基于分層結(jié)構(gòu)的管理信息系統(tǒng)架構(gòu)設(shè)計探究論文
引 言
管理信息系統(tǒng)（Management Information System ，MIS）是一個由人、計算機及其他外圍設(shè)備等組成的、能進行信息的收集、傳遞、存貯、加工、維護和使用的系統(tǒng)。管理信息系統(tǒng)屬于是一門新興的科學， 其主要任務(wù)是最大限度地利用現(xiàn)代計算機及網(wǎng)絡(luò)通訊技術(shù)加強企業(yè)的信息管理， 通過對企業(yè)擁有的人力、物力、財力、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提供給管理人員， 以便進行正確的決策， 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(tǒng)（MIS）由信源、信宿、信息處理、信息用戶和信息管理者五個部分組成。其中信息處理是整個系統(tǒng)的核心， 該部分的主要作用是分離和選擇信息、對于信息進行分類與識別、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、能否通過程序為管理人員提供有用信息、能否對信息進行有效管理的同時進行分析與判斷這四個方面來進行判斷。同時， 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MIS 的標準的具體內(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)代計算機及網(wǎng)絡(luò)通訊技術(shù)， 因此MIS 必然是隨著現(xiàn)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(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， 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，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、快速、準確的信息。
（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：輔助決策與機器學習等功能。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 ， 同時易于進行功能的擴充， 需要利用技術(shù)發(fā)展的新成果來進行MIS 架構(gòu)的重新分析與設(shè)計。軟件架構(gòu)理論是近年來研究的熱點， 它代表的是面向系統(tǒng)的高層結(jié)構(gòu)指導思想， 是對軟件系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的總體設(shè)計與分析， 對于設(shè)計大型復(fù)雜的應(yīng)用系統(tǒng)更具有重要的指導意義。采用軟件體系結(jié)構(gòu)的思想來設(shè)計架構(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模塊之間的相互關(guān)系；
�。�2）模型要能夠形成一個總體框架， 同時易于控制與擴展；
�。�3）模型應(yīng)該能夠反映出軟件運行時候的動態(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， 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)部各個構(gòu)件的關(guān)系；
b 。框架模型偏重于系統(tǒng)的總體結(jié)構(gòu)與布局；
c 。動態(tài)模型偏重于軟件系統(tǒng)內(nèi)外的變動與演進；
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)屬于基于當時的技術(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)， 都來自于對管理實體內(nèi)部的物質(zhì)流、資金流、增值流等流程的運行狀態(tài)進行分析后， 實現(xiàn)的基于運行狀態(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)程序進行總的控制下， 基于同步模式， 有多級子系統(tǒng)實現(xiàn)其設(shè)計功能， 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)計能大大降低系統(tǒng)開發(fā)的時間和各方面的費用， 提高系統(tǒng)的健壯性和易維護性， 確保系統(tǒng)的可擴展性， 對系統(tǒng)的成功實施具有決定性意義。而在面向?qū)I(yè)領(lǐng)域的軟件架構(gòu)的實施原則中， 三個最重要的指導思想就是分層次、面向?qū)ο蟆⒛K化， 這也是如何改進、彌補原有系統(tǒng)的缺陷的幾個最主要方法。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， 一個功能就是一個模塊， 這些功能的組合就是一個軟件。比如一個營銷網(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， 每個人完成自己擔當?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營銷網(wǎng)站。當然， 一個大的模塊還可以分成若干小的模塊。
模塊化的系統(tǒng)設(shè)計方法有許多的優(yōu)點：
（1）模塊化遵循傳統(tǒng)SA/SD 方法遵循的軟件設(shè)計原則（如：信息抽象、信息隱藏及模塊獨立性等）， 易于實現(xiàn)或修改。
（2）模塊化實現(xiàn)的軟件， 能夠很好地同分層次、面向?qū)ο蟮仍O(shè)計理念相結(jié)合。
�。�3）模塊化實現(xiàn)的軟件， 其功能相對獨立， 因此在架構(gòu)上可以分開， 具有很大的靈活性， 易于進行軟件復(fù)用。同時， 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)各個模塊之間的相互關(guān)系， 進行模塊功能層次性劃分， 從而在保證了各個模塊的獨立性的前提下， 通過層次性功能模塊， 形成了
軟件的總體運行框架， 從而實現(xiàn)了安裝不同層次、基于體系框架、進行軟件功能的調(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)計者能夠依靠框架、基于模塊、針對不同層次分別進行有針對性的功能改進。通過將問題分解，既降低了問題的直接難度， 又易于分層次進行實現(xiàn)。
3）由于對象及其操作都封裝在一個抽象數(shù)據(jù)類型或?qū)ο笾校?因此，易于采用模塊化的實現(xiàn)方法。而采用層次架構(gòu)的含義， 是指將軟件的框架設(shè)計成為相互獨立、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)。為了實現(xiàn)易于維護、軟件重用等特點， 需要對于層次的功能進行明確劃分， 對于層次之間的接口進行精確定義， 同時適當?shù)剡M行數(shù)據(jù)、業(yè)務(wù)流程的抽象， 可通過建立拓撲約束模型等方法， 增加層
次設(shè)計的抽象性， 同時明確層次接口的約束條件， 如果軟件的規(guī)模確實非常大， 還可以考慮各個層次之間實現(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�軟件系統(tǒng)的功能實現(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)計抽象， 能夠促進模塊功能泛化；通過層次間功能劃分， 能夠?qū)崿F(xiàn)功能的標準化， 同時保證穩(wěn)定性、健壯性與靈活性；通過建立拓撲約束模型，能夠?qū)崿F(xiàn)系統(tǒng)功能設(shè)計的抽象性；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)來實現(xiàn)，有許多優(yōu)點：
�。�1）能夠支持軟件設(shè)計的抽象�？梢詮纳隙逻M行系統(tǒng)分析與設(shè)計， 同時， 能夠在設(shè)計階段將功能實現(xiàn)的具體細節(jié)與軟件系統(tǒng)的框架的實現(xiàn)完全區(qū)分開來。
�。�2）實現(xiàn)了功能的穩(wěn)定性與靈活性。通過保持各個層次功能的相對獨立性， 能夠?qū)崿F(xiàn)功能的可靠維護，同時， 易于進行功能實現(xiàn)方法的調(diào)整， 進行功能的拓展。
（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現(xiàn)的層次化， 能夠在模塊與層次規(guī)模上進行軟件的重用， 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)計原則（如：信息抽象、信息隱藏及模塊獨立性等）， 易于實現(xiàn)或修改， 同時， 基于模塊化實現(xiàn)的軟件， 能夠很好地同分層次、面向?qū)ο蟮仍O(shè)計理念相結(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)點在于數(shù)據(jù)抽象與數(shù)據(jù)封裝， 因為抽象， 所以能夠描述大多數(shù)實體及其關(guān)系；因為封裝， 所以就能夠根據(jù)實體之間的關(guān)系變動進行數(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體內(nèi)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(yīng)該過多地涉及或者綁定業(yè)務(wù)流程的變動。這樣， 可以在設(shè)計上按照邏輯而不
是依據(jù)流程來實現(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)該按照管理實體內(nèi)部的層次來劃分業(yè)務(wù)邏輯層次， 可以按管理實體內(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行流動， 某些條件不成熟的部門甚至可以暫時不參與MIS 系統(tǒng)的運行。這樣， 可以在設(shè)計上按照分層次的軟件體系結(jié)構(gòu)來實現(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、更有價值的經(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(shè)計理念應(yīng)該是確保管理者運用MIS 提供的信息來作出相應(yīng)的更有利于管理實體效益的決策， 應(yīng)該把重點放在如何管理數(shù)據(jù)、分析數(shù)據(jù)、利用數(shù)據(jù)上。這樣， 可以在設(shè)計上利用專門的數(shù)據(jù)資源層來進行數(shù)據(jù)的相關(guān)處理，實現(xiàn)信息數(shù)據(jù)的集成管理。
為了保持MIS 的可擴展性， 除了采用分層次架構(gòu)進行系統(tǒng)的設(shè)計外， 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)展而不斷擴展、充分利用如：計算機網(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的數(shù)據(jù)獲取與數(shù)據(jù)輸出的設(shè)計方案。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)點是：
�。�1）可以支持系統(tǒng)的層次化設(shè)計；
�。�2）可以支持系統(tǒng)的模塊化設(shè)計；
（3）易于進行功能的調(diào)整與實現(xiàn)；
�。�4）易于系統(tǒng)的維護與升級；
�。�5）能夠很好地同面向?qū)ο蟮仍O(shè)計理念相結(jié)合；
�。�6）在架構(gòu)上可以分開， 具有很大的靈活性， 易于進行軟件復(fù)用。最終， 能夠支持實現(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)用水帶上一個新的臺階， 實現(xiàn)功能的自動化、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)，就在相當程度上保證了能夠利用高新科技與信息化技術(shù)進行可擴展性設(shè)計與模塊化實現(xiàn)， 就在很大程度上做到以下各點：
�、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_保能夠運用現(xiàn)代管理理論和先進的信息技術(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；
�、鄞_保能夠為決策層、經(jīng)營層、管理層提供信息互動和信息共享， 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， 一個好的MIS 應(yīng)該是基于軟件結(jié)構(gòu)的、可擴展性的、分層架構(gòu)的、基于模塊化的。
4 結(jié)束語
一個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）能夠進行擴展， 滿足用戶今后的需要；
�。�3）能夠與不同的系統(tǒng)、平臺進行數(shù)據(jù)的交互；
�。�4）能夠支持隨著應(yīng)用的發(fā)展變化而不斷進行改進， 同時仍然能夠正常運行的系統(tǒng)�？梢灶A(yù)計， 隨著技術(shù)的發(fā)展、進步，MIS 的架構(gòu)會不斷進步， 基于分層架構(gòu)的管理信息系統(tǒng)的設(shè)計思想， 也會面臨更多的實踐的考驗。
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