信息系统管理工程师考点分析：系统配置技术

1.系统架构

⑴C/S系统

①C/S模型

在一个信息处理系统中，通常由若干台计算机组成。其中用于提供数据和服务的机器，称为服务器(Server)，向服务器提出请求数据和服务的计算机称为客户(Client)，这样的系统工作模型称为客户/服务器(Client/Server)模型，简称C/S模型。

②C/S模型的特点

简化软件产品的设计。这种结构把软件分成两个部分。客户部分可专门解决应用问题、界面设计、人机交互等方面，服务器则侧重于服务操作的实现、数据的组织，以及系统性能等。

提高软件的可靠性。在这种结构风格的系统中，不仅客户与服务器是独立的，服务器与服务器之间也是独立的，一个服务由一个服务器完成，它不影响其他服务器的工作。

适合分布式计算环境。C/S模型的软件中，Client与服务器之间的通信通常是以消息传递方式实现，对客户来说，它只关心服务请求的结果能正确地获得，而至于服务的处理是在本地还是在远程并不重要。

⑵B/S系统

①B/S结构

即Browser/Server(浏览器/服务器)结构，就是只安装维护一个服务器(Server)，而客户端采用浏览器(Browse)运行软件。它是随着Internet技术的兴起，对C/S结构的一种变化和改进。主要利用了不断成熟的WWW浏览器技术，结合多种Script语言(VBScript、JavaScript…)和ActiveX技术，是一种全新的软件系统构造技术。

在B/S体系结构系统中，用户通过浏览器向分布在网络上的许多服务器发出请求，服务器对浏览器的请求进行处理，将用户所需信息返回到浏览器。而其余如数据请求、加工、结果返回以及动态网页生成、对数据库的访问和应用程序的执行等工作全部由Web Server完成。

②B/S结构的主要特点

主要特点是分布性强、维护方便、开发简单且共享性强、总体拥有成本低。但数据安全性问题、对服务器要求过高、数据传输速度慢、软件的个性化特点明显降低，这些缺点是有目共睹的，难以实现传统模式下的特殊功能要求。例如通过浏览器进行大量的数据输入或进行报表的应答、专用性打印输出都比较困难和不便。此外，实现复杂的应用构造有较大的困难。虽然可以用ActiveX、Java等技术开发较为复杂的应用，但是相对于发展已非常成熟C/S的一系列应用工具来说，这些技术的开发复杂，并没有完全成熟的技术工具供使用。

⑶多层系统

多层体系结构通过引入中间层组件，扩大了传统的客户/服务器和两层计算模式。多层结构可由以下三类分层来定义：前端的客户层，负责提供可移植的表达逻辑;中间的应用层，允许用户通过将其与实际应用隔离而共享和控制业务逻辑;后端的数据管理与服务层，提供对专门服务(例如数据库服务器)的访问。

多层结构与传统的客户/服务器结构的区别在于：在传统的客户/服务器两层结构中，用户将实际的业务逻辑放置到客户端(作为对表达逻辑的增补)或放置到后端数据库(作为数据逻辑的一部分包含在存储过程中)。而在多层结构中，用户将业务逻辑放到中间层上。这种模块化方法明确地划分了表达逻辑、业务逻辑和数据存储。

中间件在多层体系结构中扮演了重要角色，没有强壮的中间件将很难实现多层应用。这些中间件包括数据访问、转换类产品，如Sybase的Enterprise CONNECT;基于标准对象组件的，能在Internet上提供动态事务处理的应用服务器，如Sybase的Jaguar CTS,或分布式PowerBuilder提供的产品。中间件为多层应用的开发者解决了两个关键问题。首先，能处理所有客户机/中间层/服务器间的通信和传输。第二，能为驻留在服务器上的业务逻辑提供开发和执行环境。这使得开发者能够集中精力编写业务逻辑，而不是低层次的系统软件。

⑷分布式系统

分布式系统(Distributed System)是建立在网络之上的软件系统。正是因为软件的特性，所以分布式系统具有高度的内聚性和透明性。

在一个分布式系统中，一组独立的计算机展现给用户的是一个统一的整体，就好像是一个系统似的。通常，对用户来说，分布式系统只有一个模型或范型。在操作系统之上有一层软件中间件(Middleware)负责实现这个模型。

2.系统配置方法

⑴双机互备和双机双工

双机互备，在双机热备的基础上，两个相对独立的应用在两台机器同时运行，但彼此均设为备机，当某一台服务器出现故障时，另一台服务器可以在短时间内将故障服务器的应用接管过来，从而保证了应用的持续性。这种方式实际上是双机热备的一种应用，它避免了两个应用使用四台服务器分别实现双机热备。

双机双工，两台或多台服务器均为活动，同时运行相同的应用，保证整体的性能，也实现了负载均衡和互为备份。需要利用磁盘柜存储技术(最好采用San)。对于数据库服务而言，它同时需要数据库软件的支持，是比较复杂的，而WEB服务器或应用服务器就比较简单了。

⑵热备份

从广义上讲，就是对于重要的服务，使用两台服务器，互相备份，共同执行同一服务。当一台服务器出现故障时，可以由另一台服务器承担服务任务，从而在不需要人工干预的情况下，自动保证系统能持续提供服务。

双机热备一般情况下需要有共享的存储设备。但某些情况下也可以使用两台独立的服务器。从狭义上讲，双机热备特指基于Active/Standby方式的服务器热备。服务器数据包括数据库数据同时往两台或多台服务器写，或者使用一个共享的存储设备。在同一时间内只有一台服务器运行。当其中运行着的一台服务器出现故障无法启动时，另一台备份服务器会通过软件诊测(一般是通过心跳诊断)将Standby机器激活，保证应用在短时间内完全恢复正常使用。

⑶容错

容错的含义比较宽泛，这种不确定性容易引发歧义，增加理解上的难度。从概念上来说，容错是指服务器对于错误的容纳能力，是应用过程中对于服务器稳定性追求的一个目标。为了这样一个目标，有几种技术上的实现方法，目前国内谈论最多的是三种：服务器群集技术、双机冗余服务器方案和单机容错技术。

实际上，服务器群集和双机冗余的技术比较类似，双机冗余是最简单的集群，是其一个特例，也可以把服务器集群技术视为双机冗余的延伸，可以理解为一种多机容错的方案。在一般的讨论之中，集群技术是为了解决计算性能不足的问题，通过多台服务器的集群计算，为高性能计算领域应用提供所需要的高性能。采用集群技术，通过多台服务器之间的负载均衡，可以解决服务器单点故障所引发的系统不稳定，提高系统的可靠性，因此集群具有更好的容错能力，但是在实际的应用中，集群技术多用于高性能计算。

⑷群集

随着计算机技术的发展和应用的普及，越来越多的依赖于计算机技术的应用系统走进了我们的工作和生活。在给我们带来方便和效率的同时，也使得各行各业对于计算机技术的依赖程度越来越高。尽管随着计算机技术以日新月异的速度发展，单台计算机的性能和可靠性越来越好，但还是有许多现实的要求是单台计算机难以达到的。

在这些情况下，往往需要将多台计算机组织起来进行协同工作来模拟一台功能更强大解决问题。这种技术称为集群技术。目前应用最为广泛的集群计算技术可以分为三大类：高可用性集群技术、高性能计算集群技术和高可扩展性集群技术。

3.处理模式

集中式计算几乎完全依赖于一台大型的中心计算机的处理能力，这台中心机称为主机(Host or Mainframe)。与主机相连的终端(用户设备)具有各不相同的智能程度。实际上大多数终端完全不具有处理能力，仅仅作为一台输入输出设备使用。

分布式计算是近年提出的一种新的计算方式。所谓分布式计算就是在两个或多个软件互相共享信息，这些软件既可以在同一台计算机上运行，也可以在通过网络连接起来的多台计算机上运行。分布式计算比起其他算法具有以下几个优点：

①稀有资源可以共享;

②通过分布式计算可以在多台计算机上平衡计算负载;

③可以把程序放在最适合运行它的计算机上;

其中，共享稀有资源和平衡负载是分布式计算的核心思想之一。

批处理，也称为批处理脚本，英文译为BATCH,批处理文件后缀BAT就取的前三个字母。它的构成没有固定格式，每一行可视为一个命令，每个命令里可以含多条子命令，从第一行开始执行，直到最后一行结束，它运行的平台是DOS.批处理有一个很鲜明的特点：使用方便、灵活，功能强大，自动化程度高。

"实时"是指实际所需的时间。对输入信息在实际所需的时间内快速进行处理并作出反应。实时处理与具体的服务对象有关，对输入信息作出反应的时间长短，取决于不同的服务对象。

随着Internet的发展，软件系统已经从客户服务器系统发展到服务器/浏览器系统，但是随着Internet上计算任务的复杂化和业务的多样化，基于Web计算的概念的提出，新的计算模型不再是简单的依赖于浏览器作为客户端，而是产生了以Web为中心进行计算的需求。从本质上说，对Internet应用的复杂化使我们当前的操作系统都显得力不从心，因为我们当前的操作系统一般都是基于单机或者局域网系统的，而如何把操作系统扩展到整个Internet计算这个范畴内，就成了所有操作系统软件生产厂商所必须考虑的问题。

基于Web的软件系统的例子有很多，比如Napster,它允许在用户之间进行磁盘内容的共享，从某一种角度讲，它的基本概念是要建立一个基于Web的文件系统，这个文件系统包含了所有参与者本身的文件系统。这样参与者之间就可以进行文件的共享，通过输入一定的查询条件，我们就可以在其他的用户的存储设备上找到相应的文件并进行下载。当然这种概念在局域网中早就存在，现在Napster把这个概念扩展到了整个Internet领域而已。

4.事务管理

⑴事务的概念

一个完整的事务是指一个程序或程序段，在一个或多个资源上为完成某些功能的执行过程。系统中的所有事务由一个事务管理系统所管理，事务开始操作时被赋予一个唯一的标识符，在一个事务的生命期内此标识由事务管理系统唯一标识一个事务。

事务的提交表示一个事务的结束。一个已提交的事务如果想撤消(Undo)，必须通过另一个事务进行，事务的开始和事务的提交之间成为一个事务的活动状态，一个事务失败后必须通过回退(Rollback)使事务回到事务开始前的状态。

事务具有以下特征：原子性、一致性、隔离性、永久性。

⑵事务的并发控制

事务在执行过程中需要不同的资源，如果事务串行执行，则许多系统资源将处于空闲状态。因此允许多个事务并行地执行，以充分利用系统资源。但当多个用户并发地存取数据库时就会产生多个事务同时存取同一数据的情况。若对并发操作不加控制就可能会存取和存储不正确的数据，破坏数据库的一致性。所以数据库管理系统必须提供并发控制机制。

尽管数据库系统中采取了各种保护措施来防止数据库的安全性和完整性被破坏，以保证并发事务的正确执行，但系统中硬件的故障、软件的错误等故障不可避免。这些故障会造成运行事务非正常中断，影响数据的正确性，因此，数据库管理系统必须具有把数据库从错误状态恢复到某一已知的正确状态的功能，即数据库的恢复。

在应用事务日志时，事务将前滚。当收回未完成的事务时，事务将回滚。

数据库管理系统在接受多用户访问时，为了确保每位用户事务的原子性、一致性、孤立性和持久性，引入了"日志"这一资源。各类用户通过数据库管理系统对数据库所作的任何操作都记载在日志中，一旦某个事务无法完成或被用户停止，数据库管理系统会通过日志进行事务回滚(RollBack);在进行恢复时，数据库管理系统还会利用日志进行事务前滚和回滚，确保数据库里的数据的一致性和完整性。