基于分層結構的管理信息系統架構設計探究論文
引 言
管理信息系統（Management Information System ，MIS）是一個(gè)由人、計算機及其他外圍設備等組成的、能進(jìn)行信息的收集、傳遞、存貯、加工、維護和使用的系統。管理信息系統屬于是一門(mén)新興的科學(xué)， 其主要任務(wù)是最大限度地利用現代計算機及網(wǎng)絡(luò )通訊技術(shù)加強企業(yè)的信息管理， 通過(guò)對企業(yè)擁有的人力、物力、財力、設備、技術(shù)等資源的調查了解， 建立正確的數據， 加工處理并編制成各種信息資料及時(shí)提供給管理人員， 以便進(jìn)行正確的決策， 不斷提高企業(yè)的管理水平和經(jīng)濟效益。完善的管理信息系統（MIS）由信源、信宿、信息處理、信息用戶(hù)和信息管理者五個(gè)部分組成。其中信息處理是整個(gè)系統的核心， 該部分的主要作用是分離和選擇信息、對于信息進(jìn)行分類(lèi)與識別、確保信息的準確性與有效性。衡量M IS 的優(yōu)劣， 主要通過(guò)以下標準：需求信息的確定性與有效性、信息的可采集性與可加工性、能否通過(guò)程序為管理人員提供有用信息、能否對信息進(jìn)行有效管理的同時(shí)進(jìn)行分析與判斷這四個(gè)方面來(lái)進(jìn)行判斷。同時(shí)， 必須考慮到隨著(zhù)信源、信宿、信息用戶(hù)和信息管理者的變化， 評價(jià)MIS 的標準的具體內容也隨之發(fā)生變化， 使得信息處理的方法與要求也隨之改變，如何在發(fā)展中使得現有系統能夠最大限度地適應變化， 保持信息處理的準確性與有效性， 一直是MIS 面臨的挑戰之一。
1 技術(shù)發(fā)展帶來(lái)的新挑戰
由于MIS 的基礎在于最大限度地利用現代計算機及網(wǎng)絡(luò )通訊技術(shù)， 因此MIS 必然是隨著(zhù)現代計算機及網(wǎng)絡(luò )通訊技術(shù)的發(fā)展而不斷發(fā)展的�，F有的管理信息系統在為使用單位帶來(lái)很多的優(yōu)越性的同時(shí)， 也面臨了更多新的挑戰。概括起來(lái)， 目前， 采用的各種管理信息系統， 大都面臨以下新的需求：
�。�1）隨著(zhù)M IS 的深入， 各種信息數據共享的需求逐步提高， 同時(shí)，M IS 也面臨著(zhù)不斷提高的安全要求。
�。�2）管理對信息數據統一查詢(xún)、提取、管理的需求，種類(lèi)日益增加， 數量日益龐大， 要求的速度越來(lái)越高。
�。�3）對經(jīng)過(guò)管理信息系統中的信息數據缺乏集成，難以為管理信息系統內外用戶(hù)提供全面、詳細、快速、準確的信息。
�。�4）目前管理信息系統主要支持的功能還局限于事后追蹤， 還不能夠支持如：輔助決策與機器學(xué)習等功能。為了能夠更好地發(fā)揮管理信息系統的功效， 就必須結合技術(shù)發(fā)展的成果對于信息系統來(lái)進(jìn)行重新思考。
2 現代軟件體系結構建模
為了能夠充分利用現有的MIS ， 同時(shí)易于進(jìn)行功能的擴充， 需要利用技術(shù)發(fā)展的新成果來(lái)進(jìn)行MIS 架構的重新分析與設計。軟件架構理論是近年來(lái)研究的熱點(diǎn)， 它代表的是面向系統的高層結構指導思想， 是對軟件系統結構的總體設計與分析， 對于設計大型復雜的應用系統更具有重要的指導意義。采用軟件體系結構的思想來(lái)設計架構， 面臨很多問(wèn)題， 其中， 最主要的問(wèn)題是應該按照什么樣的原則、應該如何設計模型， 以及應該如何利用模型來(lái)表示軟件體系結構。設計模型的主要原則可以簡(jiǎn)單概括如下：
�。�1）模型要能夠充分反映出軟件各個(gè)模塊之間的相互關(guān)系；
�。�2）模型要能夠形成一個(gè)總體框架， 同時(shí)易于控制與擴展；
�。�3）模型應該能夠反映出軟件運行時(shí)候的動(dòng)態(tài)關(guān)聯(lián)；
�。�4）模型還必須能夠反映出基于軟件生命周期的軟件功能演化總體過(guò)程；
�。�5）同時(shí)， 模型還必須能夠支撐軟件功能的發(fā)展變化， 并且保持其健壯性與穩定性。依據現在的軟件體系結構的研究， 模型能夠劃分成為結構模型、框架模型、動(dòng)態(tài)模型、過(guò)程模型和功能模型等種類(lèi)， 其中：
a 。結構模型偏重于系統內部各個(gè)構件的關(guān)系；
b �？蚣苣Ｐ推赜谙到y的總體結構與布局；
c 。動(dòng)態(tài)模型偏重于軟件系統內外的變動(dòng)與演進(jìn)；
d。過(guò)程模型偏重于搭建軟件體系結構的總體流程與步驟；
e 。功能模型偏重于軟件體系結構的功能構件化與功能模塊化。
這里， 根據需要， 舍棄了比較抽象的框架模型、動(dòng)態(tài)模型與過(guò)程模型， 選擇采用以功能模型為主的系統結構描述方式。
3 分層管理信息系統架構分析
原有的管理信息系統屬于基于當時(shí)的技術(shù)水平的管理信息系統， 它們大都開(kāi)發(fā)于不同的數庫， 使用了不同的軟件結構， 都來(lái)自于對管理實(shí)體內部的物質(zhì)流、資金流、增值流等流程的運行狀態(tài)進(jìn)行分析后， 實(shí)現的基于運行狀態(tài)的數據管理。
總結起來(lái)， 其一般性的結構都采用樹(shù)型結構， 在系統程序進(jìn)行總的控制下， 基于同步模式， 有多級子系統實(shí)現其設計功能， 基于樹(shù)型結構的M IS 曾經(jīng)很好地滿(mǎn)足了用戶(hù)的需求， 但是隨著(zhù)技術(shù)的發(fā)展， 用戶(hù)逐漸增加了對于MIS的功能要求， 同時(shí)對于原有系統的缺陷， 也更為敏感。在軟件系統日益復雜和龐大的今天， 面向專(zhuān)業(yè)領(lǐng)域的軟件架構的成功設計能大大降低系統開(kāi)發(fā)的時(shí)間和各方面的費用， 提高系統的健壯性和易維護性， 確保系統的可擴展性， 對系統的成功實(shí)施具有決定性意義。而在面向專(zhuān)業(yè)領(lǐng)域的軟件架構的實(shí)施原則中， 三個(gè)最重要的指導思想就是分層次、面向對象、模塊化， 這也是如何改進(jìn)、彌補原有系統的缺陷的幾個(gè)最主要方法。其中， 模塊化即按照功能或者應用的不同， 將軟件劃分為若干部分， 一個(gè)功能就是一個(gè)模塊， 這些功能的組合就是一個(gè)軟件。比如一個(gè)營(yíng)銷(xiāo)網(wǎng)站：管理商品的就是商品模塊， 管理客戶(hù)信息的就是客戶(hù)模塊， 管理訂單的就是訂單模塊， 每個(gè)人完成自己擔當的模塊， 以提高效率， 開(kāi)發(fā)完成之后這些功能的組合就是一個(gè)營(yíng)銷(xiāo)網(wǎng)站。當然， 一個(gè)大的模塊還可以分成若干小的模塊。
模塊化的系統設計方法有許多的優(yōu)點(diǎn)：
�。�1）模塊化遵循傳統SA/SD 方法遵循的軟件設計原則（如：信息抽象、信息隱藏及模塊獨立性等）， 易于實(shí)現或修改。
�。�2）模塊化實(shí)現的軟件， 能夠很好地同分層次、面向對象等設計理念相結合。
�。�3）模塊化實(shí)現的軟件， 其功能相對獨立， 因此在架構上可以分開(kāi)， 具有很大的靈活性， 易于進(jìn)行軟件復用。同時(shí)， 請注意， 面向對象技術(shù)的本質(zhì)就是模塊化的構件思想， 通過(guò)對于對象的數據抽象與數據封裝， 形成具有模塊化功能的構件， 然后根據各個(gè)模塊之間的相互關(guān)系， 進(jìn)行模塊功能層次性劃分， 從而在保證了各個(gè)模塊的獨立性的前提下， 通過(guò)層次性功能模塊， 形成了
軟件的總體運行框架， 從而實(shí)現了安裝不同層次、基于體系框架、進(jìn)行軟件功能的調整。
1）這就為軟件功能的調整帶來(lái)了簡(jiǎn)單易行的可操作性。
2）軟件設計者能夠依靠框架、基于模塊、針對不同層次分別進(jìn)行有針對性的功能改進(jìn)。通過(guò)將問(wèn)題分解，既降低了問(wèn)題的直接難度， 又易于分層次進(jìn)行實(shí)現。
3）由于對象及其操作都封裝在一個(gè)抽象數據類(lèi)型或對象中， 因此，易于采用模塊化的實(shí)現方法。而采用層次架構的含義， 是指將軟件的框架設計成為相互獨立、彼此提供服務(wù)與接收服務(wù)的層次結構，其中， 各個(gè)層次接收下一層次提供的服務(wù)， 并且為上一層次的功能提供服務(wù)。為了實(shí)現易于維護、軟件重用等特點(diǎn)， 需要對于層次的功能進(jìn)行明確劃分， 對于層次之間的接口進(jìn)行精確定義， 同時(shí)適當地進(jìn)行數據、業(yè)務(wù)流程的抽象， 可通過(guò)建立拓撲約束模型等方法， 增加層
次設計的抽象性， 同時(shí)明確層次接口的約束條件， 如果軟件的規模確實(shí)非常大， 還可以考慮各個(gè)層次之間實(shí)現基于不同應用的數據交換協(xié)議。同樣， 層次架構的采用， 能夠對整個(gè)軟件系統的功能實(shí)現， 產(chǎn)生良好的作用：通過(guò)接口的約束， 能夠實(shí)現功能模塊化；通過(guò)層次設計抽象， 能夠促進(jìn)模塊功能泛化；通過(guò)層次間功能劃分， 能夠實(shí)現功能的標準化， 同時(shí)保證穩定性、健壯性與靈活性；通過(guò)建立拓撲約束模型，能夠實(shí)現系統功能設計的抽象性；通過(guò)采用數據交換協(xié)議， 能夠保證軟件的拓展性與軟件可支持系統的規模。
總的來(lái)講采用分層次架構來(lái)實(shí)現，有許多優(yōu)點(diǎn)：
�。�1）能夠支持軟件設計的抽象�？梢詮纳隙逻M(jìn)行系統分析與設計， 同時(shí)， 能夠在設計階段將功能實(shí)現的具體細節與軟件系統的框架的實(shí)現完全區分開(kāi)來(lái)。
�。�2）實(shí)現了功能的穩定性與靈活性。通過(guò)保持各個(gè)層次功能的相對獨立性， 能夠實(shí)現功能的可靠維護，同時(shí)， 易于進(jìn)行功能實(shí)現方法的調整， 進(jìn)行功能的拓展。
�。�3）提高了系統開(kāi)發(fā)的可重用性。提高功能的模塊化與實(shí)現的層次化， 能夠在模塊與層次規模上進(jìn)行軟件的重用， 從而提高了軟件開(kāi)發(fā)效率。
�。�4）支持模塊化。模塊化遵循傳統SA/ SD 方法遵循的軟件設計原則（如：信息抽象、信息隱藏及模塊獨立性等）， 易于實(shí)現或修改， 同時(shí)， 基于模塊化實(shí)現的軟件， 能夠很好地同分層次、面向對象等設計理念相結合。
�。�5）能夠結合面向對象技術(shù)， 也是采用分層次架構的一個(gè)重要原因。由于抽象數據類(lèi)型概念對軟件系統有著(zhù)重要作用， 目前軟件開(kāi)發(fā)已經(jīng)非常重視使用面
向對象技術(shù)。面向對象技術(shù)的主要優(yōu)點(diǎn)在于數據抽象與數據封裝， 因為抽象， 所以能夠描述大多數實(shí)體及其關(guān)系；因為封裝， 所以就能夠根據實(shí)體之間的關(guān)系變動(dòng)進(jìn)行數據抽象， 通過(guò)數據抽象與數據封裝， 就能夠比較好地為功能模塊化、軟件層次化、架構體系化提供支持。根據軟件架構的分層次思想， 針對MIS 使用中出現的問(wèn)題、用戶(hù)的需求， 通過(guò)對于現有的管理信息系統結構進(jìn)行分析、對比與研究， 發(fā)現該分層次架構。能夠滿(mǎn)足以下要求：
首先，MIS 所要達到的直接目的是確保對信息流的'掌控， 提高信息反饋的速度和質(zhì)量。而信息流則是對管理實(shí)體內部的物質(zhì)流、資金流、增值流等流程的運行狀態(tài)的表達， 因此， MIS 基本上可以游離于物資流、資金流的日常運作之外， 不應該過(guò)多地涉及或者綁定業(yè)務(wù)流程的變動(dòng)。這樣， 可以在設計上按照邏輯而不
是依據流程來(lái)實(shí)現對于數據的控制， 因此， 能夠采用同步模式與異步模式相結合的工作原理。其次，MIS 應該按照管理實(shí)體內部的層次來(lái)劃分業(yè)務(wù)邏輯層次， 可以按管理實(shí)體內的職能部門(mén)劃分模塊。在統一規劃好數據關(guān)系、編碼方式和共享的單一數據源后可以按職能模塊分別開(kāi)發(fā)， 然后在不同的層次進(jìn)行流動(dòng)， 某些條件不成熟的部門(mén)甚至可以暫時(shí)不參與MIS 系統的運行。這樣， 可以在設計上按照分層次的軟件體系結構來(lái)實(shí)現系統。最后，M IS 的作用是向各類(lèi)管理人員提供更快、更準、更有價(jià)值的經(jīng)過(guò)提煉的信息， 因此， 除了減員增效以外，MIS 不應該因為物資流和增殖流的運行狀態(tài)改變或優(yōu)化而改變， 其設計理念應該是確保管理者運用MIS 提供的信息來(lái)作出相應的更有利于管理實(shí)體效益的決策， 應該把重點(diǎn)放在如何管理數據、分析數據、利用數據上。這樣， 可以在設計上利用專(zhuān)門(mén)的數據資源層來(lái)進(jìn)行數據的相關(guān)處理，實(shí)現信息數據的集成管理。
為了保持MIS 的可擴展性， 除了采用分層次架構進(jìn)行系統的設計外， 還需要確保系統能夠隨著(zhù)高新科技與信息化技術(shù)的迅猛發(fā)展而不斷擴展、充分利用如：計算機網(wǎng)絡(luò )技術(shù)、數據倉庫技術(shù)、圖形化技術(shù)、GPS/GIS 技術(shù)、無(wú)線(xiàn)通信技術(shù)、信息交換技術(shù)、中間件技術(shù)、在業(yè)務(wù)應用這一層次上， 由系統來(lái)提供基于嵌入式平臺的數據獲取與數據輸出的設計方案。該方案（基于分層結構的管理信息系統結構）的主
要優(yōu)點(diǎn)是：
�。�1）可以支持系統的層次化設計；
�。�2）可以支持系統的模塊化設計；
�。�3）易于進(jìn)行功能的調整與實(shí)現；
�。�4）易于系統的維護與升級；
�。�5）能夠很好地同面向對象等設計理念相結合；
�。�6）在架構上可以分開(kāi)， 具有很大的靈活性， 易于進(jìn)行軟件復用。最終， 能夠支持實(shí)現全面支持嵌入式終端的管理信息系統， 可以將管理信息系統的應用水帶上一個(gè)新的臺階， 實(shí)現功能的自動(dòng)化、智能化。通過(guò)采用基于分層架構的管理信息系統的結構，就在相當程度上保證了能夠利用高新科技與信息化技術(shù)進(jìn)行可擴展性設計與模塊化實(shí)現， 就在很大程度上做到以下各點(diǎn)：
�、倌軌虼_保將數據、圖像、多媒體等信息集成處理， 統一管理， 充分利用；
�、诖_保能夠運用現代管理理論和先進(jìn)的信息技術(shù)及其產(chǎn)品， 整合現有的內部業(yè)務(wù)系統、信息資源和OA系統， 重構起具有統一角色和權限、安全穩定可靠的管理信息系統平臺；
�、鄞_保能夠為決策層、經(jīng)營(yíng)層、管理層提供信息互動(dòng)和信息共享， 以期能夠不斷提升信息管理手段和管理水平。M IS 應該是發(fā)展變化的，MIS 也有其生命周期， 一個(gè)好的MIS 應該是基于軟件結構的、可擴展性的、分層架構的、基于模塊化的。
4 結束語(yǔ)
一個(gè)MIS 的真正生命力應該位于其感知變化、跟蹤變化與適應變化上， 因此一個(gè)好的信息系統的架構應該是能夠滿(mǎn)足以下要求的：
�。�1）能夠滿(mǎn)足用戶(hù)目前的需要；
�。�2）能夠進(jìn)行擴展， 滿(mǎn)足用戶(hù)今后的需要；
�。�3）能夠與不同的系統、平臺進(jìn)行數據的交互；
�。�4）能夠支持隨著(zhù)應用的發(fā)展變化而不斷進(jìn)行改進(jìn)， 同時(shí)仍然能夠正常運行的系統�？梢灶A計， 隨著(zhù)技術(shù)的發(fā)展、進(jìn)步，MIS 的架構會(huì )不斷進(jìn)步， 基于分層架構的管理信息系統的設計思想， 也會(huì )面臨更多的實(shí)踐的考驗。
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