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1.2 信息系统工程

1.2.1 工程

工程是将自然科学原理应用到工农业生产部门中去而形成各学科的总称。

“工程”是科学的某种应用,通过这一应用,使自然界的物质和能源的特性能够通过各种结构、机器、产品、系统和过程,是以最短的时间和精而少的人力做出高效、可靠且对人类有用的东西。

随着人类文明的发展,人们可以建造出比单一产品更大、更复杂的产品,这些产品不再是结构或功能单一的东西,而是各种各样的所谓“人造系统”,比如奥运场馆鸟巢和水立方、神舟七号载人飞船、上海世博中国馆,嫦娥二号探月卫星等,工程将逐渐发展为一门独立的学科。

在现代社会中,“工程”一词有广义和狭义之分。就狭义而言,工程定义为“以某组设想的目标为依据,应用有关的科学知识和技术手段,通过一群人的有组织活动将某个现有实体转化为具有预期使用价值的人造产品过程”。就广义而言,工程则定义为由一群人为达到某种目的,在一个较长时间周期内进行协作活动的过程。

1.2.2 信息系统工程

信息系统工程是指按照工程学原理构建信息系统的过程。按照生命周期来讲,信息系统工程包括以下主要阶段,立项、规划、建设、应用、维护。按照从属内容来讲,信息系统工程是指信息化工程建设中的信息网络系统、信息资源系统、信息应用系统的新建、升级、改造工程。

1. 信息网络系统

信息网络系统是指以信息技术为主要手段建立的信息处理、传输、交换和分发的计算机网络系统。

计算机网络技术是计算机技术与通信技术的结合,是智能建筑的核心技术。涉及通信网络系统、办公自动化系统和楼宇设备自动化系统,延伸到建筑的各个楼层及角落。计算机网络系统已成为智能建筑的重要设施之一。在整个信息系统中,网络系统作为信息和应用的载体,为各种复杂的计算机应用提供可靠、安全、高效、可控制、可扩展的底层支撑平台。图1-1所示给出了计算机网络系统集成的体系框架,将计算机网络系统划分成若干平台。

图1-1 计算机网络系统集成的体系框架

信息网络系统是信息系统的基础,无论是在政务信息化,还是企业信息化工程中,信息网络系统的功能为上层应用系统提供基础平台。在信息系统工程建设当中,它可以作为完整信息工程的一个组成部分存在(另一部分为信息应用系统)。也可以作为单独工程实施,例如网络平台建设及相关升级改造工程,包括广域网、城域网、局域网等工程。信息网络系统建设可以划分为工程准备、设计、实施和验收四个阶段。

可以将计算机网络系统划分成如下平台。

(1) 网络基础平台

网络基础平台是计算机网络的枢纽,由传输设备、交换设备、网络接入设备、布线系统、网络服务器和操作系统、数据存储和网络系统等组成,如图1-2所示。

图1-2 网络基础平台的组成

(2) 网络服务平台

在实际应用中许多用户只重视网络硬件建设,不重视网络服务和应用。其实网络服务是网络应用的核心问题。即使建设技术再先进的网络,如果没有完善的网络服务,也不能充分发挥网络的效益。网络服务主要包括Internet服务、多媒体信息检索、信息点播、信息广播、远程计算与事务处理和其他信息服务等,如图1-3所示。

图1-3 网络服务平台的组成

(3) 网络安全平台

主要包括防火墙、入侵监测和漏洞扫描、网络防病毒、安全审计、证书系统等。

安全问题一直是网络研究和应用的热点问题,特别是近年来,由于Intranet网络的高速发展,网络安全已成为网络用户关注的焦点之一。信息总是依托于信息系统存在的,表现为信息系统所存储、处理和交换的数据单元。完整的信息系统应当包括信息采集系统、信息存储系统、信息交换系统、信息处理系统和信息应用系统。作为一套完整的信息系统,包括了基础设施、计算机网络、计算机操作系统、基本通用应用平台、存储系统等诸多方面,因此信息系统安全保障体系也就应当涉及信息系统的各个组成部分,同时考虑到信息安全可持续的特性,还需要运行中的安全保障问题。根据信息安全工程高级保障体系框架,我们可以把安全体系分为实体安全、平台安全、数据安全、通信安全、应用安全、运行安全和管理安全其他层次。

① 实体安全。实体安全是信息系统安全的基础,是信息系统安全的最基本的保障。

② 设施安全。主要是考虑各种可靠性问题,所有的设备应当具备相应的信息系统工程安全级别,同时要保证通通信线路物理上安全性。

③ 平台安全。平台安全泛指操作系统和通用基础服务安全,主要用于防范黑客的攻击手段,平台安全实施需要用到市场上常见的网络安全产品,主要包括VPN、物理隔离系统(网闸)、防火墙、入侵监测和漏洞扫描系统、网络防病毒系统、信息防篡改系统、安全审计等系统。

④ 数据安全。为防止数据丢失、崩溃和被非法访问,为保障数据安全提供如下实施内容:介质与载体安全保护、数据访问控制、系统数据访问控制检查、标识与鉴别、数据完整性、数据可用性、数据监控和审计、数据存储与备份安全。

⑤ 通信安全。为防止系统之间通信的安全脆弱性威胁,为保障系统之间通信的安全采取的措施有:通信线路和网络基础设施安全性测试与优化、安装网络加密设施、设置通信加密软件、设置身份鉴别机制、设置并测试安全通道、测试各项网络协议运行漏洞。

⑥ 应用安全。应用安全是保障相关业务在计算机网络系统是安全运行,应用安全脆弱性是可能给信息化系统带来最大损失的致命威胁,以工商业务运行实际面临的威胁为依据,为应用安全提供的保证措施有:工商业务软件的程序安全测试、工商业务交往的防抵赖测试、工商业务资源的访问控制验证测试、工商业务实体的身份鉴别检测、工商业务现场的备份与恢复机制检查、工商业务数据的惟一性/一致性/防冲突检测、工商业务数据的保密性测试、工商业务系统的可靠性测试、工商业务系统的可用性测试。

⑦ 运行安全。运行安全是保障系统安全性的稳定,在较长时间内将计算机网络系统的安全性控制在一定的范围内。为运行安全提供的实施措施有:应急处置机制和配套服务、网络系统安全性监测、网络安全产品运行监测、定期检查和评估、系统升级和补丁提供、跟踪最新安全漏洞及通报、灾难恢复机制与预防、系统改造管理、网络安全专业技术咨询服务。

⑧ 管理安全。管理安全层次是对以上各个层次的安全性提供管理机制,以用户单位网络系统的特点、实际条件和管理要求为依据,利用各种安全管理机制,为用户综合控制风险、降低损失和消耗,促进安全生产,提高综合效益。管理安全设置的机制有:人员管理、培训管理、应用系统管理、软件管理、设备管理、文档管理、数据管理、操作管理、运行管理和机房管理。主要体现在身份验证、加密、密钥管理、授权等方面。

(4) 网络管理平台

如果采用人工来管理维护网络、监测网络的工作状态和性能指标,随着计算机网络的普及和广泛应用,网络的规模将会越来越大,设备越来越多,显然是非常困难的。因此,必须使用专门的网络管理系统来管理、监测和控制网络的运行。网络管理系统的主要功能是维护网络正常高效率的运行,能及时检测网络出现的故障并进行处理,能通过网络配置协调更有效地利用网络资源。

网络管理系统主要包括以下内容

●网络管理的任务。

●网络管理协议 。

●集成本地管理接口。

●网络运行维护管理。

●网络打印管理。

●网络存储管理。

●网络管理测试。

(5) 环境平台

环境平台主要包括机房建设和综合布线两部分。

① 机房建设。近年来信息技术的迅猛发展,使得电子计算机机房这个概念被广泛地应用于各个领域。计算机系统设备只有通过稳定、可靠的运行才能发挥其应有的作用和效益,而计算机设备的稳定、可靠运行要依靠电子计算机房的严格的环境条件,即机房温度、湿度、洁净度、电磁屏蔽、不间断供配电、承重、安保、噪声、振动、防静电、防雷、防火、防漏水等条件要求及其控制精度。因此计算机机房工程的设计与施工也日益被重视起来。

计算机机房工程是一种涉及到空调技术及新风技术、供配电技术、综合布线和弱电技术、安防技术、自动检测与控制技术、抗干扰技术、防雷技术、防过压技术、净化技术、消防技术、建筑和装饰技术等多种专业的综合性的工程。电子计算机的可靠运行要依靠电子计算机机房的严格的技术条件来保证的。

为了保证计算机系统稳定可靠运行,计算机机房必须满足计算机系统以及工作人员对温度、湿度、洁净度、风速度、电磁场强度、电源质量、噪音、照明、振动、防火、防盗、防雷、屏蔽和接地等要求。必须为计算机系统寻求和建立能够充分发挥其功能、延长机器寿命,以及确保工作人员的身心健康,并满足其各项要求的合适的场地,即计算机机房。

机房建设包括机房装修、空调系统、电气系统、接地与防雷系统、消防系统和环境监控系统。

② 综合布线系统。综合布线是一种模块化的、灵活性极高的建筑物内或建筑群之间的信息传输通道。它既能使语音、数据、图像设备和信息交换设备与其他信息管理系统彼此相连,也能使这些设备与外部通信网络相连接。它还包括建筑物外部配线网络或电信线路与应用系统设备之间的所有缆线及相关的连接部件。综合布线由不同种类和规格的部件组成,其中包括:传输介质、相关连接硬件(如配线架、连接器、插座、插头、适配器)以及电气保护设备等。这些部件可用来构建各种配线子系统,它们都有各自的具体用途,不仅易于实施安装,而且能随需求的变化而平稳升级。

所谓综合布线系统是指按标准的、统一的和简单的结构化方式编制和布置各种建筑物(或建筑群)内各种系统的通信线路,包括网络系统、电话系统、监控系统、电源系统和照明系统等。因此,综合布线系统是一种标准通用的信息传输系统。

综合布线系统应是开放式星型拓扑结构,应能支持电话、数据、图文、图像等多媒体业务需要。

2. 信息资源系统

信息资源系统是指以信息技术为主要手段建立的信息资源采集、存储、处理的资源系统;随着社会的不断发展,信息资源对国家和民族的发展,对人们工作、生活至关重要,成为国民经济和社会发展的重要战略资源。它的开发和利用是整个信息化体系的核心内容。

信息资源是企业生产及管理过程中所涉及到的一切文件、资料、图表和数据等信息的总称。它涉及到企业生产和经营活动过程中所产生、获取、处理、存储、传输和使用的一切信息资源,贯穿于企业管理的全过程。大力推动信息资源开发利用,要以需求牵引,与信息化应用相结合,特别要注重实效。

(1) 发布和实施与国家信息资源开发利用相关的法规,制定相应的规划,加强信息资源开发利用的统筹管理,规范信息服务市场行为,促进信息资源共享。

(2) 积极开展试点示范工程,在国民经济和社会各领域广泛利用信息资源,促进信息资源转化为社会生产力。

(3) 建设若干个国家级数据交换服务中心和一批国家级大型数据库,形成支撑政府决策和社会服务的基础资源。

(4) 加大中文信息资源的开发力度,鼓励上网应用服务,鼓励信息资源的共享。五是,协调信息资源开发利用标准的制订工作。

在当今社会,随着信息技术的发展,政府、企业、社会信息化应用的需求,信息资源从技术应用变成了无处不在的重要经济资源。信息资源牵动着经济增长、体制改革、社会变迁和发展,信息资源管理技术也从单一走向综合,正在形成集各种软件构件于一体的大型平台。用于分布式信息资源管理的信息资源管理平台成为当前及未来信息化推进的关键。

3. 信息应用系统

信息应用系统是指以信息技术为主要手段建立的各类业务管理的应用系统。

信息应用系统的生命周期包括四个阶段:产生阶段、开发阶段、运维阶段、消亡阶段。

(1) 产生阶段也称为信息系统的概念阶段,需求分析阶段。可分为两个过程,一是概念的产生,即提出初步的信息系统建设设想;二是需求分析阶段,即对企业信息系统的需求进行深入的调研和分析,并形成需求分析报告。

(2) 开发阶段,本阶段可分为如下五个子阶段。

●总体规划:是系统开发的起始阶段,一个完整的总体规划应当应当包括信息系统的开发目标、总体架构、组织架构和管理流程、实施计划、信息系统的技术规范等。

●系统分析:目标是为系统设计提供系统的逻辑模型,内容包括组织结构及功能分析、业务流程分析、数据和数据流程分析、系统初步方案等。

●系统设计:根据系统分析的结果,设计出信息系统的实施方案。内容包括系统架构设计、数据库设计、处理流程设计、功能模块设计、安全控制方案设计、系统组织和队伍设计、系统管理流程设计等。

●系统实施:将设计方案在计算机和网络上具体实现,将文本计划转变为在计算机上运行的软件系统。

●系统验收:实施完成即进入试运行阶段,在试运行结束后,系统没有出现大的问题,即进入系统验收阶段。

(3) 运维阶段:信息系统验收通过,正式移交给客户后,系统进入运行阶段。运维阶段的维护可以分为如下4种类型。

●纠错性维护:纠错性维护是指对系统进行定期的或随机的检修,纠正运行阶段暴露的错误,排除故障,更新易损部件、刷新备份的软件或数据存储,保证系统按预定要求完成各项工作。

●适应性维护:适应性维护指由于管理环境与技术环境的变化系统中某些部分的工作内容与方式已不能适应变化了的环境,因而影响系统预定功能的实现,故需对这些部分进行适当的调节、修改,以满足管理工作的需要。

●完善性维护:完善性维护指用户对系统提出了某些新的信息需求,因而在原有系统的基础上进行适当的修改、扩充,完善系统的功能,以满足用户新的信息需求。

●预防性维护:预防性维护指对预防系统可能发生的变化或受到的冲突而采取的维护措施。

(4) 消亡阶段:企业的信息系统会不可避免的遇到系统的更新改造、功能扩展,乃至报废重建,一个信息系统也必然逐渐消亡。

4. 信息系统的开发方法

(1) 结构化方法

结构化方法遵循系统工程原理,按照事先设计好的程序和步骤,使用一定的开发工具,完成规定文档,在结构化和模块化的基础上进行信息系统的开发工作。此方法的开发过程一般是先把系统的功能看成是一个大的模块,在根据系统分析与设计的要求进行进一步的模块分解和组合。结构化方法是目前最成熟、应用最广泛的信息系统开发方法之一。

(2) 快速原型法

快速原型法是根据客户需求,利用开发工具快速建立一个系统模型并展示给用户,在此基础上同用户反复交流,对原型进行不断的修改和完善,使系统得到不断的细化和沟通,直到生成一个用户满意的解决方案为止。快速原型法适用于哪些对自身需求模糊、结构性较差,或对系统效果需求比较迫切的用户。

(3) 企业系统规划方法

企业系统规划方法其目标是提供一个信息系统规划,用以支持企业短期、长期的信息需求。

(4) 战略数据规划方法

战略数据规划方法认为,一个企业要建设信息系统,他的首要任务应该是在企业战略目标的指导下做好企业战略数据规划。一个好的企业战略数据规划应该是企业的核心竞争力的重要构成因素,战略数据规划的要点如下。

●数据环境:数据环境对信息系统至关重要,企业的数据环境是随企业的发展不断变化的,也是企业发展的基础条件。在信息系统发展的历程中共有4类数据环境,即数据文件、应用数据库、主题数据库和信息检索系统。

●建设主题数据库是信息系统开发的中心任务。这里的主题数据库并不是指数据库的大小,也不是指数据库的功能,而是指哪些数据库是面向企业的业务主题的,哪些不是面向业务主题的。业务主题,就是指企业的核心业务和主导流程。例如,对于服装生产企业,服装的生产时其核心竞争力;而对于服装连锁销售企业,店铺零售、物流等才是其核心业务。明确了企业的核心业务,确立的企业的主题数据库后,即需要围绕主题数据库搞好应用软件的开发。

(5) 信息工程方法

信息工程方法把信息系统开发过程工程化,采用一整套成熟完整的工程方法、技术标准、程序和规范,使原先作坊式的系统开发摆脱随意性和多变性,其目标是使信息系统的开发走上智能化、程序化和自动化的道路。信息工程方法与企业系统规划方法、战略系统规划方法是交叉关系,及信息工程方法是其他两种方法的总结和提升。

(6) 面向对象方法

面向对象方法中把客观世界从概念上看成是一个由许多相互配合而协作的对象所组成的系统,是建立在“对象”概念基础上的方法学。对象是由数据和容许的操作组成的封装体,与客观实体有直接对应关系,一个对象类定义了具有相似性质的一组对象。而每继承性是对具有层次关系的类的属性和操作进行共享的一种方式。所谓面向对象就是基于对象概念,以对象为中心,以类和继承为构造机制,来认识、理解、刻画客观世界和设计、构建相应的软件系统。 HWoSZpPYrfIDEYAUofHBJ0HnUtW7cAIwOC/GIRxODR8n7zTLAcwPvJ3DNhuXs55W

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