基於分層結構的管理資訊系統架構設計探究論文
基於分層結構的管理資訊系統架構設計探究論文
引 言
管理資訊系統（Management Information System ，MIS）是一個由人、計算機及其他外圍裝置等組成的、能進行資訊的收集、傳遞、存貯、加工、維護和使用的系統。管理資訊系統屬於是一門新興的科學， 其主要任務是最大限度地利用現代計算機及網路通訊技術加強企業的資訊管理， 透過對企業擁有的人力、物力、財力、裝置、技術等資源的調查瞭解， 建立正確的資料， 加工處理並編製成各種資訊資料及時提供給管理人員， 以便進行正確的決策， 不斷提高企業的管理水平和經濟效益。完善的管理資訊系統（MIS）由信源、信宿、資訊處理、資訊使用者和資訊管理者五個部分組成。其中資訊處理是整個系統的核心， 該部分的主要作用是分離和選擇資訊、對於資訊進行分類與識別、確保資訊的準確性與有效性。衡量M IS 的優劣， 主要透過以下標準：需求資訊的確定性與有效性、資訊的可採集性與可加工性、能否透過程式為管理人員提供有用資訊、能否對資訊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、資訊使用者和資訊管理者的變化， 評價MIS 的標準的具體內容也隨之發生變化， 使得資訊處理的方法與要求也隨之改變，如何在發展中使得現有系統能夠最大限度地適應變化， 保持資訊處理的準確性與有效性， 一直是MIS 面臨的挑戰之一。
1 技術發展帶來的新挑戰
由於MIS 的基礎在於最大限度地利用現代計算機及網路通訊技術， 因此MIS 必然是隨著現代計算機及網路通訊技術的發展而不斷髮展的。現有的管理資訊系統在為使用單位帶來很多的優越性的同時， 也面臨了更多新的挑戰。概括起來， 目前， 採用的各種管理資訊系統， 大都面臨以下新的需求：
（1）隨著M IS 的深入， 各種資訊資料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）管理對資訊資料統一查詢、提取、管理的需求，種類日益增加， 數量日益龐大， 要求的速度越來越高。
（3）對經過管理資訊系統中的資訊資料缺乏整合，難以為管理資訊系統內外使用者提供全面、詳細、快速、準確的資訊。
（4）目前管理資訊系統主要支援的功能還侷限於事後追蹤， 還不能夠支援如：輔助決策與機器學習等功能。為了能夠更好地發揮管理資訊系統的功效， 就必須結合技術發展的成果對於資訊系統來進行重新思考。
2 現代軟體體系結構建模
為了能夠充分利用現有的MIS ， 同時易於進行功能的擴充， 需要利用技術發展的新成果來進行MIS 架構的重新分析與設計。軟體架構理論是近年來研究的熱點， 它代表的是面向系統的高層結構指導思想， 是對軟體系統結構的總體設計與分析， 對於設計大型複雜的應用系統更具有重要的指導意義。採用軟體體系結構的思想來設計架構， 面臨很多問題， 其中， 最主要的問題是應該按照什麼樣的原則、應該如何設計模型， 以及應該如何利用模型來表示軟體體系結構。設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體各個模組之間的相互關係；
（2）模型要能夠形成一個總體框架， 同時易於控制與擴充套件；
（3）模型應該能夠反映出軟體執行時候的動態關聯；
（4）模型還必須能夠反映出基於軟體生命週期的軟體功能演化總體過程；
（5）同時， 模型還必須能夠支撐軟體功能的發展變化， 並且保持其健壯性與穩定性。依據現在的軟體體系結構的研究， 模型能夠劃分成為結構模型、框架模型、動態模型、過程模型和功能模型等種類， 其中：
a 。結構模型偏重於系統內部各個構件的關係；
b 。框架模型偏重於系統的總體結構與佈局；
c 。動態模型偏重於軟體系統內外的變動與演進；
d。過程模型偏重於搭建軟體體系結構的總體流程與步驟；
e 。功能模型偏重於軟體體系結構的功能構件化與功能模組化。
這裡， 根據需要， 捨棄了比較抽象的框架模型、動態模型與過程模型， 選擇採用以功能模型為主的系統結構描述方式。
3 分層管理資訊系統架構分析
原有的管理資訊系統屬於基於當時的技術水平的管理資訊系統， 它們大都開發於不同的數庫， 使用了不同的軟體結構， 都來自於對管理實體內部的物質流、資金流、增值流等流程的執行狀態進行分析後， 實現的基於執行狀態的資料管理。
總結起來， 其一般性的結構都採用樹型結構， 在系統程式進行總的控制下， 基於同步模式， 有多級子系統實現其設計功能， 基於樹型結構的M IS 曾經很好地滿足了使用者的需求， 但是隨著技術的發展， 使用者逐漸增加了對於MIS的功能要求， 同時對於原有系統的缺陷， 也更為敏感。在軟體系統日益複雜和龐大的今天， 面向專業領域的軟體架構的成功設計能大大降低系統開發的時間和各方面的費用， 提高系統的健壯性和易維護性， 確保系統的可擴充套件性， 對系統的成功實施具有決定性意義。而在面向專業領域的軟體架構的實施原則中， 三個最重要的指導思想就是分層次、面向物件、模組化， 這也是如何改進、彌補原有系統的缺陷的幾個最主要方法。其中， 模組化即按照功能或者應用的不同， 將軟體劃分為若干部分， 一個功能就是一個模組， 這些功能的組合就是一個軟體。比如一個營銷網站：管理商品的就是商品模組， 管理客戶資訊的就是客戶模組， 管理訂單的就是訂單模組， 每個人完成自己擔當的模組， 以提高效率， 開發完成之後這些功能的組合就是一個營銷網站。當然， 一個大的模組還可以分成若干小的模組。
模組化的系統設計方法有許多的優點：
（1）模組化遵循傳統SA/SD 方法遵循的軟體設計原則（如：資訊抽象、資訊隱藏及模組獨立性等）， 易於實現或修改。
（2）模組化實現的軟體， 能夠很好地同分層次、面向物件等設計理念相結合。
（3）模組化實現的軟體， 其功能相對獨立， 因此在架構上可以分開， 具有很大的靈活性， 易於進行軟體複用。同時， 請注意， 面向物件技術的本質就是模組化的構件思想， 透過對於物件的資料抽象與資料封裝， 形成具有模組化功能的構件， 然後根據各個模組之間的相互關係， 進行模組功能層次性劃分， 從而在保證了各個模組的獨立性的前提下， 透過層次性功能模組， 形成了
軟體的總體執行框架， 從而實現了安裝不同層次、基於體系框架、進行軟體功能的調整。
1）這就為軟體功能的調整帶來了簡單易行的可操作性。
2）軟體設計者能夠依靠框架、基於模組、針對不同層次分別進行有針對性的功能改進。透過將問題分解，既降低了問題的直接難度， 又易於分層次進行實現。
3）由於物件及其操作都封裝在一個抽象資料型別或物件中， 因此，易於採用模組化的實現方法。而採用層次架構的含義， 是指將軟體的框架設計成為相互獨立、彼此提供服務與接收服務的層次結構，其中， 各個層次接收下一層次提供的服務， 並且為上一層次的功能提供服務。為了實現易於維護、軟體重用等特點， 需要對於層次的功能進行明確劃分， 對於層次之間的介面進行精確定義， 同時適當地進行資料、業務流程的抽象， 可透過建立拓撲約束模型等方法， 增加層
次設計的抽象性， 同時明確層次介面的約束條件， 如果軟體的規模確實非常大， 還可以考慮各個層次之間實現基於不同應用的資料交換協議。同樣， 層次架構的採用， 能夠對整個軟體系統的功能實現， 產生良好的作用：透過介面的約束， 能夠實現功能模組化；透過層次設計抽象， 能夠促進模組功能泛化；透過層次間功能劃分， 能夠實現功能的標準化， 同時保證穩定性、健壯性與靈活性；透過建立拓撲約束模型，能夠實現系統功能設計的抽象性；透過採用資料交換協議， 能夠保證軟體的拓展性與軟體可支援系統的規模。
總的來講採用分層次架構來實現，有許多優點：
（1）能夠支援軟體設計的抽象。可以從上而下進行系統分析與設計， 同時， 能夠在設計階段將功能實現的具體細節與軟體系統的框架的實現完全區分開來。
（2）實現了功能的穩定性與靈活性。透過保持各個層次功能的相對獨立性， 能夠實現功能的可靠維護，同時， 易於進行功能實現方法的調整， 進行功能的拓展。
（3）提高了系統開發的可重用性。提高功能的模組化與實現的層次化， 能夠在模組與層次規模上進行軟體的重用， 從而提高了軟體開發效率。
（4）支援模組化。模組化遵循傳統SA/ SD 方法遵循的軟體設計原則（如：資訊抽象、資訊隱藏及模組獨立性等）， 易於實現或修改， 同時， 基於模組化實現的軟體， 能夠很好地同分層次、面向物件等設計理念相結合。
（5）能夠結合面向物件技術， 也是採用分層次架構的一個重要原因。由於抽象資料型別概念對軟體系統有著重要作用， 目前軟體開發已經非常重視使用面
向物件技術。面向物件技術的主要優點在於資料抽象與資料封裝， 因為抽象， 所以能夠描述大多數實體及其關係；因為封裝， 所以就能夠根據實體之間的關係變動進行資料抽象， 透過資料抽象與資料封裝， 就能夠比較好地為功能模組化、軟體層次化、架構體系化提供支援。根據軟體架構的分層次思想， 針對MIS 使用中出現的問題、使用者的需求， 透過對於現有的管理資訊系統結構進行分析、對比與研究， 發現該分層次架構。能夠滿足以下要求：
首先，MIS 所要達到的直接目的是確保對資訊流的'掌控， 提高資訊反饋的速度和質量。而資訊流則是對管理實體內部的物質流、資金流、增值流等流程的執行狀態的表達， 因此， MIS 基本上可以遊離於物資流、資金流的日常運作之外， 不應該過多地涉及或者繫結業務流程的變動。這樣， 可以在設計上按照邏輯而不
是依據流程來實現對於資料的控制， 因此， 能夠採用同步模式與非同步模式相結合的工作原理。其次，MIS 應該按照管理實體內部的層次來劃分業務邏輯層次， 可以按管理實體內的職能部門劃分模組。在統一規劃好資料關係、編碼方式和共享的單一資料來源後可以按職能模組分別開發， 然後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 系統的執行。這樣， 可以在設計上按照分層次的軟體體系結構來實現系統。最後，M IS 的作用是向各類管理人員提供更快、更準、更有價值的經過提煉的資訊， 因此， 除了減員增效以外，MIS 不應該因為物資流和增殖流的執行狀態改變或最佳化而改變， 其設計理念應該是確保管理者運用MIS 提供的資訊來作出相應的更有利於管理實體效益的決策， 應該把重點放在如何管理資料、分析資料、利用資料上。這樣， 可以在設計上利用專門的資料資源層來進行資料的相關處理，實現資訊資料的整合管理。
為了保持MIS 的可擴充套件性， 除了採用分層次架構進行系統的設計外， 還需要確保系統能夠隨著高新科技與資訊化技術的迅猛發展而不斷擴充套件、充分利用如：計算機網路技術、資料倉庫技術、圖形化技術、GPS/GIS 技術、無線通訊技術、資訊交換技術、中介軟體技術、在業務應用這一層次上， 由系統來提供基於嵌入式平臺的資料獲取與資料輸出的設計方案。該方案（基於分層結構的管理資訊系統結構）的主
要優點是：
（1）可以支援系統的層次化設計；
（2）可以支援系統的模組化設計；
（3）易於進行功能的調整與實現；
（4）易於系統的維護與升級；
（5）能夠很好地同面向物件等設計理念相結合；
（6）在架構上可以分開， 具有很大的靈活性， 易於進行軟體複用。最終， 能夠支援實現全面支援嵌入式終端的管理資訊系統， 可以將管理資訊系統的應用水帶上一個新的臺階， 實現功能的自動化、智慧化。透過採用基於分層架構的管理資訊系統的結構，就在相當程度上保證了能夠利用高新科技與資訊化技術進行可擴充套件性設計與模組化實現， 就在很大程度上做到以下各點：
①能夠確保將資料、影象、多媒體等資訊整合處理， 統一管理， 充分利用；
②確保能夠運用現代管理理論和先進的資訊科技及其產品， 整合現有的內部業務系統、資訊資源和OA系統， 重構起具有統一角色和許可權、安全穩定可靠的管理資訊系統平臺；
③確保能夠為決策層、經營層、管理層提供資訊互動和資訊共享， 以期能夠不斷提升資訊管理手段和管理水平。M IS 應該是發展變化的，MIS 也有其生命週期， 一個好的MIS 應該是基於軟體結構的、可擴充套件性的、分層架構的、基於模組化的。
4 結束語
一個MIS 的真正生命力應該位於其感知變化、跟蹤變化與適應變化上， 因此一個好的資訊系統的架構應該是能夠滿足以下要求的：
（1）能夠滿足使用者目前的需要；
（2）能夠進行擴充套件， 滿足使用者今後的需要；
（3）能夠與不同的系統、平臺進行資料的互動；
（4）能夠支援隨著應用的發展變化而不斷進行改進， 同時仍然能夠正常執行的系統。可以預計， 隨著技術的發展、進步，MIS 的架構會不斷進步， 基於分層架構的管理資訊系統的設計思想， 也會面臨更多的實踐的考驗。