常都会有防火墙或者代理服务器。用户通过Web服务访问服务器端逻辑和数据可以规避防火墙的阻挡。 ②应用程序集成：企业需要将不同语言编写的在不同平台上运行的各种程序集成起来时，Web服务可以用标准的方法提供功能和数据，供其他应用程序使用。 ③B2B集成：在跨公司业务集成(B2B集成)中，通过Web服务可以将关键的商务应用提供给指定的合作伙伴和客户。用Web服务实现B2B集成可以很容易地解决互操作问题。 ④软件重用：Web服务允许在重用代码的同时，重用代码后面的数据。通过直接调用远端的Web服务，可以动态地获得当前的数据信息。用Web服务集成各种应用中的功能，为用户提供一个统一的界面，是另一种软件重用方式。 在某些情况下，Web服务也可能会降低应用程序的性能。不适合使用Web服务的情况如下： ①单机应用程序：只与运行在本地机器上的其他程序进行通信的桌面应用程序最好不使用Web服务，只使用本地API即可。 ②局域网上的同构应用程序：使用同一种语言开发的在相同平台的同一个局域网中运行的应用程序直接通过TCP等协议调用，会更有效。
3.6.3 JavaEE架构 146
JavaEE（Java Platform Enterprise Edition） 应用服务器运行环境主要包括（20年上第16题）
（1）组件：组件是表示应用逻辑的代码
（2）容器：容器是组件的运行环境
（3）服务：服务则是应用服务器提供的各种功能接口
3.6.4 .NET架构 147
通用语言运行环境处于.NET开发框架的最低层，是该框架的基础，它为多种语言提供了统一的运行环境、统一的编程模型，大大简化了应用程序的发布和升级、多种语言之间的交互、内存和资源的自动管理等等。
在.NET架构中，基础类库给开发人员提供了一个统一的、面向对象的、层次化的、可扩展的编程接口。（09年下）
3.6.5 软件引擎技术 147
3.6.6 组件及其在系统集成项目中的重要性 147
组件技术就是利用某种编程手段，将一些人们所关心的，但又不便于让最终用户去直接操作的细节进行封装，同时实现各种业务逻辑规则，用于处理用户的内部操作细节。满足此目的的封装体被称作组件。
可以用任何支持组件编写的工具来完成；最终完成的组件与语言本身没有任何关系；可实现跨平台。
对使用者而言，他就是实现了某些功能的、有输入输出接口的黑盒子。
3.6.7 常用组件标准 148
常用组件标准包括微软的COM/DCOM/COM+、OMG的CORBA及Java的RMI/EJB
COM 是开放的组件标准，有很强的扩充和扩展能力。DCOM在COM的基础上添加了许多功能和特性，包括事务特性、安全模型、管理和配置等，使COM成为一个完整的组件架构。COM+综合各技术形成的功能强大的组件架构，通过系统的各种支持，使组件对象模型建立在应用层上，把所有组件的底层细节留给了系统。
3.7 计算机网络知识 148
3.7.1 网络技术标准与协议（OSI七层协议）
3.7.2 Internet技术及应用（TCP/IP）
3.7.3 网络分类 152
总线争用技术是以太网的标志。
网络按照拓扑结构划分有：总线型结构、环型结构、星型结构、树型结构和网状结构。
3.7.4 网络服务器 153
网络服务器是指在网络环境下运行相应的应用软件,为网上用户提供共享信息资源和各种服务的一种高性能计算机，英文名称叫做 Server。
3.7.5 网络交换技术 154
3.7.6 网络存储技术 154
网络存储技术（Network Storage Technologies）是基于数据存储的一种通用网络术语。网络存储结构大致分为三种：直连式存储（DAS：Direct Attached Storage）、网络存储设备（NAS：Network Attached Storage）和存储网络（SAN：Storage Area Network）。
3.7.7 光网络技术 154
3.7.8 无线网络技术 155
3.7.9 网络接入技术 155
网络接入技术分为光纤接入、同轴接入、铜线接入、无线接入。
3.7.10 综合布线、机房工程 156
3.7.11 网络规划、设计与实施 156
3.7.12 网络安全 158
信息安全的基本要素（5个：机密性、完整性、可用性、可控性、可审查性）
网络和信息安全产品（4个：防火墙、扫描器、防毒软件、安全审计系统）
3.7.13 网络管理 159
3.8 新兴信息技术 159
3.8.1 云计算 159
3.8.2 物联网 163
3.8.3 移动互联网 168
3.8.4 大数据 171
