基于分層結(jié)構(gòu)的管理信息系統(tǒng)架構(gòu)設(shè)計(jì)探究論文
引 言
管理信息系統(tǒng)（Management Information System ，MIS）是一個(gè)由人、計(jì)算機(jī)及其他外圍設(shè)備等組成的、能進(jìn)行信息的收集、傳遞、存貯、加工、維護(hù)和使用的系統(tǒng)。管理信息系統(tǒng)屬于是一門新興的科學(xué)， 其主要任務(wù)是最大限度地利用現(xiàn)代計(jì)算機(jī)及網(wǎng)絡(luò)通訊技術(shù)加強(qiáng)企業(yè)的信息管理， 通過對企業(yè)擁有的人力、物力、財(cái)力、設(shè)備、技術(shù)等資源的調(diào)查了解， 建立正確的數(shù)據(jù)， 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(jì)效益。完善的管理信息系統(tǒng)（MIS）由信源、信宿、信息處理、信息用戶和信息管理者五個(gè)部分組成。其中信息處理是整個(gè)系統(tǒng)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)行分類與識(shí)別、確保信息的準(zhǔn)確性與有效性。衡量M IS 的優(yōu)劣， 主要通過以下標(biāo)準(zhǔn)：需求信息的確定性與有效性、信息的可采集性與可加工性、能否通過程序?yàn)楣芾砣藛T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)方面來進(jìn)行判斷。同時(shí)， 必須考慮到隨著信源、信宿、信息用戶和信息管理者的變化， 評價(jià)MIS 的標(biāo)準(zhǔn)的具體內(nèi)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(xiàn)有系統(tǒng)能夠最大限度地適應(yīng)變化， 保持信息處理的準(zhǔn)確性與有效性， 一直是MIS 面臨的挑戰(zhàn)之一。
1 技術(shù)發(fā)展帶來的新挑戰(zhàn)
由于MIS 的基礎(chǔ)在于最大限度地利用現(xiàn)代計(jì)算機(jī)及網(wǎng)絡(luò)通訊技術(shù)， 因此MIS 必然是隨著現(xiàn)代計(jì)算機(jī)及網(wǎng)絡(luò)通訊技術(shù)的發(fā)展而不斷發(fā)展的。現(xiàn)有的管理信息系統(tǒng)在為使用單位帶來很多的優(yōu)越性的同時(shí)， 也面臨了更多新的挑戰(zhàn)。概括起來， 目前， 采用的各種管理信息系統(tǒng)， 大都面臨以下新的需求：
�。�1）隨著M IS 的深入， 各種信息數(shù)據(jù)共享的需求逐步提高， 同時(shí)，M IS 也面臨著不斷提高的安全要求。
�。�2）管理對信息數(shù)據(jù)統(tǒng)一查詢、提取、管理的需求，種類日益增加， 數(shù)量日益龐大， 要求的速度越來越高。
（3）對經(jīng)過管理信息系統(tǒng)中的信息數(shù)據(jù)缺乏集成，難以為管理信息系統(tǒng)內(nèi)外用戶提供全面、詳細(xì)、快速、準(zhǔn)確的信息。
�。�4）目前管理信息系統(tǒng)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(jī)器學(xué)習(xí)等功能。為了能夠更好地發(fā)揮管理信息系統(tǒng)的功效， 就必須結(jié)合技術(shù)發(fā)展的成果對于信息系統(tǒng)來進(jìn)行重新思考。
2 現(xiàn)代軟件體系結(jié)構(gòu)建模
為了能夠充分利用現(xiàn)有的MIS ， 同時(shí)易于進(jìn)行功能的擴(kuò)充， 需要利用技術(shù)發(fā)展的新成果來進(jìn)行MIS 架構(gòu)的重新分析與設(shè)計(jì)。軟件架構(gòu)理論是近年來研究的熱點(diǎn)， 它代表的是面向系統(tǒng)的高層結(jié)構(gòu)指導(dǎo)思想， 是對軟件系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的總體設(shè)計(jì)與分析， 對于設(shè)計(jì)大型復(fù)雜的應(yīng)用系統(tǒng)更具有重要的指導(dǎo)意義。采用軟件體系結(jié)構(gòu)的思想來設(shè)計(jì)架構(gòu)， 面臨很多問題， 其中， 最主要的問題是應(yīng)該按照什么樣的原則、應(yīng)該如何設(shè)計(jì)模型， 以及應(yīng)該如何利用模型來表示軟件體系結(jié)構(gòu)。設(shè)計(jì)模型的主要原則可以簡單概括如下：
�。�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(kuò)展；
�。�3）模型應(yīng)該能夠反映出軟件運(yùn)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(wěn)定性。依據(jù)現(xiàn)在的軟件體系結(jié)構(gòu)的研究， 模型能夠劃分成為結(jié)構(gòu)模型、框架模型、動(dòng)態(tài)模型、過程模型和功能模型等種類， 其中：
a 。結(jié)構(gòu)模型偏重于系統(tǒng)內(nèi)部各個(gè)構(gòu)件的關(guān)系；
b �？蚣苣Ｐ推赜谙到y(tǒng)的總體結(jié)構(gòu)與布局；
c 。動(dòng)態(tài)模型偏重于軟件系統(tǒng)內(nèi)外的變動(dòng)與演進(jìn)；
d。過程模型偏重于搭建軟件體系結(jié)構(gòu)的總體流程與步驟；
e 。功能模型偏重于軟件體系結(jié)構(gòu)的功能構(gòu)件化與功能模塊化。
這里， 根據(jù)需要， 舍棄了比較抽象的框架模型、動(dòng)態(tài)模型與過程模型， 選擇采用以功能模型為主的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)描述方式。
3 分層管理信息系統(tǒng)架構(gòu)分析
原有的管理信息系統(tǒng)屬于基于當(dāng)時(shí)的技術(shù)水平的管理信息系統(tǒng)， 它們大都開發(fā)于不同的數(shù)庫， 使用了不同的軟件結(jié)構(gòu)， 都來自于對管理實(shí)體內(nèi)部的物質(zhì)流、資金流、增值流等流程的運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行分析后， 實(shí)現(xiàn)的基于運(yùn)行狀態(tài)的數(shù)據(jù)管理。
總結(jié)起來， 其一般性的結(jié)構(gòu)都采用樹型結(jié)構(gòu)， 在系統(tǒng)程序進(jìn)行總的控制下， 基于同步模式， 有多級(jí)子系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)其設(shè)計(jì)功能， 基于樹型結(jié)構(gòu)的M IS 曾經(jīng)很好地滿足了用戶的需求， 但是隨著技術(shù)的發(fā)展， 用戶逐漸增加了對于MIS的功能要求， 同時(shí)對于原有系統(tǒng)的缺陷， 也更為敏感。在軟件系統(tǒng)日益復(fù)雜和龐大的今天， 面向?qū)I(yè)領(lǐng)域的軟件架構(gòu)的成功設(shè)計(jì)能大大降低系統(tǒng)開發(fā)的時(shí)間和各方面的費(fèi)用， 提高系統(tǒng)的健壯性和易維護(hù)性， 確保系統(tǒng)的可擴(kuò)展性， 對系統(tǒng)的成功實(shí)施具有決定性意義。而在面向?qū)I(yè)領(lǐng)域的軟件架構(gòu)的實(shí)施原則中， 三個(gè)最重要的指導(dǎo)思想就是分層次、面向?qū)ο�、模塊化， 這也是如何改進(jìn)、彌補(bǔ)原有系統(tǒng)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(yīng)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)營銷網(wǎng)站：管理商品的就是商品模塊， 管理客戶信息的就是客戶模塊， 管理訂單的就是訂單模塊， 每個(gè)人完成自己擔(dān)當(dāng)?shù)哪K， 以提高效率， 開發(fā)完成之后這些功能的組合就是一個(gè)營銷網(wǎng)站。當(dāng)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(tǒng)設(shè)計(jì)方法有許多的優(yōu)點(diǎn)：
（1）模塊化遵循傳統(tǒng)SA/SD 方法遵循的軟件設(shè)計(jì)原則（如：信息抽象、信息隱藏及模塊獨(dú)立性等）， 易于實(shí)現(xiàn)或修改。
（2）模塊化實(shí)現(xiàn)的軟件， 能夠很好地同分層次、面向?qū)ο蟮仍O(shè)計(jì)理念相結(jié)合。
�。�3）模塊化實(shí)現(xiàn)的軟件， 其功能相對獨(dú)立， 因此在架構(gòu)上可以分開， 具有很大的靈活性， 易于進(jìn)行軟件復(fù)用。同時(shí)， 請注意， 面向?qū)ο蠹夹g(shù)的本質(zhì)就是模塊化的構(gòu)件思想， 通過對于對象的數(shù)據(jù)抽象與數(shù)據(jù)封裝， 形成具有模塊化功能的構(gòu)件， 然后根據(jù)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(dú)立性的前提下， 通過層次性功能模塊， 形成了
軟件的總體運(yùn)行框架， 從而實(shí)現(xiàn)了安裝不同層次、基于體系框架、進(jìn)行軟件功能的調(diào)整。
1）這就為軟件功能的調(diào)整帶來了簡單易行的可操作性。
2）軟件設(shè)計(jì)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)。通過將問題分解，既降低了問題的直接難度， 又易于分層次進(jìn)行實(shí)現(xiàn)。
3）由于對象及其操作都封裝在一個(gè)抽象數(shù)據(jù)類型或?qū)ο笾校?因此，易于采用模塊化的實(shí)現(xiàn)方法。而采用層次架構(gòu)的含義， 是指將軟件的框架設(shè)計(jì)成為相互獨(dú)立、彼此提供服務(wù)與接收服務(wù)的層次結(jié)構(gòu)，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(xiàn)易于維護(hù)、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(dāng)?shù)剡M(jìn)行數(shù)據(jù)、業(yè)務(wù)流程的抽象， 可通過建立拓?fù)浼s束模型等方法， 增加層
次設(shè)計(jì)的抽象性， 同時(shí)明確層次接口的約束條件， 如果軟件的規(guī)模確實(shí)非常大， 還可以考慮各個(gè)層次之間實(shí)現(xiàn)基于不同應(yīng)用的數(shù)據(jù)交換協(xié)議。同樣， 層次架構(gòu)的采用， 能夠?qū)φ麄�(gè)軟件系統(tǒng)的功能實(shí)現(xiàn)， 產(chǎn)生良好的作用：通過接口的約束， 能夠?qū)崿F(xiàn)功能模塊化；通過層次設(shè)計(jì)抽象， 能夠促進(jìn)模塊功能泛化；通過層次間功能劃分， 能夠?qū)崿F(xiàn)功能的標(biāo)準(zhǔn)化， 同時(shí)保證穩(wěn)定性、健壯性與靈活性；通過建立拓?fù)浼s束模型，能夠?qū)崿F(xiàn)系統(tǒng)功能設(shè)計(jì)的抽象性；通過采用數(shù)據(jù)交換協(xié)議， 能夠保證軟件的拓展性與軟件可支持系統(tǒng)的規(guī)模。
總的來講采用分層次架構(gòu)來實(shí)現(xiàn)，有許多優(yōu)點(diǎn)：
�。�1）能夠支持軟件設(shè)計(jì)的抽象�？梢詮纳隙逻M(jìn)行系統(tǒng)分析與設(shè)計(jì)， 同時(shí)， 能夠在設(shè)計(jì)階段將功能實(shí)現(xiàn)的具體細(xì)節(jié)與軟件系統(tǒng)的框架的實(shí)現(xiàn)完全區(qū)分開來。
（2）實(shí)現(xiàn)了功能的穩(wěn)定性與靈活性。通過保持各個(gè)層次功能的相對獨(dú)立性， 能夠?qū)崿F(xiàn)功能的可靠維護(hù)，同時(shí)， 易于進(jìn)行功能實(shí)現(xiàn)方法的調(diào)整， 進(jìn)行功能的拓展。
�。�3）提高了系統(tǒng)開發(fā)的可重用性。提高功能的模塊化與實(shí)現(xiàn)的層次化， 能夠在模塊與層次規(guī)模上進(jìn)行軟件的重用， 從而提高了軟件開發(fā)效率。
（4）支持模塊化。模塊化遵循傳統(tǒng)SA/ SD 方法遵循的軟件設(shè)計(jì)原則（如：信息抽象、信息隱藏及模塊獨(dú)立性等）， 易于實(shí)現(xiàn)或修改， 同時(shí)， 基于模塊化實(shí)現(xiàn)的軟件， 能夠很好地同分層次、面向?qū)ο蟮仍O(shè)計(jì)理念相結(jié)合。
�。�5）能夠結(jié)合面向?qū)ο蠹夹g(shù)， 也是采用分層次架構(gòu)的一個(gè)重要原因。由于抽象數(shù)據(jù)類型概念對軟件系統(tǒng)有著重要作用， 目前軟件開發(fā)已經(jīng)非常重視使用面
向?qū)ο蠹夹g(shù)。面向?qū)ο蠹夹g(shù)的主要優(yōu)點(diǎn)在于數(shù)據(jù)抽象與數(shù)據(jù)封裝， 因?yàn)槌橄螅?所以能夠描述大多數(shù)實(shí)體及其關(guān)系；因?yàn)榉庋b， 所以就能夠根據(jù)實(shí)體之間的關(guān)系變動(dòng)進(jìn)行數(shù)據(jù)抽象， 通過數(shù)據(jù)抽象與數(shù)據(jù)封裝， 就能夠比較好地為功能模塊化、軟件層次化、架構(gòu)體系化提供支持。根據(jù)軟件架構(gòu)的分層次思想， 針對MIS 使用中出現(xiàn)的問題、用戶的需求， 通過對于現(xiàn)有的管理信息系統(tǒng)結(jié)構(gòu)進(jìn)行分析、對比與研究， 發(fā)現(xiàn)該分層次架構(gòu)。能夠滿足以下要求：
首先，MIS 所要達(dá)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(nèi)部的物質(zhì)流、資金流、增值流等流程的運(yùn)行狀態(tài)的表達(dá)， 因此， MIS 基本上可以游離于物資流、資金流的日常運(yùn)作之外， 不應(yīng)該過多地涉及或者綁定業(yè)務(wù)流程的變動(dòng)。這樣， 可以在設(shè)計(jì)上按照邏輯而不
是依據(jù)流程來實(shí)現(xiàn)對于數(shù)據(jù)的控制， 因此， 能夠采用同步模式與異步模式相結(jié)合的工作原理。其次，MIS 應(yīng)該按照管理實(shí)體內(nèi)部的層次來劃分業(yè)務(wù)邏輯層次， 可以按管理實(shí)體內(nèi)的職能部門劃分模塊。在統(tǒng)一規(guī)劃好數(shù)據(jù)關(guān)系、編碼方式和共享的單一數(shù)據(jù)源后可以按職能模塊分別開發(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甚至可以暫時(shí)不參與MIS 系統(tǒng)的運(yùn)行。這樣， 可以在設(shè)計(jì)上按照分層次的軟件體系結(jié)構(gòu)來實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)。最后，M IS 的作用是向各類管理人員提供更快、更準(zhǔn)、更有價(jià)值的經(jīng)過提煉的信息， 因此， 除了減員增效以外，MIS 不應(yīng)該因?yàn)槲镔Y流和增殖流的運(yùn)行狀態(tài)改變或優(yōu)化而改變， 其設(shè)計(jì)理念應(yīng)該是確保管理者運(yùn)用MIS 提供的信息來作出相應(yīng)的更有利于管理實(shí)體效益的決策， 應(yīng)該把重點(diǎn)放在如何管理數(shù)據(jù)、分析數(shù)據(jù)、利用數(shù)據(jù)上。這樣， 可以在設(shè)計(jì)上利用專門的數(shù)據(jù)資源層來進(jìn)行數(shù)據(jù)的相關(guān)處理，實(shí)現(xiàn)信息數(shù)據(jù)的集成管理。
為了保持MIS 的可擴(kuò)展性， 除了采用分層次架構(gòu)進(jìn)行系統(tǒng)的設(shè)計(jì)外， 還需要確保系統(tǒng)能夠隨著高新科技與信息化技術(shù)的迅猛發(fā)展而不斷擴(kuò)展、充分利用如：計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、數(shù)據(jù)倉庫技術(shù)、圖形化技術(shù)、GPS/GIS 技術(shù)、無線通信技術(shù)、信息交換技術(shù)、中間件技術(shù)、在業(yè)務(wù)應(yīng)用這一層次上， 由系統(tǒng)來提供基于嵌入式平臺(tái)的數(shù)據(jù)獲取與數(shù)據(jù)輸出的設(shè)計(jì)方案。該方案（基于分層結(jié)構(gòu)的管理信息系統(tǒng)結(jié)構(gòu)）的主
要優(yōu)點(diǎn)是：
�。�1）可以支持系統(tǒng)的層次化設(shè)計(jì)；
�。�2）可以支持系統(tǒng)的模塊化設(shè)計(jì)；
�。�3）易于進(jìn)行功能的調(diào)整與實(shí)現(xiàn)；
�。�4）易于系統(tǒng)的維護(hù)與升級(jí)；
（5）能夠很好地同面向?qū)ο蟮仍O(shè)計(jì)理念相結(jié)合；
�。�6）在架構(gòu)上可以分開， 具有很大的靈活性， 易于進(jìn)行軟件復(fù)用。最終， 能夠支持實(shí)現(xiàn)全面支持嵌入式終端的管理信息系統(tǒng)， 可以將管理信息系統(tǒng)的應(yīng)用水帶上一個(gè)新的臺(tái)階， 實(shí)現(xiàn)功能的自動(dòng)化、智能化。通過采用基于分層架構(gòu)的管理信息系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)，就在相當(dāng)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(kuò)展性設(shè)計(jì)與模塊化實(shí)現(xiàn)， 就在很大程度上做到以下各點(diǎn)：
�、倌軌虼_保將數(shù)據(jù)、圖像、多媒體等信息集成處理， 統(tǒng)一管理， 充分利用；
�、诖_保能夠運(yùn)用現(xiàn)代管理理論和先進(jìn)的信息技術(shù)及其產(chǎn)品， 整合現(xiàn)有的內(nèi)部業(yè)務(wù)系統(tǒng)、信息資源和OA系統(tǒng)， 重構(gòu)起具有統(tǒng)一角色和權(quán)限、安全穩(wěn)定可靠的管理信息系統(tǒng)平臺(tái)；
③確保能夠?yàn)闆Q策層、經(jīng)營層、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(yīng)該是發(fā)展變化的，MIS 也有其生命周期， 一個(gè)好的MIS 應(yīng)該是基于軟件結(jié)構(gòu)的、可擴(kuò)展性的、分層架構(gòu)的、基于模塊化的。
4 結(jié)束語
一個(gè)MIS 的真正生命力應(yīng)該位于其感知變化、跟蹤變化與適應(yīng)變化上， 因此一個(gè)好的信息系統(tǒng)的架構(gòu)應(yīng)該是能夠滿足以下要求的：
�。�1）能夠滿足用戶目前的需要；
�。�2）能夠進(jìn)行擴(kuò)展， 滿足用戶今后的需要；
�。�3）能夠與不同的系統(tǒng)、平臺(tái)進(jìn)行數(shù)據(jù)的交互；
�。�4）能夠支持隨著應(yīng)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(yùn)行的系統(tǒng)�？梢灶A(yù)計(jì)， 隨著技術(shù)的發(fā)展、進(jìn)步，MIS 的架構(gòu)會(huì)不斷進(jìn)步， 基于分層架構(gòu)的管理信息系統(tǒng)的設(shè)計(jì)思想， 也會(huì)面臨更多的實(shí)踐的考驗(yàn)。
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