信息系统工程概论课件4

按面向对象的模式来组织体系结构的，在线电子交易很适合采用这种中间件
（4）应用服务器(Application Server)
主要用来构造基于WEB的应用，是企业实施电子商务的基础平台
（5）企业级应用集成(EAI)
一个大型企业内部往往有很多的计算机应用系统，EAI可用于对这些系统进行有效的整合。
（6）安全中间件(Security Middlewares)
关系数据库
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关系数据库系统是用关系模型设计的数据库系统 （1）关系：就是一个二维表，表示实体集。 （2）记录：表中的行称为记录，代表了某一个实体 （3）字段：表中的列称为字段，表示实体的某个属性 （4）关键字：能够唯一确定表中的一个记录的属性或 属性集合 （5）主关键字：最主要的关键字称为主关键字。 （6）外来关键字：一个表中的关键字段，在另一张表 中称为外来关键字
①数据仓库技术（DW）
将传统数据库中的数据按决策需求（主题）进行重新组织，以多维空间 结构形式存储数据库，量级达到太字节（TB）级。
②联机分析处理技术（OLAP）
对数据进行分析型处理，而不是传统的操作型处理。
③数据挖掘技术（DM）
从数据库中发现知识的核心技术，它是从人工智能的机器学习中发展起 来的。
①客户端需要安装专用的客户端软件，安装工作量大，而且任何 一台电脑出问题，都需要进行重新安装或维护。 ②当C/S结构软件 系统升级时，每一台客户机需要重新安装，其维护和升级成本非常 高。 ③C/S结构的软件需要针对不同的操作系统系统开发不同版本 的软件，系统集成与维护性差，不易扩展。④C/S结构软件只适用于 局域网。
面向对象数据库
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面向对象数据库是面向对象的程序设计技术与数据库技术 结合的产物，主要用于存储彼此没有内在联系的数据对象。 面向对象的数据库系统使人们可以使用某种程序设计语言 去直接访问这种程序设计语言所定义的数据对象，还使人们可 以在无需进行格式转换的情况下把这类对象存放到数据库里。 这一点关系数据库是无法做到的。 面向对象数据库主要特点有：
数据仓库技术
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数据仓库（DW）属于高层次的数据管理技术。由于传统数据库系统难 于实现对数据分析处理，无法满足数据处理多样化的要求，其操作型处理 和分析型处理的分离就成为必然。自20世纪90年代开始，基于传统的数据 库技术的发展，人们尝试对数据库中的数据进行再加工，形成一个综合的， 面向分析的环境，以更好支持决策分析，从而形成了数据仓库技术。 作为决策支持系统（DSS），数据仓库系统包括三方面技术：
源码开放
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开放源码是指通过源码开放与共享原则，使得任何程序员都 有机会对软件进行深入的评审和测试，从而大大提高了软件质量， 获得比传统封闭的软件开发模式更好的快速开发软件的方法。 与开放源码紧密相关的是所谓自由软件运动，主要目标是使 得开发的软件是自由的，它们之间最简单的区别是各自的优先权 不同。 开放源代码模式的问题 ①由于完全本着自愿的原则，任何人都可以自由参与开源软 件的开发，也可以将自己编制的软件放到网上让别人共享，因而 软件版本如何管理、质量如何保证、软件错误如何跟踪和修正等 都摆在人们的面前。 ②开放源码的测试、整理与推广也是一个比较重要的任务在 源码完全开放的情况下，专业软件公司如何保护版权、获取利润 等问题还有待解决。
信息系统工程概论(3)
符长青博士
第4 章
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软件体系结构与工程标准
软件体系结构是指描述软件系统的一组模型的集合，它 定义了软件系统的组成，各组成部分相互间的关系，以及消 除制约其设计与发展的原理和准则，对软件系统的功能结构、 特性与运行方式进行了全面、系统的描述。 体系结构= 构件+ 连接件+ 约束 软件体系结构的模型: ①结构模型 ②框架模型 ③动态模型 ④过程模型 ⑤功能模型
集中式和分布式计算处理系统
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1．集中式计算处理系统 集中式计算处理系统由中央计算机（主机）和 若干终端（客户机）组成，数据处理和存储全部集 中在主机中进行，终端不作任何计算处理，只用来 输入和输出。如银行的自动提款机（ATM）采用的就 是集中式计算处理系统。 2．分布式计算处理 在分布式网络中，每台计算机都能够存储和处 理数据，因而可以适应不同用户的各种需要，同时 允许他们共享网络的数据、资源和服务。优点是成 本低，多用户使用，快速访问，数据传输风险小。
中间件的作用
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中间件的作用是屏蔽了底层操作系统的复杂性，使程序 开发人员面对一个简单而统一的开发环境，减少程序设计的 复杂性，将注意力集中在自己的业务上，不必再为程序在不 同系统软件上的移植而重复工作，从而大大减少了技术上的 负担。 中间件带给应用系统的，不只是开发的简便、开发周期 的缩短，也减少了系统的维护、运行和管理的工作量，还减 少了计算机总体费用的投入。其次，中间件作为新层次的基 础软件，其重要作用是将不同时期、在不同操作系统上开发 应用软件集成起来，彼此像一个天衣无缝的整体协调工作， 这是操作系统、数据库管理系统本身做不了的。中间件的这 一作用，使得在技术不断发展之后，我们以往在应用软件上 的劳动成果仍然物有所用，节约了大量的人力、财力投入。
中间件（middleware）的概念
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中间件是与操作系统，数据库并列的3大基础软件之一。顾 名思义，中间件处于操作系统软件与应用软件的中间。中间件 在操作系统、网络和数据库之上，应用软件的下层，作用是为 上层的应用软件提供运行与开发的环境，帮助用户灵活、高效 地开发和集成复杂的应用软件。 在中间件产生以前，软件开发人员面对众多IT厂商各种产 品之间形成的巨大的差异，要直接使用操作系统、网络协议和 数据库等开发应用软件，这些都是计算机最底层的东西，越底 层越复杂，开发者不得不面临许多很棘手的问题。这些与用户 的业务没有直接关系，但又必须解决，耗费了大量时间和精力。 于是，有人提出能不能将应用软件所要面临的共性问题进行提 炼、抽象，在操作系统之上再形成一个可复用的部分，供成千 上万的应用软件重复使用。这一技术思想最终构成了中间件这 类的软件。中间件是一类软件，而非一种软件；中间件不仅仅 实现互连，还要实现应用之间的互操作；中间件是基于分布式 处理的软件，最突出的特点是其网络通信功能。
中间件的分类
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（1）消息中间件（MOM）
将数据从一个应用程序发送到另一个应用程序，这就是消息中间件的主要功能。它要负责 建立网络通信的通道，进行数据的可靠传送。
（2）交易中间件（TP）
主要功能是管理分布于不同计算机上的数据的一致性，协调数据库处理分布式事务，保障 整个系统的性能和可靠性。
（3）对象中间件(Object Momitor)
①对象数据模型能完整地描述现实世界的数据结构，能表达 数据间嵌套、递归的联系。 ②具有面向对象技术的封装性（把数据与操作定义在一起） 和继承性（继承数据结构和操作）的特点，提高了软件的可重 用性。
数据库分类
•பைடு நூலகம்
（1）集中式数据库
把数据集中在一个数据库中进行集中管理，其优点是减少 了数据冗余和不一致性，缺点是随着数据量增加，系统相当 庞大，操作复杂；数据集中存储，大量的通信都要通过主机， 造成拥挤。
软件体系结构
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软件体系结构大体上分为4种： （1）主机终端模式 （2）文件/服务器模式（File/Server） （3）客户机/服务器模式（Client/Server，简称C/S） （4）浏览器/服务器模式（Browser/Server，简称B/S） 主机终端模式属于集中式计算处理系统，其余三种模式都 属于分布式计算处理系统。文件/服务器模式只适用小规模的 局域网，对于用户多、数据量大的情况就会产生网络瓶颈， 特别是在国际互联网上不能满足用户要求。因此，软件体系 结构由原来的文件服务器结构发展到二层 C/S 结构，直到现 在的多层B/S结构。
数据仓库的数据追加
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①时标方法
如果数据含有时标，对新插入或更新的数据记录，在记录中加更 新时的时标，那么只需根据时标判断即可。
②DELTA文件
它是由应用生成的，记录了应用所改变的所有内容。利用DELTA 文件效率 很高，它避免了扫描整个数据库，但同样的问题是生成 DELTA文件的应用并不普遍。
③前后映象文件的方法
以公钥基础设施（PKI）为核心的、建立在一系列相关国际安全标准之上的一个开放式应 用开发平台，向上为应用系统提供开发接口，向下提供统一的密码算法接口及各种IC卡、
数据库技术
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数据库（DB）是一个结构化的数据集合，将数据按一定的数 据结构组织起来，存储在计算机存储设备中。数据库是数据管理 的高级阶段，它是由文件管理系统发展起来的。 1．数据库的基本结构 数据库的基本结构分三个层次，不同层次之间的联系是通过 映射进行转换的。 （1）物理数据层 （2）概念数据层 （3）逻辑数据层 2．数据库的主要特点 （1）实现数据共享 （2）减少数据的冗余度 （3）数据的独立性 （4）数据实现集中控制
多层B/S结构的概念
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1．三层结构 ①表示层 ②功能层 ③数据层 2．三层B/S结构 B/S结构是客户端使用浏览器，后端使用服务器的应用。 把C/S模式中的服务器分解为一个数据服务器与一个或多个应 用服务器 3．B/S模式的优势 （1）系统彻底开放 （2）系统易于开发 （3）系统维护简便 （4）界面统一，操作简单 （5）适合于网上信息发布
内容管理
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信息不仅限于结构化数据，还有很多非结构数据，包括纸张 文件、报告、传真、视频、音频、图片等。据统计，目前大约 85%的企业信息是非结构化数据。 内容管理是对非结构化数据的采集、组织、存储、安全、提取、 再利用的技术手段和管理方法，包括对元数据的管理、数字对象 的管理、以及如何通过一个统一的数据库访问协议对元数据和数 字对象进行一致性、完整性操作等。 研究的主要内容： ①功能研究：包括数据检索、数据存储、格式转换、多语种支持、安 全管理、页面创建、个性化定制、同步和复制等。 ②行业研究：包括多媒体服务、多媒体内容管理、电子数据交换、元 数据和标引等。 ③技术研究：包括多层体系结构，全面基于XML标准，面向对象组件 ④集成研究：包括工作流管理、数字版权保护、数据挖掘
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数据库管理系统（DBMS）是指数据库系统中 对数据进行管理的软件系统。主要功能有： （1）数据库的定义功能 （2）数据库的操纵功能 （3）数据库的保护功能 ①数据库的恢复 ②数据库的并发控制 ③数据完整性控制 ④数据安全性控制 ⑤其它保护功能 （4）数据库的维护功能
数据字典（DD）
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据库系统中存放三级结构定义的数据库 称为数据字典（DD）。对数据库的操作都要 通过数据字典DD才能实现。DD中还存放数 据库运行时的统计信息，如记录个数、访问 次数等。
C/S模式与B/S模式相结合方案
• 两种模式结合使用的方案优点在于： ①保证敏感数据的安全性，特别是对数据库 的修改和新增记录加强了控制。 ②经济有效地利用企业内部计算机的资源， 简化了一部分可以简化的客户端。 ③既保证了复杂功能的交互性，又保证了一 般功能的易用与统一。 ④系统维护简便，布局合理。 ⑤网络效率最高。
两层C/S结构
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应用程序放在客户端，数据库放在服务器端。在Web和Intranet 技术还没有大规模走进市场的前几年里，C/S技术帮助了世界各地的 公司和企业提高了工作效率，得到广泛应用。
（1）C/S结构的优势
①客户端处理能力强 ②客户端响应速度快 ③存取模式更安全 ④网络通信量小，节省资源
（2）C/S结构的缺点
数据仓库的数据组织形式
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数据仓库是面向主题的、集成的、不可更新的（稳定性）、 随时间不断变化的数据集合，用以支持经营管理中的决策制定过 程。数据仓库中的数据面向主题，与传统数据库面向应用相对应。 数据仓库中的数据分为四个级别：早期细节级、当前细节级、轻 度综合级、高度综合级。源数据经过综合后，首先进入当前细节 级，根据具体需要进行进一步的综合，从而进入轻度综合级乃至 高度综合级，老化的数据将进入早期细节级。数据仓库中存在着 不同的综合级别，一般称之为“粒度”。粒度越大，表示细节程 度越低，综合程度越高。 数据仓库的数据组织形式 ①简单堆积文件 ②轮转综合文件 ③简化直接文件 ④连续文件
（2）分布式数据库
分布式数据库兼顾了集中管理和分布处理两个方面，因而 有良好的性能。
①数据物理上分布在多处不同地点，但逻辑上是一个整体。 ②计算机系统既可以访问本地数据库，也可以访问异地数 据库。 ③本地计算机单独不能胜任的数据处理任务，可以通过网 路取得其它数据库的支持。
数据库管理系统（DBMS）
在抽取数据前后对数据库各作一次快照，然后比较两幅快照的不 同从而确定新数据。它占用大量资源，对性能影响极大，实际意义不大。
④日志文件
最可取的技术大概是利用日志文件了，因为它是DB的固有机制， 不会影响OLAP的性能。同时，它还具有DELTA文件的优越性质，提 取数据只要局限日志文件即可，不用扫描整个数据库。