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1、基于体系结构的信息系统顶层设计,主要内容,信息系统顶层设计概述体系结构技术武警后勤信息化建设顶层设计实践,一、信息系统顶层设计概述,军队信息化建设是一项涉及全局的开创性事业，持续时间长，耗资巨大，有许多未知领域需要探索，因此需要制定一个统一的长远规划，也就是所谓的“顶层设计”。,什么是顶层设计,主要明确系统中长期建设思路和发展目标,战略规划 总体设计,什么是顶层设计,一般体现在长远建设的指导性文件中，通常是滚动的、构想式的战略思考,战略规划 总体设计,什么是顶层设计,主要完成需求分析论证、总体框架设计、标准规范制定、建设实施计划等,战略规划 总体设计,什么是顶层设计,趋向于采用体系结构方法，利
2、用一组标准的形式，设计多个架构，从多个视角描述系统的蓝图,战略规划 总体设计,什么是顶层设计,(1)指导我们用联系的而不是孤立的、整体的而不是局部的、发展的而不是静止的思想去分析问题（2）有助于我们从系统层面思考问题，关注纵向（自上而下）、更关注横向（自左至右或自右至左），实现大系统的互连、互通、互操作（3）用一体化思想统筹建设项目，既考虑已有信息系统资源，又分析未来系统建设，为综合集成奠定基础,什么是顶层设计,指挥信息系统顶层设计,顶层设计就是从全局和总体的角度，综合分析使命、任务对信息系统的发展要求，以及技术、经济等因素的约束，科学运用顶层设计技术，开发出满足业务需求的、可理解、可验证、科
3、学合理的系统体系结构，确保系统互连互通互操作，制定系统建设的发展战略和总体规划，以指导系统的中长期发展。,指挥信息系统顶层设计,同时，在系统建设的发展战略和总体规划的指导下，对各种具体信息系统或项目进行规划论证，制定系统设计和开发的总体方案。,注重顶层设计关键方法，建立完善的体系结构通过体系结构三个视图，奠定一体化综合集成基础成立专门管理机构，确保顶层设计和综合集成实现,美军顶层设计概况,二、体系结构技术,区域规划,城市规划,项目规划,企业级、战略级体系结构,具体系统体系结构,体系结构的不同层次,感受、用途,适用性、功能,坚固、维修,风格,建造,体系结构的不同视角,结构,生命周期：强调“阶段”
4、或“步骤”体系结构：强调系统开发过程中不同角色的观点Zachman认为：相比注重系统从一个阶段到另一个阶段的变迁来说，更重要的是要认识到系统开发过程中不同人群的不同观点,示例：建筑结构,领导目标规划、主管方蓝图等,总体、设计方框架、结构等,建设方构件、材料、承包方颜色等,体系结构的作用,在系统的生命周期中的作用可作为系统研制参与者相互交流的手段，便于从总体上分析、理解、比较系统可被系统设计者用作详细设计的依据，以制定详尽的系统设计规范可被用来分析、评价系统的互操作性等质量特性可被用来作为系统集成或演化的依据和指南可被用来分析系统的费效比，以辅助采办决策并提高采办、投资决策的科学性,2001年前
5、美国政府的问题,从信息化的发展历程看信息基础设施 好信息孤岛 多整体效益 差系统评估手段 差IT与业务缝隙 大业务成功案例 少问题的核心：缺乏国家级的信息化建设体系结构,缺少信息共享、互连互通互操作机制缺少跨越部门的IT顶层设计解决方案,数万个系统处理数千个国事？调整战略、运用体系结构实现一体化,从信息化的发展现状看政府有22000个系统（或网站）处理5600个政府对公民、行业、政府的事务；处理1000个政府内部之间的事务。,2001年前美国政府的问题,美军后勤转型之前,美军后勤转型之后,体系结构技术就是提供一种标准化的描述方法、语言和工具来进行系统的顶层设计。DoDAF包括作战体系结构视图、
6、系统体系结构视图和技术标准视图。,体系结构技术,体系结构框架作战体系结构设计系统体系结构设计技术体系结构设计,DOD体系结构的主要内容,作战体系结构视图,系统体系结构视图,技术体系结构视图,C4ISR体系结构框架,C4ISR体系结构框架,作战体系结构视图,系统体系结构视图,技术体系结构视图,C4ISR体系结构框架,作战体系结构视图,系统体系结构视图,技术体系结构视图,C4ISR体系结构视图之间的关系,确定作战人员关系和信息需求,将系统能力和特征与作战要求相联系,规定标准和约定,体系结构产品,产品分类：全视图产品作战视图产品系统视图产品技术标准视图产品,主要体系结构产品,全视图产品：AV1：概要
7、和摘要信息AV2：综合目录,作战视图产品,OV-1：高级作战概念图OV-2：作战节点连接能力描述OV-3：作战信息交换矩阵OV-4：指挥关系图OV-5：活动模型OV-6a：作战规则模型OV-6b：作战状态转换描述OV-6c：作战事件/跟踪描述OV-7：逻辑数据模型,系统视图产品,SV-1:系统接口描述SV-2:系统通信描述SV-3:系统相关矩阵SV-4:系统功能描述SV-5:作战活动对系统功能跟踪能力矩阵SV-6:信息系统交换矩阵SV-7:系统性能参数矩阵,系统视图产品,SV-8:系统开发描述SV-9:系统技术预测SV-10a:系统规则模型SV-10b:系统状态转换模型SV-10c:系统事件/
8、跟踪描述SV-11:物理数据模型,技术标准视图产品,TV-1:技术体系结构轮廓TV-2:标准技术预测,三、武警后勤信息化建设顶层设计实践,顶层设计的主要内容,武警后勤顶层设计的总体架构组成后勤业务架构产品后勤信息架构产品后勤系统架构产品后勤技术架构产品,“141”法,四个架构,军事需求业务架构信息架构 系统架构技术架构建设规划,下发机关、部队,下发开发单位,需求工程,一个总体建设规划,顶层设计的主要内容,后勤业务架构,后勤系统架构,后勤技术架构,武警后勤的总体架构,后勤信息架构,后勤业务架构是武警后勤任务、业务活动、后勤保障要素以及完成平时保障任务或支援武警作战所要求的信息流的一种描述。,后勤
9、系统架构视图说明多个系统如何连接和互操作，并且可以描述在这个体系结构中的特定系统的内部结构和运行。,后勤技术架构提供系统实现的技术指南，包括一系列技术标准、惯例、规则和准则，决定了特定系统架构的系统功能、接口和相互关系,后勤信息架构是将后勤业务实体抽象成为信息对象，建立后勤信息模型，制定信息资源的使用标准，通过信息的可视、可访问和可集成增强信息的共享能力。,（一）后勤业务架构设计,后勤业务架构产品,后勤业务架构是武警后勤任务、业务活动、后勤保障要素以及完成平时保障任务或支援武警作战所要求的信息流的一种描述。后勤业务架构包括武警后勤保障任务列表、后勤保障高级概念图、业务节点连接图、业务信息交换矩
10、阵、指挥关系图、业务活动模型等共6个产品。,后勤业务架构产品,武警后勤保障任务列表（OA-0）,武警后勤保障任务列表是武警部队描述任务的通用语言，可作为武警部队分析使命、任务的一个基本框架。武警后勤保障任务列表说明武警后勤部队执行的所有任务和逐级分解形成的子任务列表，同时对每种任务和子任务提供严格的命名和定义,WLM 后勤管理WLM1 后勤业务管理WLM1.1 经费管理WLM1.2 物资采购管理WLM1.3 物资存储管理WLM1.4 运输管理WLM1.5 审计监督WLM1.6 后勤战备管理WLM1.7 后勤装备管理WLM1.8.后勤科研管理WLM1.9 军需保障管理WLM1.10 卫勤保障管理
11、WLM1.11 军械保障管理WLM1.12 油料保障管理WLM1.13 基建营房保障管理WLM2 基层后勤管理WLM2.1 作风建设 WLM2.2 组织建设WLM2.3 业务建设WLM2.4 设施建设,武警后勤保障任务列表（OA-0）示例,后勤保障高级概念图（OA-1）,后勤保障高级概念图采用图形和文档相结合的表现方式。在后勤保障高级概念图中要描绘后勤保障使命、高级后勤保障方式、组织、各种设施地理分布的设想等。概念图中的图标主要用于表示体系结构中各类角色，例如执行处突任务的部队、武器系统、部队的资产、设施等；图标也可用于表示使命或任务；图标之间的连线可用于表示简单的连线，也可加标注表示信息交换
12、。,运输业务高级概念图,业务节点连接图（OA-2）,业务节点连接图描述业务节点及节点上要实现的活动，节点间的连接和信息流的活动。业务节点连接图在节点处说明节点的活动，交换信息通过箭头表示，并附注信息或数据的特征。在业务节点连接图中，节点不一定是真实的物理设施命名，可以是在后勤保障角色基础上的虚拟节点。,军交运输业务节点连接图,军交运输节点信息属性表,军交运输节点连接关系属性表,业务信息交换矩阵（OA-3）,业务信息交换矩阵描述了活动、业务要素和信息流之间的关系。其主要内容包括决定谁与谁以什么方式交换什么信息、与信息有关的活动（产生信息的活动、信息所支持活动）及信息交换属性（如质量、数量）等的描
13、述。,营房土地信息交换矩阵,业务组织关系图（OA-4）,业务组织关系图描述体系结构中组织或资源之间的关系。根据体系结构的目的，这些关系包括指挥和控制、协调关系等，表明了组织或资源的基本作用和管理关系。,运输业务组织关系图,业务活动模型（OA-5）,业务活动模型描述与架构相关的所有应用活动、活动之间交换的数据或信息，以及与模型之外的其他单位交换的数据或信息等。业务模型采用分层结构，对所有业务活动进行逐级分解，直到满足业务架构的设计目标要求为止。活动模型的建立决定于对业务的定义和理解。,运输业务保障活动图,（二）后勤信息架构设计,后勤信息架构的主要任务：在数据、消息、服务和语义等各层次设计信息基础
14、设施提高数据级的互操作能力（即数据集成能力）制定信息标准提高信息共享能力,后勤信息架构产品,后勤信息架构产品,信息共享环境（IA-0）,信息共享环境是公共服务平台的一个组成部分。信息共享环境包括：数据访问体系结构信息集成与共享的方法集可重用数据组件和信息服务组件集满足用户及时性、准确性和可靠性数据要求的系统开发和移植指南及标准集,信息模型（IA-1）,设计信息模型的目的是为了增强信息的语义理解和数据级互操作。基于本体的信息模型的作用可用于建立标准数据模型和元模型 可用于信息资源规划中对信息需求的建模 可用作信息资源管理的全局视图 可用于知识管理 可用于建立中间件实现信息的可视、可访问和可理解,
15、信息模型的主要内容信息分类体系：确定主要的信息分类，形成信息分类层次。这些信息是完成组织目标或使命所必需的信息。信息关系：确定信息分类之间的关系，以UML类图的形式显示。信息流：确定信息是怎样使用的，描述过程和组织之间信息的流动和交换。,信息模型（IA-1）,武警后勤信息模型的顶层本体,对象,活动,态势信息,能力,要素,单位,装备物资,设施,人员,被消耗,约束,参与,被使用,参与,产生、使用,被使用,隶属,获得,武警人员分类体系,信息交换矩阵描述信息交换的细节。包括信息资源的分布、具体协议、格式等。信息交换矩阵是依据信息资源的分布，说明所交换信息的状态（如：已有、计划、实时等）、类别（如：C2
16、，情报，后勤）、密级（如：秘密，绝密）、方法（如：应急指挥通信系统、保密的互联网协议路由器网络）等。,信息交换矩阵（IA-2）,信息交换矩阵（IA-2）示例,（三）后勤系统架构设计,后勤系统架构产品,后勤系统架构说明多个系统如何连接和互操作，描述后勤系统体系结构中特定系统的内部结构和运行。后勤系统架构把系统的物理资源和它们的性能特征，与业务架构及技术架构所定义的标准联系起来，与信息架构提出的要求联系起来。,后勤系统架构产品,面向服务的体系结构应用在“公共服务平台业务领域应用”的一体化支撑环境中是非常有效。该体系结构能够较好地适应的需求，满足处突、训练和日常后勤保障系统的可成长性要求可使后勤保障
17、平台具有局部自治性，并使指挥人员在处突环境下的能够自主组织，协同作战，争取决策优势,面向服务的体系结构,公共服务平台（SA-0）,公共服务平台为系统建立一个公共的可执行的环境，公共服务平台包括体系结构、标准、软件重用、互操作性以及在一个紧密的框架内对系统开发进行自动集成。信息架构中的信息共享环境是公共服务平台的一个组成部分，基础设施层提供低级数据交换工具，它们构成武警后勤系统数据流管理和分配体系结构框架。公共服务平台是建立武警后勤开放系统的基础，它通过支持应用为整个系统的信息流管理和分类提供体系结构框架，并为应用之间的信息共享提供体系结构框架。,系统组成关系及接口描述（SA-1）,系统组成关系
18、及接口描述图确定系统与系统部件以及它们在节点内和节点间的接口。系统组成关系及接口描述图通过描述系统及其接口实现了业务架构中业务节点连接图中描述的节点和需求线的配置。系统节点包括特定资源的配置（人员、平台、设施、系统），这些特定资源都是用来完成特定任务的。,武警后勤财务系统组成关系描述,系统通信描述（SA-2）,系统组成关系及接口描述主要从系统的物理结构即系统节点来描述系统的体系结构，系统通信描述则根据体系结构的需求，确定系统节点之间、节点内系统与系统之间以及系统内部部件之间的接口或通信关系，是系统结构的细化和补充。通过系统通信描述确定武警后勤通信路径或网络及其配置细节，物理节点和系统的网络连接
19、关系。,系统节点接口描述表（部分）,系统功能描述（SA-3）,系统功能描述主要说明系统所执行的功能和系统功能间的信息流。该产品重点描述系统功能间的数据流、系统或系统功能与节点上的活动之间的关系。分析人员可以利用该产品描述系统功能在具体节点上的分配。系统功能描述可通过功能分解、系统功能间的数据流、系统功能与节点上的活动之间的关系等图形来描述。,财务综合管理信息系统功能描述（部分）,系统活动映射图（SA-4）,系统活动映射图描述业务活动到系统功能的映射，确定如何把业务需求转换成由系统组件执行的有目的的系统功能。业务活动与系统活动映射图提供业务和系统体系结构视图之间的联系。,财务系统活动映射图（部分
20、）,系统性能参数矩阵（SA-5）,系统性能参数矩阵定义系统的硬件和软件的性能特性，描述各个系统目前的性能特征，以及在将来特定时间预期的或要求的性能特征，这些参数是系统进行下一级设计的基础和依据。系统性能参数矩阵建立在系统元素接口描述的基础上，特征按硬件元素和软件元素分别列出。未来性能预测与后勤技术架构视图的标准技术预测相一致。,财务系统性能参数描述,系统演化描述（SA-6）,系统演化描述所描述的是使一个系统或一套系统随着时间逐渐“信息化”的计划。它主要是从管理的角度，对系统开发的过程和演化过程从时间上进行规划，明确系统开发和演化的过程、各主要阶段的工作以及关键点的阶段性成果。,后勤信息中心综合
21、数据库系统演化描述,（四）后勤技术架构设计,后勤技术架构产品,武警后勤信息系统一体化技术体系结构（WJITA）确定了在武警后勤信息系统一体化建设中，为实现系统之间的互连、互通和互操作应当共同执行的一套详细的标准和技术指南。WJITA确定了武警后勤信息系统的技术参考模型，明确了业务应用软件、共性应用软件、应用支撑平台和外部环境实体等方面的标准。,后勤技术架构产品,技术参考模型（TA-0）,武警后勤信息系统技术参考模型是从系统综合集成的角度出发，对各类武警后勤信息系统的抽象化描述。目的在于建立一种各警种和各部门共识的武警后勤信息系统的概念性框架，用来获得一体化技术支撑、应用服务和接口标准，作为各类
22、信息系统研制开发和装备订货的依据。,技术参考模型（TA-0）,技术体系结构轮廓（TA-1）,技术体系结构轮廓依据武警后勤信息系统的技术参考模型，明确规定了应用于架构的技术标准。主要技术标准包括：业务应用软件、共性应用软件、应用支撑平台和外部环境实体等方面。,3.1业务基础3.1.1原则和方法3.1.2人事信息处理3.1.3组织机构信息处理3.1.4物资信息处理3.1.5区域、设施信息处理3.2后勤业务管理3.2.1信息技术标准3.2.2办公自动化标准3.3后勤业务行业应用3.3.1财务3.3.2军需3.3.3军械3.3.4医疗卫生,武警业务应用软件,4.1公文、文电与字表处理公文处理文电处理字
23、表处理4.2图形图像处理图形处理图像处理静态图像处理运动图像处理4.2.2.3 全景图像处理4.3地理空间信息处理军用数字地图应用军用数字海图应用军用数字航空图应用卫星导航定位系统信息应用,共性应用软件,4.4多媒体信息处理4.5 web服务超文本传送协议（HTTP）统一资源定位器（URL）公共服务信息分类4.6系统建模与仿真4.6.1 HLA规则4.6.2 HLA接口规范4.6.3 HLA对象模型模板规范4.7后勤保障数据交换情报数据交换协同行动的指挥信息交换图形图像数据交换4.8后勤指挥综合数据库,应用支撑平台,5.1操作系统服务5.2软件工程服务5.3软件开发工具5.4人机界面和用户接口
24、服务人机界面用户接口5.5数据管理服务信息建模和元数据数据库管理数据仓库备份和容灾软件5.6数据交换服务中文信息交换,文件交换5.6.3 气象和海洋数据交换日期时间数据交换5.7图形服务5.8网络服务点对点通信（PPP）局城网5.8.3 IP地址管理域名管理名录服务传输控制与网际协议（TCP/IP)电子邮件网络应用,5.8系统安全服务基础安全标准安全评估安全体系结构安全保密系统系统级安全安全操作系统安全数据库应用安全安全认证密码保密数据安全服务5.10系统管理服务系统管理5.10.2网络管理5.11分布式计算服务,应用支撑平台,61通信实体传输系统光纤通信系统同步数字体系(SDH）光波分复用(
25、WDM）卫星通信系统微波散射通信系统无线电通信系统短波、超短波中、长波无线电军用移动通信系统(机动师)6.1.1.6 警用移动通信系统6.1.1.7 应急综合通信系统交换系统信令与协议电路交换分组交换交换设备交换机光交换设备路由器综合业务数字网（ISDN）战术互联网异步传送方式(ATM)帧中继（FR),终端设备电话机传真设备用户线调制解调器通信网络管理标准接口6.1.5.1 STM-1光接口6.1.5.2 2048kbit/s ATM信元接口6.1.5.3 E1接口野战地城网A接口军用电话网模拟中继C接口军用电话网30B+D接口6.1.5.7 E1电路仿真（CE）接口帧中继(FR)接口6.1.
26、5.9 LAN仿真接口基本速率接口6.1.5.11 K接口6.1.5.12 Z接口6.1.5.13 64kbit/s同向接口6.1.5.14 F接口6.2信息交换实体6.3用户实体,外部环境,标准技术预测（TA-2）,标准技术预测详细描述了与体系结构包括的系统和业务进程相关的新兴技术标准。包含对新标准可获得性的预测和现有标准可能过时的时间。预测包含潜在标准对现有体系结构的影响，重点集中在与目的相关的技术领域。,顶层设计成果,信息资源管理工具HOPE1.0 武警后勤信息化建设顶层设计网站,武警后勤业务架构设计书,业务架构的作用,1）依据使命和任务需求，自顶向下地系统地进行业务功能建模，充分反映各
27、业务部门的2010年的战略发展计划，并将其融为一体，促进信息共享和资源共享，优化地实现2010年前武警部队后勤信息化建设的总体目标；2）能够提供统一的业务术语及概念定义、标准的业务过程和通用的操作环境，为信息资源开发利用和未来的知识管理打下良好的基础；3）可提高业务绩效，通过信息共享和信息系统建设进一步促进业务流程优化，特别是改善跨越多级多部门的业务绩效。,武警后勤信息架构设计书,182,信息架构的作用,1）面向用户的信息需求，以知识共享为核心采集、加工、处理、存储和组织数据，通过使用一个基于本体的信息模型改进信息共享，有效减少了数据采集、处理、存储等环节的冗余，简化了数据存储方式，改善了数据
28、质量，提高了数据资产重用和数据访问能力；2）顶层设计所建立的总体架构视图，使武警后勤各部门、各级范围内能够统一组织信息，提高信息透明度、减少信息冗余、避免信息系统重复建设，促进了后勤信息资源共享，也促进了横向、纵向信息技术（IT）资源的一体化，有效控制了技术的多样性；提高了信息资源的开发效率和利用率。,武警后勤系统架构设计书,系统架构的作用,1）规划设计了武警后勤的公共信息平台、应用平台、基础系统和骨干业务系统如何连接和互操作，同时描述了武警后勤体系结构中特定系统的内部结构、运行和信息交换接口，并能够通过综合集成以及后勤信息的一体化管理和综合运用，实现系统整体的高效运转，确保提高工作效率和后勤
29、保障效益。2）详细说明了信息化建设要建的各类项目，为信息技术(IT)投资提供了决策依据。,武警后勤技术架构设计书,技术架构的作用,提供了系统实现的技术指南，包括一系列技术标准、惯例、规则（准则）和技术产品选型，决定了特定系统架构的系统功能、接口和相互关系。确定了武警后勤信息系统的技术参考模型，明确了业务应用软件、共性应用软件、应用支撑平台和外部环境实体等方面的标准。其中列为强制性的标准，主要是与系统互连、互通、互操作密切相关（如：系统接口、信息交换格式、传输协议、军队标号、信息安全等），并已开始在武警后勤信息系统的试点项目和重要研制项目中实行的标准。,武警后勤信息化建设指南,武警后勤信息化建设顶层设计网站,顶层设计的结论,顶层设计的结论,顶层设计的结论,
