基于分層結構的管理信息系統架構設計探究論文
引 言
管理信息系統（Management Information System ，MIS）是一個由人、計算機及其他外圍設備等組成的、能進行信息的收集、傳遞、存貯、加工、維護和使用的系統。管理信息系統屬于是一門新興的科學， 其主要任務是最大限度地利用現代計算機及網絡通訊技術加強企業的信息管理， 通過對企業擁有的人力、物力、財力、設備、技術等資源的調查了解， 建立正確的數據， 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， 不斷提高企業的管理水平和經濟效益。完善的管理信息系統（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 的標準的具體內容也隨之發生變化， 使得信息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， 保持信息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
由于MIS 的基礎在于最大限度地利用現代計算機及網絡通訊技術， 因此MIS 必然是隨著現代計算機及網絡通訊技術的發展而不斷發展的。現有的管理信息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， 采用的各種管理信息系統， 大都面臨以下新的需求：
（1）隨著M IS 的深入， 各種信息數據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）管理對信息數據統一查詢、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）對經過管理信息系統中的信息數據缺乏集成，難以為管理信息系統內外用戶提供全面、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。為了能夠更好地發揮管理信息系統的功效， 就必須結合技術發展的成果對于信息系統來進行重新思考。
2 現代軟件體系結構建模
為了能夠充分利用現有的MIS ， 同時易于進行功能的擴充， 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。軟件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， 是對軟件系統結構的總體設計與分析， 對于設計大型復雜的應用系統更具有重要的指導意義。采用軟件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么樣的原則、應該如何設計模型， 以及應該如何利用模型來表示軟件體系結構。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件各個模塊之間的相互關系；
（2）模型要能夠形成一個總體框架， 同時易于控制與擴展；
（3）模型應該能夠反映出軟件運行時候的動態關聯；
（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展變化， 并且保持其健壯性與穩定性。依據現在的軟件體系結構的研究， 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 。結構模型偏重于系統內部各個構件的關系；
b 。框架模型偏重于系統的總體結構與布局；
c 。動態模型偏重于軟件系統內外的變動與演進；
d。過程模型偏重于搭建軟件體系結構的總體流程與步驟；
e 。功能模型偏重于軟件體系結構的功能構件化與功能模塊化。
這里， 根據需要， 舍棄了比較抽象的框架模型、動態模型與過程模型， 選擇采用以功能模型為主的系統結構描述方式。
3 分層管理信息系統架構分析
原有的管理信息系統屬于基于當時的技術水平的管理信息系統， 它們大都開發于不同的數庫， 使用了不同的軟件結構， 都來自于對管理實體內部的物質流、資金流、增值流等流程的運行狀態進行分析后， 實現的基于運行狀態的數據管理。
總結起來， 其一般性的結構都采用樹型結構， 在系統程序進行總的控制下， 基于同步模式， 有多級子系統實現其設計功能， 基于樹型結構的M IS 曾經很好地滿足了用戶的需求， 但是隨著技術的發展， 用戶逐漸增加了對于MIS的功能要求， 同時對于原有系統的缺陷， 也更為敏感。在軟件系統日益復雜和龐大的今天， 面向專業領域的軟件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， 確保系統的可擴展性， 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件架構的實施原則中， 三個最重要的指導思想就是分層次、面向對象、模塊化， 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， 模塊化即按照功能或者應用的不同， 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的模塊， 以提高效率， 開發完成之后這些功能的組合就是一個營銷網站。當然， 一個大的模塊還可以分成若干小的模塊。
模塊化的系統設計方法有許多的優點：
（1）模塊化遵循傳統SA/SD 方法遵循的軟件設計原則（如：信息抽象、信息隱藏及模塊獨立性等）， 易于實現或修改。
（2）模塊化實現的軟件， 能夠很好地同分層次、面向對象等設計理念相結合。
（3）模塊化實現的軟件， 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， 易于進行軟件復用。同時， 請注意， 面向對象技術的本質就是模塊化的構件思想， 通過對于對象的數據抽象與數據封裝， 形成具有模塊化功能的構件， 然后根據各個模塊之間的相互關系， 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， 從而實現了安裝不同層次、基于體系框架、進行軟件功能的調整。
1）這就為軟件功能的調整帶來了簡單易行的可操作性。
2）軟件設計者能夠依靠框架、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。
3）由于對象及其操作都封裝在一個抽象數據類型或對象中， 因此，易于采用模塊化的實現方法。而采用層次架構的含義， 是指將軟件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， 并且為上一層次的功能提供服務。為了實現易于維護、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， 同時適當地進行數據、業務流程的抽象， 可通過建立拓撲約束模型等方法， 增加層
次設計的抽象性， 同時明確層次接口的約束條件， 如果軟件的規模確實非常大， 還可以考慮各個層次之間實現基于不同應用的數據交換協議。同樣， 層次架構的采用， 能夠對整個軟件系統的功能實現， 產生良好的作用：通過接口的約束， 能夠實現功能模塊化；通過層次設計抽象， 能夠促進模塊功能泛化；通過層次間功能劃分， 能夠實現功能的標準化， 同時保證穩定性、健壯性與靈活性；通過建立拓撲約束模型，能夠實現系統功能設計的抽象性；通過采用數據交換協議， 能夠保證軟件的拓展性與軟件可支持系統的規模。
總的來講采用分層次架構來實現，有許多優點：
（1）能夠支持軟件設計的抽象。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件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。通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， 易于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。提高功能的模塊化與實現的層次化， 能夠在模塊與層次規模上進行軟件的重用， 從而提高了軟件開發效率。
（4）支持模塊化。模塊化遵循傳統SA/ SD 方法遵循的軟件設計原則（如：信息抽象、信息隱藏及模塊獨立性等）， 易于實現或修改， 同時， 基于模塊化實現的軟件， 能夠很好地同分層次、面向對象等設計理念相結合。
（5）能夠結合面向對象技術， 也是采用分層次架構的一個重要原因。由于抽象數據類型概念對軟件系統有著重要作用， 目前軟件開發已經非常重視使用面
向對象技術。面向對象技術的主要優點在于數據抽象與數據封裝， 因為抽象， 所以能夠描述大多數實體及其關系；因為封裝， 所以就能夠根據實體之間的關系變動進行數據抽象， 通過數據抽象與數據封裝， 就能夠比較好地為功能模塊化、軟件層次化、架構體系化提供支持。根據軟件架構的分層次思想， 針對MIS 使用中出現的問題、用戶的需求， 通過對于現有的管理信息系統結構進行分析、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信息流的'掌控， 提高信息反饋的速度和質量。而信息流則是對管理實體內部的物質流、資金流、增值流等流程的運行狀態的表達， 因此， MIS 基本上可以游離于物資流、資金流的日常運作之外， 不應該過多地涉及或者綁定業務流程的變動。這樣， 可以在設計上按照邏輯而不
是依據流程來實現對于數據的控制， 因此， 能夠采用同步模式與異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塊。在統一規劃好數據關系、編碼方式和共享的單一數據源后可以按職能模塊分別開發， 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 系統的運行。這樣， 可以在設計上按照分層次的軟件體系結構來實現系統。最后，M IS 的作用是向各類管理人員提供更快、更準、更有價值的經過提煉的信息， 因此， 除了減員增效以外，MIS 不應該因為物資流和增殖流的運行狀態改變或優化而改變， 其設計理念應該是確保管理者運用MIS 提供的信息來作出相應的更有利于管理實體效益的決策， 應該把重點放在如何管理數據、分析數據、利用數據上。這樣， 可以在設計上利用專門的數據資源層來進行數據的相關處理，實現信息數據的集成管理。
為了保持MIS 的可擴展性， 除了采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信息化技術的迅猛發展而不斷擴展、充分利用如：計算機網絡技術、數據倉庫技術、圖形化技術、GPS/GIS 技術、無線通信技術、信息交換技術、中間件技術、在業務應用這一層次上， 由系統來提供基于嵌入式平臺的數據獲取與數據輸出的設計方案。該方案（基于分層結構的管理信息系統結構）的主
要優點是：
（1）可以支持系統的層次化設計；
（2）可以支持系統的模塊化設計；
（3）易于進行功能的調整與實現；
（4）易于系統的維護與升級；
（5）能夠很好地同面向對象等設計理念相結合；
（6）在架構上可以分開， 具有很大的靈活性， 易于進行軟件復用。最終， 能夠支持實現全面支持嵌入式終端的管理信息系統， 可以將管理信息系統的應用水帶上一個新的臺階， 實現功能的自動化、智能化。通過采用基于分層架構的管理信息系統的結構，就在相當程度上保證了能夠利用高新科技與信息化技術進行可擴展性設計與模塊化實現， 就在很大程度上做到以下各點：
①能夠確保將數據、圖像、多媒體等信息集成處理， 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信息技術及其產品， 整合現有的內部業務系統、信息資源和OA系統， 重構起具有統一角色和權限、安全穩定可靠的管理信息系統平臺；
③確保能夠為決策層、經營層、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 應該是發展變化的，MIS 也有其生命周期， 一個好的MIS 應該是基于軟件結構的、可擴展性的、分層架構的、基于模塊化的。
4 結束語
一個MIS 的真正生命力應該位于其感知變化、跟蹤變化與適應變化上， 因此一個好的信息系統的架構應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、平臺進行數據的交互；
（4）能夠支持隨著應用的發展變化而不斷進行改進， 同時仍然能夠正常運行的系統。可以預計， 隨著技術的發展、進步，MIS 的架構會不斷進步， 基于分層架構的管理信息系統的設計思想， 也會面臨更多的實踐的考驗。
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