信息系统的体系结构

第三节　信息系统的体系结构

一、处理方式

每个信息系统都在一定的环境中运行。环境影响系统的体系结构，也影响系统的处理方式。处理方式包括：批处理、联机处理、集中式处理、分布式处理等几种方式。

在网络普及以前，普遍运用两种基本环境：多用户环境和单用户环境。多用户环境是终端机连到主机上，以方便多个用户同时进行操作。单用户环境就是用个人计算机来独立工作。单机系统通常在某一时刻只能让一个用户操作和运行某些处理程序。

1．批处理

在批处理系统中，数据是被成批地收集和处理的。在某些情况下批处理系统的加工效率往往比较高。例如，在规定的时间内有大量的数据需要处理时，如统计付款情况、信用卡使用情况等广泛地使用批处理系统。

在批处理系统中，运行一次可以处理成千上万条甚至更多的数据记录。批处理系统有几个主要的特性。

（1）事务的各项数据收集在一起。

（2）数据被分组、按周期地处理。

（3）无论是在上班时、周末或者晚上，计算机操作员可以按照原先规定的时间表运行批处理而不必有用户参与。

（4）批处理系统可以顺序或随机地存取文件和数据库。

2．联机处理

早期的计算机系统比较多的是基于批处理的方式。但随着计算机技术的发展和普及，大多数系统都使用了联机处理方式。

联机处理系统是在事务发生的某一时刻或是某一地点就立刻对所产生的数据进行处理，并及时地向用户提供反馈信息。因为系统是交互的，所以联机处理系统避免了时间延误，并且在客户和系统之间允许对话。

联机处理系统有几个典型的特性。

（1）事务在发生的那一时刻当场就被完整地处理。

（2）用户和信息系统直接交流。

（3）随机地存取包含索引的数据库或文件。

（4）在用户要求事务处理或要求信息输出时信息系统必须是可用的。

例如，在银行的自动柜员机ATM上，当储户要查询他的账户或是存取款时，在自动柜员机检查了储户的卡号和密码之后，要求储户输入下一步的要求，然后系统以储户的卡号为主关键字检索客户的记录，并完成相应的处理功能，为储户提供相应的反馈信息。在完成这些操作步骤的同时，ATM还要同时处理并更新相应的储户数据记录。

航空订票系统也是一个很好的联机系统的例子。当售票代理商为旅客订票时，只需输入出发地、目的地、成行日期。系统据此搜索数据库并显示出可能的航班、票价、时间、可用的座位等信息。如果客户自己有特殊的订票要求，那么售票代理商要输入客户的名字、地址以及特殊要求等信息，系统将分配给此客户特殊的座位，并立即更新订票数据库。

3．联机与批处理的结合方式

图6 2所示的零售店就使用了联机和批处理这两种方法。

图6 2 联机与批处理实例

此系统使用联机系统处理数据输入和库存更新，又用批处理系统产生各种报表和账务清单。在上班时间，售货员借助于POS终端输入销售信息，这只是信息系统的一部分，用来处理每天的销售事务并维护联机库存文件。当销售人员输入交易情况时，联机处理就开始工作。系统进行计算、更新库存文件，在POS终端上按照一定的格式输出信息、打印出收据。同时，每个销售事务为每天营业结束时运行的批处理系统提供输入数据。当营业结束时，销售事务将被批处理系统处理，产生每天的销售报告和相关的会计报表，在所有的联机处理没有完成之前不进行批处理。由此看来，批处理对于大量的、例行的事务处理十分适合，而联机处理在现场处理当场需要解决的问题方面有许多优势。

在零售店这个例子中，联机处理和批处理是零售信息系统的两个有机组成部分。联机处理在数据输入、有效性检查等方面有优势，数据很快被更新，但是计算机系统的效率没被充分利用，容易造成系统资源的浪费。批处理系统成本低廉，很少出现非法操作。

4．集中式与分布式处理

集中式处理包括主机和终端，它们被集中放在一个地方处理整个企业提供的数据信息。过去，由于通讯网络还不能远程传送数据或是数据传输容易出现差错，因此集中式处理是绝大部分系统采取的唯一处理方式。当网络技术发展并成熟以后，数据在企业的任何地方都可以被输入和存取，而不用考虑主机放在哪里。

分布式系统包括分布在许多地方的数据源。这些数据源通过通讯网络互连在一起。而数据通讯网络是终端、计算机、网络设备和通讯线路等部件的集合。分布式系统不用考虑用户或数据的位置就可以提供立即的数据存取。用户察看数据时就好像是数据存放在本地机器上一样，因此，通讯网络对于联机用户来说是透明的。有了通讯网络，就可以采用分布式处理方式来加工处理数据，即让一定的处理任务由各个分布点上的机器处理，而不需要集中起来在某台机器上处理。

在分布式系统中，其容量取决于网络的能力和数据通讯容量。因为数据处理程序在很多地方运行，所以分布式系统就要关心数据的保密性和系统的可靠性。

使用分布式数据库管理系统，可以把数据放在靠近用户的地方以减少网络数据流量。分布式数据管理系统很容易扩充，新的数据可以立刻被建立而不用担心会影响网络运行。由于数据存放在不同的地方，系统遭受大面积毁坏的可能性就大大下降了。分布式数据库管理系统的一个主要的缺点是数据不安全。当数据放在不同的地方时，系统缺少集中的控制手段和标准。另外，分布式数据库管理系统的体系结构也比较复杂，管理上有一定的难度。

二、客户／服务器

客户／服务器client／server（C／S）系统把处理分成主服务器和一个或多个客户机。客户机处理用户界面，包括数据输入、编辑、查询，主服务器负责提供数据、进行处理和数据库管理等功能。C／S系统必须建立在网络的基础上。

在一个交互处理过程中，客户机提交一个信息查询要求给主服务器，主服务器执行查询的处理并将查询结果返回给客户机。网上传输的是查询要求和结果，而有关的数据文件并不从主服务器传给客户机。为了完成客户机的要求，主服务器可能要和别的服务器联系，以便得到数据和处理支持。

早期的许多客户／服务器系统，因为没有清晰的标准，而且客户机需要好的硬件和软件来支持共享任务的处理，所以开发费用也比估计的要高。随着网络的发展，客户／服务器系统的开发和运行成本降低了。目前有许多企业都以C／S为架构开发和运行信息系统，因为C／S系统具有强有力的计算能力和高度的灵活性，也为变化多端的商务活动提供了支持。如今，已经出现了在互联网上和传统的网络模型上使用的客户／服务器系统。当企业和客户以及供应商形成联盟时，客户／服务器的概念就扩充到本企业以外的客户机和服务器了。许多企业通过使用电子数据交换来支持这些联系，这大大改变了企业同客户以及供应商交流的方式。

一个客户／服务器系统的成功例子是美国的Boston Market企业，它是全美范围内的食品连锁店，每年要多开300家分店。企业决定建立一个信息中心，每天，中心内的数据仓库服务器使用数据通讯网络来收集所有分店的有关销售额、市场、生产率等数据。这个数据仓库被25个客户端访问，这些客户端利用各种信息以快速决定存货量、生产速度、价格等。企业的管理层已经享受到了以客户／服务器系统提供的新方法来获取、共享、管理信息所带来的好处，从而使企业运营成功。

客户／服务器系统有如下一些特性。

（1）灵活性：客户／服务器系统能够跟随着企业的运营规模扩大或缩小，方便地调整客户机的数量和客户机上执行的功能。

（2）功能性：客户／服务器系统允许使用类似于SQL这样的操作语言，客户机和服务器可以跨平台通讯，这为许多企业有不同的硬件和软件环境的情况带来便利。

（3）效率性：客户／服务器系统减少了网络负载并改善了网络响应速度，用户可以快速访问数据。

随着Internet的发展，客户／服务器方式也发生了巨大的变化，系统结构从客户机和服务器这两层变化到了3层甚至N层。用户端的软件界面被浏览器或类似工具软件所代替。常见方式有browser／server（B／S）这样的3层结构，它的用户端是浏览器，通过Plug－in插件或ACTIVE控件以及XML／HTML等技术手段和WWW服务以及服务端软件相互通信，服务端软件再和数据库服务器相互通信，实现数据的存储和更新。这样Browser、WWW服务和服务端软件、数据库服务器三者完成了客户／服务器方式从2层结构到3层结构的进化过程。

复习思考题

1．信息系统开发需要具备什么条件？目前我国企事业单位在开发信息系统时最主要的是要解决什么问题？为什么？

2．信息系统开发有哪些方法？各有什么特点？

3．什么是结构化的分析方法？

4．信息系统的处理方法有哪几种？这些处理方法分别适用于什么场合？并请举出实例。

5．客户／服务器系统有何特点？