导图社区 3.信息系统集成专业技术知识
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编辑于2021-05-07 16:49:42信息系统集成专业技术知识
3.1 信息系统建设
3.1.1 信息系统的生命周期
①立项阶段:即概念/需求阶段,会根据用户发展和经营管理需要,提出建设信息系统的初步构想,对企业信息系统深入调查分析,形成《需求规格说明书》并确定立项。
②开发阶段:以上一阶段所做的需求分析为基础进行总体规划。通过系统分析、系统设计、系统设计、系统实施、系统验收等工作实现并交付系统。
③运维阶段
信息系统通过验收,正式移交用户,进入运维阶段。保障系统正常运行。
系统的运行维护可分为
①更正性维护
②适应性维护
③完善性维护
④预防性维护
④消亡阶段:信息系统会遇到系统更新改造、功能扩展、废弃重建等情况,所以信息系统建设初期应注意系统消亡条件和时机,及由此花费的成本。
3.1.2 信息系统开发方法
①结构化法
①注重开发过程的整体性和全局性(不能同时进行两个阶段的工作,只能按阶段进行)
②开发周期长,文档、设计说明繁琐,效率低
③一般只能在小项目中运用(类似瀑布模型)
②原型法
①对用户的需求是动态响应、逐步纳入的
②系统分析、设计、实现随原型修改的同时完成的,相互间无明显界限、分工
③快速开发一个原型系统,反复修改实现用户最终系统需求
④又分为抛弃型原型和进化型原型
③面向对象方法
用对象表示客观事物
3.2 信息系统设计
3.2.1 方案设计
系统方案设计包括
系统总体设计:包括系统的总体架构方案设计、软件系统的总体架构设计、数据存储的总体设计、计算机和网络系统的方案设计等。
系统详细设计:包括代码设计、数据库设计、人/机界面设计、处理过程设计。
3.2.3 设备、DBMS及技术选型
在系统设计中进行设备、DBMS及技术选型时,要考虑到系统的功能要求、系统实现的内外环境和主客观条件。
3.3 软件工程
3.3.1 软件需求分析与定义
软件需求指对待解决问题的特征的描述。所定义的需求必须可被验证。资源有限时,可通过优先级对需求进行权衡。通过需求分析可以检测和解决需求之间的冲突;发现系统的边界;详细描述系统需求。
3.3.2 软件设计、测试与维护
软件设计
通过软件设计得到要实现的各种不同模型,确定最终方案。
过程可以划分为
软件架构设计(高层设计)
软件详细设计
软件测试
为了评价改进产品质量、识别产品缺陷和问题而进行的活动。它针对一个程序的行为,在有限测试用例集合上,动态验证是否达到预期行为。
软件测试是一种应该包括在整个开发和维护过程中的活动,它本身是实际产品构造的一个重要部分。在概念上可以划分为:①单元测试;②确认测试;③集成测试;④系统测试4阶段。
软件维护
①更正性维护——更正交付后的错误
②适应性维护——是软件产品能够在变化后或变化中的环境中继续使用
③完善性维护——改进交付后产品的性能和可维护性
④预防性维护——在软件产品中的潜在错误称为实际错误前,检测并更正
3.3.3 软件质量保证及质量评价
软件质量,软件特性的总和,即软件满足用户需求的能力。 包括①内部质量;②外部质量;③使用质量3部分。
软件质量管理过程
①软件质量保证
②验证与确认:确定某一活动的产品是否符合活动需求,最终软件产品是否达到其意图并满足用户需求。 验证产品满足规范说明,确认产品满足其特定目的。
③评审与审计
①管理评审
目的:监控进展,决定计划和进度状态,或评价管理方法的有效性。
②技术评审
目的:评价软件产品,确定其对使用意图的适合性。
③检查
④走查
⑤审计
软件审计的目的: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。
审计师正式组织的活动,识别违例情况,生成审计报告,采取更正性行动。
3.3.4 软件配置管理
通过识别标识产品的组成元素、管理和控制变更、验证、记录和报告配置信息,控制产品的进化和完整性。 其与软件质量保证活动密切相关,可帮助达成软件质量保证目标。
3.3.5 软件过程管理
①项目启动与范围定义
②项目规划
③项目实施
④项目监控与评审
⑤项目收尾与关闭
3.3.7 软件复用
利用已有软件的有关知识构造新的软件,缩减软件开发和维护费用。 复用是提高了软件生产力和质量的一种重要技术。
主要思想,将软件视为不同功能“组件”组成的有机体,每个组件在设计编写时可以被设计成完成同类工作的通用工具。
早期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
3.4.1 面对对象的基本概念
1.对象:数据及其操作所构成的封装体,是系统中用来描述客观事物的一个模块,构成系统(如社会)的基本单位(人)。
三个基本要素
对象标识
对象状态
对象行为
2.类:现实世界中实体的形式化描述,类将实体的属性(数据)和操作(函数)封装在一起。
类&对象的关系:对象是类的实例,类是对象的模板。 如果对象是房子,类就是设计图。
3.抽象:在特定的实例中抽取共同特征形成概念的过程。
抽象&对象&类的关系:对象是现实世界中某个实体的抽象,类是一组对象的抽象。
4.封装:将相关概念组成一个单元模块,并通过一个名称来引用它。(所有特点合成整体)
5.继承:表示类之间的层次关系(父类与子类),可以单继承和多继承。
6.多态:同一行为,不同实现。(结果不同)
7.接口:描述对操作规范的说明(联想插头、水龙头等物品输出的特性)
8.消息:体现对象间的交互,通过它向目标对象发送操作请求。(联想电灯泡)
9.组件:软件系统可替换的、物理的组成部分。组件是内聚的(不可拆),有稳定的公开接口。(通用特性)
10.复用:将已有的软件及其有效成分用于构造新的软件或系统。(联想锤子可反复使用的特性)
11.模式:描述了问题及该问题的解决方案。包括特定环境、问题和解决方案三个组成部分。(稳定的做事方法)
3.4.2 统一建模语言与可视化建模
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。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。
UML是一种可视化的建模语言,而不是编程语言。
UML图提供了对系统进行建模的描述方式
①用例图(Use Case Diagram)
②类图(Class Diagram)
③对象图(Object Diagram)
④组件图(Component Diagram)
⑤部署图(Deployment Diagram)
⑥状态图(State Diagram)
⑦序列图(Sequence Diagram)
⑧协作图(Collaboration Diagram)
⑨活动图(Activity Diagram)
RUP(Rational Unified Process)是使用面向对象技术进行软件开发的最佳实践之一。
3.5 软件架构
3.5.2 软件架构模式
管道/过滤器模式:体现了各种功能模块高内聚、低耦合的“黑盒”特性,易导致系统性能下降,并增加了过滤器具体实现的复杂性。
面向对象模式:在面向对象的基础上,将模块数据的表示方法及其相应操作封装在更高抽象层次的数据类型或对象中。
事件驱动模式:原理是组件并不直接调用操作,而是触发一个/多个事件。
分层模式:采用层次化的组织方式,每一层都为上一层提供服务,并使用下一层提供功能。
客户/服务器模式(Client/Server,C/S),(软件都是C/S模式;浏览器/服务器打开都是B/S模式)
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,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
①数据库访问中间件(例:Windows ODBC,Java JDBC)
②远程过程调用中间件(Remote Procedure Call,RPC)一种分布式应用程序的处理方法。
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,并基于数据通信进行分布系统的集成。
④分布式对象中间件:建立对象之间客户/服务器关系的中间件,例如:OMG CORBA\SUN RMI/EJB\Microsoft DCOM等
⑤事务中间件/事务处理监控器(Transaction Processing Monitor,TPM),TPM位于客户和服务器之间,完成事物管理与协调、负载平衡、失效恢复等任务,以提高系统的整体性能。例如:IBM/BEA Tuxedo
3.8 新兴信息技术
3.8.2 物联网
物联网(IoT:The Internet of Things),即“物物相连之网”,通过射频识别(RFID)、红外感应器、全球定位系统、激光扫描器等信息传感设备,按约定协议,把物与物、人与物进行智能化连接,进行信息交换和通讯,实现智能化识别、定位、跟踪、监控和管理的一种新兴网络。
物联网架构
感知层
负责信息采集和物物之间的信息传输,是实现物联网全面感知的核心能力,是物联网中包括关键技术、标准化方面、产业化方面亟待突破的部分。 关键在于具备更精确、更全面的感知能力,并解决低功耗、小型化和低成本的问题。
信息采集的技术
①传感器
②条码
③二维码
④RFID射频技术
⑤音视频等多媒体信息
信息传输的技术
①远近距离数据传输技术
②自组织组网技术
③协同信息处理技术
④信息采集中间件技术等传感器网络
网络层
利用无线&有线网络对采集的数据进行编码、认证、传输,移动通信网络是实现物联网的基础设施,是物联网三层中标准化程度最高、产业化能力最强、最成熟的部分。 关键在于为物联网应用特征进行优化和改进,形成协同感知的网络。
应用层
提供丰富的基于物联网的应用,是物联网发展的根本目标,将物联网技术与行业信息化需求结合,实现广泛智能化应用的解决方案集。 关键在于行业融合、信息资源的开发利用、低成本高质量的解决方案、信息安全的保障以及有效的商业模式开发。
各个层次所用的公共技术
①编码技术
②标识技术
③解析技术
④安全技术
⑤中间件技术
3.8.3 移动互联网
概念
一般指用户用手机等无线终端,通过3G(WCDMA、CDMA2000或TD-SCDMA)或WLAN等速率较高的移动网络接入互联网,可以在移动状态下使用互联网的网络资源。
移动互联网=移动通信网络+互联网内容和应用。它不仅是互联网的延伸,而且是互联网的发展方向。
移动终端在处理能力、显示效果、开放性等方面无法和PC相提并论,但在个性化、永远在线、位置性等方面强于PC。
移动终端具有小巧轻便、随身携带的特点,决定了移动互联网应用具有四个新特性
①接入移动性
②时间碎片性
③生活相关性
④终端多样性(多品牌)
关键技术
①SOA(Service Oriented Architecture),即面向服务的架构
粗粒度、松耦合服务架构
服务之间通过简单、精确定义接口进行通讯,不涉及底层编程接口和通讯模式。
可看作B/S模型、XML(标准通用标记语言的子集)/Web Service技术之后的自然延伸。
Web Service是目前实现SOA的主要技术
②Web2.0
严格来说不是一种技术,是提倡众人参与的互联网思维模式
③HTML 5
具有高互动性、丰富用户体验以及强大的客户端
④Windows Phone
简称WP,是微软发布的一款手机操作系统
3.8.4 大数据
关键技术
①HDFS
Hadoop分布式文件系统是适合运行在通用硬件上的分布式文件系统,高度容错性系统,适合部署廉价机器。 HDFS能提供高吞吐量的数据访问,适合大规模数据集上应用。
②HBase
HBase是分布式的、面向列的开源数据库,技术源于Fay Chang所撰写的Google论文“Bigtable:结构化数据的分布式存储系统”。
③MapReduce
MapReduce是编程模型,用于大规模数据集(>1TB)的并行计算。
④Chukwa
3.7 计算机网络知识
3.7.1 网络技术标准与协议
1.OSI七层协议
①物理层:包括物理连网媒介,如电缆连线连接器。具体标准有RS232、V.35、RJ-45、FDDI
②数据链路层:控制网络层与物理层之间的通信,将网络层收到的数据分割成特定的可被物理层传输的帧。常见协议有IEEE802.3/2、HDLC、PPP、ATM
③网络层:将网络网址翻译为物理地址,决定如何将数据从发送方路由到接收方。具体协议有IP、ICMP、IGMP、IPX、ARP
④传输层
⑤会话层
⑥表示层
⑦应用层
2.网络协议和标准
802.3(以太网的CSMA/CD载波监听多路访问/冲突检测协议)
802.11(无线局域网WLAN标准协议)
3.7.2 Internet技术及应用
TCP/IP层次模型
①最高层:相当于OSI的5~7层,包括了所有高层协议,常见的文件传输协议FTP、电子邮件协议SMTP、域名系统DNS、网络管理协议SNMP、访问WWW的超文本传输协议HTTP
②次高层:负责在源主机和目的主机之间提供端一端的的数据传输服务。两个协议指面向连接的传输控制协议TCP和无连接的用户数据报协议UDP
③第二层:相当OSI的网络层,负责将分组独立地从信源传送到信宿,主要解决路由选择、阻塞控制及网际互连问题。这层定义了互连网协议IP、地址转换协议ARP、反向地址转换协议RARP和互连网控制报文协议ICMP等协议。
④最底层:网络接口层,负责将IP分组封装成适合在物理网络上传输的帧格式并发送,或将物理网络接收到的帧卸装并取出IP分组递交给高层。这层与物理网络的具体实现有关,自身无专用协议。任何能传输IP分组的协议都可以运行。该层不需要专门的TCP/IP协议,各物理网络可使自己的数据链路层协议和物理层协议,使用串行线路进行连接时仍需运行SLIP和PPP
标识技术
①规定标准语法建议把IPv6地址的128位(16个字节)写成8个16位的无符号整数
Internet上的域名由域名系统DNS(Domain Name System)统一管理。DNS是一个分布式数据库系统,由域名空间、域名服务器和地址转换请求程序三部分组成。
③WWW上每个网页都有独立地址,这些地址称为统一资源定位器(URL),只要知道某网页的URL,便可直接打开该网页。
3.7.3 网络分类
计算机网络可分为
①局域网
②城域网
③广域网
网络拓扑结构划分
①总线型结构
②环形结构
③星型结构
④树形结构
⑤网状结构
3.7.5 网络交换技术
网络交换指通过一定的设备,如交换机。将不同信号或者信号形式转换为对方可识别的信号类型来达到通信目的的交换形式。常见有数据交换,线路交换,报文交换,分组交换。
3.7.6 网络存储技术
网络存储技术(Network Storage Technology)是基于数据存储的一种通用网络术语。
网络存储结构
①直连式存储(DAS:Direct Attached Storage)
②网络存储设备(NAS:Network Attached Storage)
③存储网络(SAN:Storage Area Network)
3.7.8 无线网络技术
以无线电波作为信息传输媒介。无线网络既包括允许用户建立远距离无线连接的全球语音和数据网络,也包括为近距离无线连接进行优化的红外线技术及射频技术,与有线网络用途类似,不同在于传输媒介,利用无线电技术取代网线,可以和有线网络互为备份。
4G两种制式,集3G与WLAN于一体,能够快速传输数据、高质量音频、视频、图像。
制式①:TD-LTE
制式②:FDD-LTE
5G正在研发中,计划到2020推出成熟标准,理论上可在28GHz超高频段以1Gbps的速度传送数据,最长传送距离达2公里。
3.7.11网络规划、设计与实施
1.网络拓扑结构设计
确立网络的物理拓扑机构是整个网络方案规划的基础,物理拓扑结构的选择往往和地理环境分布、传输介质与距离、网络传输可靠性等因素紧密相关。
选择拓扑结构时,应该考虑的主要因素有
①地理环境
②传输介质与距离
③可靠性
2.主干网络(核心层)设计
3.汇聚层和接入层
3.7.12 网络安全
信息安全基本要素
①机密性:确保信息不暴露给未授权的实体或进程。
②完整性:只有得到允许的人才能修改数据,并且能够判别出数据是否已被篡改。
③可用性:得到授权的实体在需要时可访问数据,即攻击者不能占用所有的资源而阻碍授权者的工作。
④可控性:可控制授权范围内的信息流向及行为方式。
⑤可审查性:对出现的网络安全问题提供调查的依据和手段。
典型网络攻击步骤
①信息收集
②试探寻找突破口
③实施攻击
④消除记录
⑤保留访问权限
信息安全产品
①防火墙:无法阻止和检测基于数据内容的黑客攻击和病毒入侵,同时无法控制内部网络之间违规行为。
②扫描仪:扫描仪无法发现正在进行的入侵行为,它还有可能成为攻击者的工具。只能扫描结果,不能扫描过程。
③防毒软件:可检测、清除各种文件型病毒、宏病毒、邮件病毒。但对基于网络的攻击行为(如扫描、针对漏洞的攻击)却无能为力。不可主动。
④安全审计系统:通过独立的、对网络行为和主机操作提供全面忠实的记录,方便用户分析和审查事故原因。事后。
3.6 典型应用集成技术
3.6.1 数据库与仓库技术
数据仓库(Date Warehouse)是面向主题的(Subject Oriented)、集成的、相对稳定的、反映历史变化历史变化的数据集合,用于支持管理决策。其可对多个异构数据源(包括历史数据)的有效集成,集成后按主题重组,存放在数据仓库中的数据不再修改。
大数据分析相比传统数据仓库应用,具有数据量大,查询分析复杂的特点。
3.6.2 Web Services技术
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 Protocal,SOAP)
②用于描述服务的Web服务描述语言(Web Services Description 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:跨平台的互操作性
适合使用Web Services的情况
①跨越防火墙
②应用程序集成
③B2B集成
④软件重用
不适合使用Web Services的情况包括
①单机应用程序
②局域网上的同构应用程序
3.6.3 JavaEE架构
JavaEE应用服务器运行环境主要包括
①组件(Component):表示应用逻辑的代码
②容器(Container):组件的运行环境
③服务(Services):应用服务器提供的各种功能接口
3.6.4 .NET架构
通用语言运行环境处于.NET开发框架的最底层,是该框架的基础,为多种语言提供了统一运行环境、编程模板,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。
3.6.6 组件及其在系统集成项目中的重要性
组件技术就是利用某种编程手段,将一些不便于用户操作的细节进行封装,同时实现各种业务逻辑规则,用于处理用户内部操作细节。满足此目的的封装体被称作组件。
3.6.7 常用组件标准
常用组件标准
微软
COM:开放的组件标准,扩充&扩展能力强。
DCOM:在COM基础上添加许多功能特性,包括事务特性、安全模型、管理和配置等,使COM成为完整的组件架构
COM+:综合技术形成的功能强大的组件架构,通过系统各种支持,使组件对象模型建立在应用层上,把所有组件底层细节留给系统
OMG的CORBA
SUN的RMI/EJB
数据库:存放具体的业务数据,修改比较频繁 数据仓库:按某一主题放到数据仓库,不修改
Ps:图见PPT
Ps: 1.系统测试应在实际运行使用环境下完成 2.程序员应避免检查自己的程序 补充: 白盒子测试(α测试),指在开发环境中测试。 黑盒子测试(β测试),指在用户实际环境中测试。 回归测试:测试修改后再测以确保无新错误产生或导致其他代码产生错误。
测试用例组成: ①测试输入数据 ②对应预期的输出结果
即测试处理问题的功能