閆繼壘，趙賓華，楊國(guó)瑞，郭彥濤

(通信網(wǎng)信息傳輸與分發(fā)技術(shù)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，河北 石家莊 050081)

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體系結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方法及其在信息系統(tǒng)中的應(yīng)用

閆繼壘，趙賓華，楊國(guó)瑞，郭彥濤

(通信網(wǎng)信息傳輸與分發(fā)技術(shù)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，河北 石家莊 050081)

體系結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方法是進(jìn)行復(fù)雜系統(tǒng)頂層設(shè)計(jì)的重要指導(dǎo)工具，是實(shí)現(xiàn)信息高效流通、確保系統(tǒng)整體性和滿足各類人員需求的重要手段。在對(duì)現(xiàn)有軍事和民用領(lǐng)域中的體系結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方法介紹和比較的基礎(chǔ)上，分別分析了美國(guó)國(guó)防部結(jié)構(gòu)框架在全球信息柵格及統(tǒng)一能力項(xiàng)目中的應(yīng)用和開放組織結(jié)構(gòu)框架在各種商用信息系統(tǒng)中的應(yīng)用，并總結(jié)了體系結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方法在云架構(gòu)下的發(fā)展趨勢(shì)，對(duì)開展復(fù)雜系統(tǒng)的研究和建設(shè)具有一定的指導(dǎo)意義。

企業(yè)結(jié)構(gòu)；美國(guó)國(guó)防部結(jié)構(gòu)框架；視角；開放組織結(jié)構(gòu)框架；循環(huán)迭代；信息系統(tǒng)

0　引言

大型復(fù)雜系統(tǒng)的開發(fā)，需要系統(tǒng)工程思想和方法來指導(dǎo)。體系結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方法是一種重要的系統(tǒng)頂層設(shè)計(jì)方法，能夠從多個(gè)角度進(jìn)行系統(tǒng)的全面描述，展現(xiàn)系統(tǒng)與外界的接口、內(nèi)部子系統(tǒng)的劃分和各系統(tǒng)組成之間的相互關(guān)系。在統(tǒng)一的體系結(jié)構(gòu)框架指導(dǎo)下進(jìn)行系統(tǒng)架構(gòu)設(shè)計(jì)，可以確保系統(tǒng)能夠有效地滿足不同用戶的需求，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)內(nèi)部的信息互通和共享，確保系統(tǒng)設(shè)計(jì)的完整性和一致性，易于實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)間的綜合集成，進(jìn)而提高復(fù)雜系統(tǒng)的設(shè)計(jì)質(zhì)量。

在軍事領(lǐng)域，面對(duì)多軍兵種作戰(zhàn)需求、多部門協(xié)同管理和多領(lǐng)域技術(shù)手段快速發(fā)展的環(huán)境，體系結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)技術(shù)已成為世界各國(guó)進(jìn)行武器裝備體系頂層設(shè)計(jì)和軍事綜合電子信息系統(tǒng)設(shè)計(jì)的重要手段，也是提升軍事系統(tǒng)的綜合能力和整體效能的重要支撐[1]。在民用領(lǐng)域，體系結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)技術(shù)是指導(dǎo)企業(yè)從頂層出發(fā)，圍繞企業(yè)愿景、業(yè)務(wù)服務(wù)和技術(shù)應(yīng)用等進(jìn)行企業(yè)架構(gòu)設(shè)計(jì)，推動(dòng)企業(yè)在信息化環(huán)境下創(chuàng)新式發(fā)展的重要?jiǎng)恿2]。本文針對(duì)現(xiàn)有典型體系結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方法進(jìn)行了介紹，并在此基礎(chǔ)上分析了其在典型軍事和民用信息系統(tǒng)中的應(yīng)用。

1　體系結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方法研究

體系結(jié)構(gòu)是系統(tǒng)各組成單元的結(jié)構(gòu)、關(guān)系以及制約它們?cè)O(shè)計(jì)的原則和指南，是系統(tǒng)人員對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)的依據(jù)。在軍事領(lǐng)域，體系結(jié)構(gòu)是進(jìn)行武器裝備體系頂層設(shè)計(jì)、研究和開發(fā)國(guó)防信息系統(tǒng)的指導(dǎo)原則和所遵循的標(biāo)準(zhǔn)，典型代表是美國(guó)的國(guó)防部結(jié)構(gòu)框架(Department of Defense Architecture Framework，DoDAF)、以及在此基礎(chǔ)上開發(fā)的英國(guó)國(guó)防部結(jié)構(gòu)框架(Ministry of Defense Architecture Framework，MoDAF)和北約結(jié)構(gòu)框架(NAF)。在民用領(lǐng)域，體系結(jié)構(gòu)是提高企業(yè)信息化管理水平、提升企業(yè)工作效率和市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力的重要途徑和方法，典型代表是IBM提出的Zachman架構(gòu)技術(shù)和面向問題的系統(tǒng)架構(gòu)(POSA)、以及開放組織結(jié)構(gòu)框架(TOGAF)。

1.1軍用系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方法

DoDAF是由C4ISR體系結(jié)構(gòu)框架演化而來，本質(zhì)上就是從復(fù)雜環(huán)境中提取出關(guān)鍵數(shù)據(jù)信息，并保持?jǐn)?shù)據(jù)之間的統(tǒng)一性、關(guān)聯(lián)性和一致性，最終將這些信息以易于理解的方式展示給決策者和執(zhí)行者。在進(jìn)行系統(tǒng)結(jié)構(gòu)描述時(shí)，DoDAF采用“模型+視圖+視角”的思路：首先采用文件、表格、儀表或圖形化等表示方法建立組織和展示數(shù)據(jù)的模型，并通過模型將結(jié)構(gòu)性的數(shù)據(jù)以直觀的視覺形式展現(xiàn)出來，形成不同的視圖產(chǎn)品；然后將不同的視圖產(chǎn)品進(jìn)行組織和整合，形成相應(yīng)的視角；最終將各個(gè)視角進(jìn)行適當(dāng)?shù)亩x，得到整個(gè)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)化描述。

作為指導(dǎo)所有軍事工程項(xiàng)目研發(fā)的系統(tǒng)工程方法，美國(guó)國(guó)防部先后在2003年、2007年和2010年頒布了DoDAF標(biāo)準(zhǔn)V1.0、V1.5和V2.02版本[3]。在V1.0版本中，系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)主要從作戰(zhàn)應(yīng)用、系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)和技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)3個(gè)視角進(jìn)行分析，開始了“以數(shù)據(jù)為中心”的設(shè)計(jì)。在V1.5版本中，美國(guó)國(guó)防部充分吸收了網(wǎng)絡(luò)中心戰(zhàn)中的先進(jìn)技術(shù)，引入了面向服務(wù)的體系結(jié)構(gòu)的概念，增加了服務(wù)視圖。在V2.0版本以后，DoDAF結(jié)構(gòu)框架真正實(shí)現(xiàn)了以模型為中心向以數(shù)據(jù)為中心的轉(zhuǎn)變，并最終針對(duì)不同領(lǐng)域提供相應(yīng)的決策數(shù)據(jù)。在最新版本中，DoDAF具有以下8種視角：全局視角(AV)、數(shù)據(jù)信息視角(DIV)、標(biāo)準(zhǔn)視角(StdV)、能力視角(CV)、操作視角(OV)、服務(wù)視角(SvcV)、系統(tǒng)視角(SysV)和項(xiàng)目視角(PV)，各視角的主要功能和相互關(guān)系如圖1所示。

采用DoDAF進(jìn)行軍用系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)框架設(shè)計(jì)，主要分為以下6個(gè)步驟：

① 確定架構(gòu)的使用目的：包括如何開展架構(gòu)描述工作，架構(gòu)研究中用到的方法，需要的數(shù)據(jù)種類，對(duì)其他可能存在的影響，以及如何測(cè)定其性能和用戶的滿意程度；

② 確定架構(gòu)的范圍：定義架構(gòu)描述的深度和廣度、架構(gòu)的問題集合、架構(gòu)的上下文背景和詳細(xì)程度；

③ 確定支持架構(gòu)研究所需的數(shù)據(jù)：采用自下至上的方法組織收集數(shù)據(jù)，可以重用已有工作的相關(guān)數(shù)據(jù)；

④ 收集、組織、關(guān)聯(lián)和存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)性數(shù)據(jù)：利用公認(rèn)的架構(gòu)設(shè)計(jì)工具進(jìn)行收集數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)和組織，以便提供給視圖進(jìn)行展示和決策制定；

⑤ 推導(dǎo)分析支持架構(gòu)的目標(biāo)：對(duì)結(jié)構(gòu)性數(shù)據(jù)進(jìn)行分析以驗(yàn)證系統(tǒng)的性能指標(biāo)，并確定與架構(gòu)所有者要求的符合程度，同時(shí)根據(jù)分析結(jié)果按需重新進(jìn)行數(shù)據(jù)收集和組織；

⑥ 生成決策者所需的文本結(jié)果：根據(jù)不同類別的人員，將架構(gòu)數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為有意義的展示形式，以便提交給決策者進(jìn)行決策。

圖1　DoDAF的視角

在借鑒DoDAF成果的基礎(chǔ)上，英國(guó)國(guó)防部頒布了其結(jié)構(gòu)框架設(shè)計(jì)方法MoDAF，基本思想是：采用本體術(shù)語進(jìn)行內(nèi)容的表述，采用元模型進(jìn)行結(jié)構(gòu)性數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)和交換，采用視角進(jìn)行體系架構(gòu)的展示[4]。此外，北約也以DoDAF為基礎(chǔ)頒布了北約結(jié)構(gòu)框架NAF(NATO Architecture Framework)來為其成員國(guó)提供開發(fā)軍事系統(tǒng)的規(guī)則和指南，從而便于各系統(tǒng)之間的互聯(lián)互通與綜合集成[5]。

1.2民用系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方法

1.2.1Zachman框架方法

Zachman框架描述了一個(gè)系統(tǒng)架構(gòu)的研究過程，可以用于創(chuàng)建、組織和管理結(jié)構(gòu)性實(shí)體來更好地理解和研究商業(yè)信息系統(tǒng)[6]。Zachman框架方法采用的主要思想包括：首先，要借鑒多學(xué)科領(lǐng)域的體系結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方法，從而對(duì)概念需求和規(guī)范原則等進(jìn)行分類細(xì)化；其次，需要從多個(gè)角度和多種視點(diǎn)兩方面對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行結(jié)構(gòu)性表述，具體表現(xiàn)為一個(gè)二維矩陣的形式，而且矩陣的每個(gè)元素都要從語義、概念、邏輯、物理、組件和功能等維度進(jìn)行展開描述；最終，要求設(shè)計(jì)方案必須是所有者感性需求的展現(xiàn)，因?yàn)樗姓呙鞔_知道產(chǎn)品將用于實(shí)現(xiàn)何種目的并且能夠進(jìn)行最終決策。

在進(jìn)行信息系統(tǒng)架構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)，Zachman框架分別從數(shù)據(jù)、功能、網(wǎng)絡(luò)、人員、時(shí)間和動(dòng)機(jī)等6個(gè)方面對(duì)系統(tǒng)的目標(biāo)范圍、業(yè)務(wù)模型、信息系統(tǒng)模型、技術(shù)模型、詳細(xì)展現(xiàn)和功能系統(tǒng)等方面進(jìn)行展開描述，從而能夠方便地在整體、前后關(guān)系以及實(shí)際實(shí)現(xiàn)之間建立平衡。然而，Zachman框架采用了將需求分析和解決方法相割裂的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方法，沒有考慮到用戶需求的模糊性、環(huán)境的動(dòng)態(tài)變化性等因素對(duì)架構(gòu)設(shè)計(jì)的影響，因而只適合于對(duì)復(fù)雜靜態(tài)對(duì)象的描述[7]。

1.2.2面向問題的系統(tǒng)架構(gòu)設(shè)計(jì)方法

針對(duì)Zachman框架設(shè)計(jì)方法存在的缺點(diǎn)，同時(shí)考慮到系統(tǒng)架構(gòu)設(shè)計(jì)失敗的更多原因是沒有找到正確的問題，而不是采用了錯(cuò)誤的方法，文獻(xiàn)[8]提出了一種新的面向問題的系統(tǒng)架構(gòu)設(shè)計(jì)方法(Problem-Oriented System Architecture，POSA)。POSA方法認(rèn)為結(jié)構(gòu)框架是實(shí)現(xiàn)想法和決策之間相互聯(lián)系的紐帶，而架構(gòu)設(shè)計(jì)師是連接商業(yè)問題和其解決方案之間的橋梁。

POSA方法是基于人工頭腦學(xué)、控制論和動(dòng)態(tài)過程的控制學(xué)科，通過迭代的機(jī)制實(shí)現(xiàn)從確認(rèn)目標(biāo)、構(gòu)建問題、預(yù)測(cè)解決方案、評(píng)估解決方案與問題和目標(biāo)的契合度等全過程的架構(gòu)設(shè)計(jì)。POSA的關(guān)鍵環(huán)節(jié)包括：劃分、反饋和比較。劃分是運(yùn)用控制論等方法理清問題內(nèi)部的非線性關(guān)系，進(jìn)而對(duì)問題進(jìn)行劃分和建模；反饋是將框架設(shè)計(jì)的重要環(huán)節(jié)，通過將問題解決過程中采取的方法及所遇到的問題反饋到問題建模環(huán)節(jié)，以便于更加準(zhǔn)確地分析復(fù)雜問題的本質(zhì)；比較是把解決域的結(jié)果重新映射回問題域，并將劃分后的子系統(tǒng)重新組合成一個(gè)完整的系統(tǒng)，驗(yàn)證是否達(dá)到原目標(biāo)需求。

1.2.3TOGAF結(jié)構(gòu)框架設(shè)計(jì)方法

基于美國(guó)國(guó)防部的信息管理技術(shù)架構(gòu)TAFIM，國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)權(quán)威組織The Open Group在1995年發(fā)布了第一版的TOGAF架構(gòu)設(shè)計(jì)方法。TOGAF是一套基于迭代模型支持最佳實(shí)踐和可重用的架構(gòu)資產(chǎn)，不但提供了包括企業(yè)愿景、業(yè)務(wù)、信息系統(tǒng)、技術(shù)和治理在內(nèi)的全面的架構(gòu)內(nèi)容框架，而且提供了以架構(gòu)開發(fā)方法為核心的一系列技術(shù)與資源來指導(dǎo)企業(yè)設(shè)計(jì)、實(shí)施和建立正確的企業(yè)架構(gòu)。同時(shí)，TOGAF支持開放的、標(biāo)準(zhǔn)的SOA參考架構(gòu)。目前，TOGAF已經(jīng)發(fā)展到第9.1版，并逐步成為商用領(lǐng)域公認(rèn)的最開放、通用、完整和優(yōu)秀的企業(yè)結(jié)構(gòu)框架方法[9]。

TOGAF標(biāo)準(zhǔn)框架以元模型為基礎(chǔ)，包括架構(gòu)需求與愿景、業(yè)務(wù)架構(gòu)、信息系統(tǒng)架構(gòu)、技術(shù)架構(gòu)和架構(gòu)實(shí)現(xiàn)等內(nèi)容，實(shí)現(xiàn)這些企業(yè)架構(gòu)成果的關(guān)鍵是架構(gòu)開發(fā)方法(Architecture Development Method,ADM)。ADM是TOGAF方法中最為核心的內(nèi)容，對(duì)開發(fā)企業(yè)架構(gòu)所要執(zhí)行的各個(gè)步驟以及它們之間的關(guān)系進(jìn)行了詳細(xì)定義，是指導(dǎo)企業(yè)從基礎(chǔ)架構(gòu)、行業(yè)架構(gòu)到實(shí)現(xiàn)最終特定架構(gòu)的保障。

TOGAF架構(gòu)開發(fā)方法如圖2所示，在 ADM 中，包含了4種重要迭代方法：架構(gòu)背景迭代、架構(gòu)定義迭代、過渡計(jì)劃迭代和架構(gòu)管控迭代。在開展ADM迭代過程之前，需要確定企業(yè)架構(gòu)定義的范圍、描述的詳細(xì)程度、建設(shè)周期和可用資源等。此外，ADM各個(gè)階段的執(zhí)行步驟也具有很高的靈活性，可以根據(jù)各企業(yè)的規(guī)模和實(shí)際情況等因素進(jìn)行調(diào)整。

圖2　TOGAF架構(gòu)開發(fā)方法

1.3體系結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方法比較分析

自1987年Zachman框架提出以來，經(jīng)過近30年的演進(jìn)發(fā)展，企業(yè)架構(gòu)領(lǐng)域已經(jīng)衍生出了多種體系結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方法。各種方法在適用范圍、設(shè)計(jì)理念和產(chǎn)品形式等多個(gè)方面都存在一定的差異，如表1所示。

表1　體系結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方法比較

2　體系結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方法在信息系統(tǒng)中的應(yīng)用

2.1軍用信息系統(tǒng)

全球信息柵格(GIG)采用了基于視圖的DoDAF設(shè)計(jì)方法來研究其體系結(jié)構(gòu)[10]，如圖3所示。

圖3　GIG 1.0系統(tǒng)各視圖之間的關(guān)系

GIG 1.0系統(tǒng)包含了以下3類視圖：

① 作戰(zhàn)視圖是面向GIG的各類用戶，使得用戶通過共享、接入和使用GIG提供的信息和服務(wù)，形成指揮控制的決策結(jié)果，并通過GIG接口進(jìn)行信息的分發(fā)和下達(dá)。

② 系統(tǒng)視圖包括基礎(chǔ)設(shè)施和應(yīng)用、服務(wù)與信息兩大功能部分?；A(chǔ)設(shè)施又分為企業(yè)核心服務(wù)、計(jì)算、通信、信息保障和網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行等基礎(chǔ)設(shè)施；而應(yīng)用、服務(wù)與信息則使用上述透明的、魯棒的基礎(chǔ)設(shè)施，采用SOA架構(gòu)為國(guó)防部各類用戶提供所需的GIG系統(tǒng)功能。

③ 技術(shù)視圖的目的是快速吸收和發(fā)掘新技術(shù)的優(yōu)勢(shì)，如IPv6技術(shù)、移動(dòng)自組織網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、極大規(guī)模數(shù)據(jù)存儲(chǔ)分發(fā)傳輸技術(shù)、高性能計(jì)算技術(shù)和信息保障技術(shù)等，來實(shí)現(xiàn)目標(biāo)GIG的系統(tǒng)功能。

此外，為實(shí)現(xiàn)跨越可互操作、安全、高度可用的IP網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施，提供無處不在的綜合語音、數(shù)據(jù)和視頻等服務(wù)，美國(guó)國(guó)防部統(tǒng)一能力(UC)項(xiàng)目也采用DoDAF 2.0的體系結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方法，確定了統(tǒng)一能力的愿景設(shè)想、組織關(guān)系、服務(wù)與和功能種類、標(biāo)準(zhǔn)與技術(shù)規(guī)范、實(shí)施進(jìn)度計(jì)劃等[11]。在此基礎(chǔ)上，美國(guó)陸軍基于DoDAF 2.0 設(shè)計(jì)了包括接入網(wǎng)絡(luò)層、匯聚骨干網(wǎng)絡(luò)層、統(tǒng)一能力應(yīng)用服務(wù)層、以及網(wǎng)絡(luò)運(yùn)維管理和信息安全管理的陸軍統(tǒng)一能力參考架構(gòu)，用于替代已有的瘦客戶端架構(gòu)、網(wǎng)絡(luò)運(yùn)維架構(gòu)、鑒權(quán)和接入管理架構(gòu)、頂層安全架構(gòu)和任務(wù)保障架構(gòu)等，并計(jì)劃將所有通信相關(guān)能力集成到安全環(huán)境下的單一實(shí)體中并向世界上任何位置采用任何設(shè)備的士兵和軍事用戶提供一整套協(xié)作、實(shí)時(shí)通信和支撐服務(wù)[12]。

2.2民用信息系統(tǒng)

作為最主流的企業(yè)架構(gòu)設(shè)計(jì)方法，TOGAF得到了眾多國(guó)際主流廠商的推動(dòng)，如IBM、HP、Oracle和中國(guó)的金蝶、北達(dá)軟等公司，并在在政府部分、事業(yè)單位和商業(yè)公司等各行各業(yè)中得到了廣泛的應(yīng)用[13-14]。如英國(guó)電信利用TOGAF設(shè)計(jì)方法，通過對(duì)龐雜和割裂的各類信息系統(tǒng)進(jìn)行整合和優(yōu)化，建立了一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)化程度高、有效性強(qiáng)和可擴(kuò)展性好的UniApp系統(tǒng)架構(gòu)，實(shí)現(xiàn)了業(yè)務(wù)流的全程貫通，極大的提升了公司的投資效率和資源使用效率。同樣，英國(guó)社會(huì)保障部采用TOGAF方法對(duì)其信息服務(wù)平臺(tái)進(jìn)行了重新定義，通過對(duì)運(yùn)營(yíng)模式和業(yè)務(wù)架構(gòu)的改進(jìn)，消除了煙囪式系統(tǒng)建設(shè)導(dǎo)致的信息流通障礙，增強(qiáng)了系統(tǒng)的簡(jiǎn)潔易用性，全面提升了其居民管理信息系統(tǒng)的服務(wù)水平，達(dá)到了以服務(wù)為中心的企業(yè)目標(biāo)。此外，針對(duì)電網(wǎng)設(shè)備監(jiān)控的信息傳輸問題[15]，采用TOGAF方法從總體、業(yè)務(wù)、應(yīng)用、數(shù)據(jù)和技術(shù)等5個(gè)方面出發(fā)設(shè)計(jì)了電網(wǎng)輸電設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)架構(gòu)，基于數(shù)據(jù)源和數(shù)據(jù)模型的分析，確定了系統(tǒng)內(nèi)外部接口與通信機(jī)制，為上層各種應(yīng)用服務(wù)和集成提供了有力支撐，并通過試驗(yàn)驗(yàn)證和測(cè)試證明了該架構(gòu)能夠有效的提升了電網(wǎng)系統(tǒng)的穩(wěn)定性。

2.3體系結(jié)構(gòu)技術(shù)方法在信息系統(tǒng)中的應(yīng)用前景

目前，DoDAF和TOGAF等主流體系結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方法都已實(shí)現(xiàn)了從“以模型為中心，面向?qū)ο?過程”向“以數(shù)據(jù)為中心，面向服務(wù)”的轉(zhuǎn)變。隨著計(jì)算機(jī)和互聯(lián)網(wǎng)行業(yè)的快速發(fā)展，以“瘦客戶端+數(shù)據(jù)中心”為建設(shè)思路的云架構(gòu)將成為未來大多信息系統(tǒng)的核心[16]。因此，在企業(yè)架構(gòu)信息化的發(fā)展道路上，體系結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方法應(yīng)引入并融合云計(jì)算的各種新技術(shù)：在技術(shù)架構(gòu)設(shè)計(jì)部署中，充分吸收基礎(chǔ)設(shè)施即服務(wù)和各種虛擬資源池參考架構(gòu)；在數(shù)據(jù)架構(gòu)設(shè)計(jì)中，基于DoDAF的數(shù)據(jù)元模型DM2和TOGAF的內(nèi)容原模型CM2建立新的適用于云架構(gòu)的元模型[17]，同時(shí)運(yùn)用分布式文件系統(tǒng)、分布式數(shù)據(jù)分析、非關(guān)系型數(shù)據(jù)庫等技術(shù)實(shí)現(xiàn)大數(shù)據(jù)存儲(chǔ)與訪問；在業(yè)務(wù)架構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)，充分考慮云架構(gòu)對(duì)企業(yè)的業(yè)務(wù)模式和業(yè)務(wù)流程的影響，以“一切皆服務(wù)”的思想，對(duì)各種業(yè)務(wù)的靜態(tài)和動(dòng)態(tài)特性進(jìn)行抽象提取并建模，形成云環(huán)境下的通用業(yè)務(wù)架構(gòu)；在應(yīng)用架構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)充分運(yùn)用Web2.0技術(shù)，制定系統(tǒng)與數(shù)據(jù)之間的接口，從而更便于開發(fā)和部署豐富的互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用。最終，通過體系結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方法與云計(jì)算技術(shù)的有機(jī)結(jié)合，幫助企業(yè)在更大范圍內(nèi)實(shí)現(xiàn)更高效的信息交互和資源共享，全面提升企業(yè)的創(chuàng)新發(fā)展能力。

3　啟示和建議

目前，我國(guó)在民用領(lǐng)域通過借鑒IBM和The Open Group等組織的國(guó)際主流的企業(yè)架構(gòu)設(shè)計(jì)方法，在企業(yè)管理信息化等方面取得了較大的進(jìn)步。然而，現(xiàn)有的結(jié)構(gòu)框架設(shè)計(jì)方法的涉及范圍較廣、設(shè)計(jì)周期較長(zhǎng)，同時(shí)要求企業(yè)具有標(biāo)準(zhǔn)化的業(yè)務(wù)流程，一方面不能適應(yīng)我國(guó)眾多中小型企業(yè)要求的快速、簡(jiǎn)單、低成本和可持續(xù)發(fā)展的信息系統(tǒng)架構(gòu)設(shè)計(jì)要求，另一方面也不能滿足國(guó)有大型企業(yè)信息系統(tǒng)的多層級(jí)管理模式、多種業(yè)務(wù)板塊和多運(yùn)營(yíng)發(fā)展戰(zhàn)略的需求。在軍事領(lǐng)域中，煙囪式的獨(dú)立系統(tǒng)建設(shè)導(dǎo)致跨軍兵種、跨部門信息共享困難和資源協(xié)調(diào)不暢，而采用企業(yè)化思想進(jìn)行系統(tǒng)架構(gòu)設(shè)計(jì)的還處于起步階段，體系結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)工具尚未成熟，結(jié)構(gòu)框架設(shè)計(jì)方法沒有形成體系化。

隨著移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)、工業(yè)4.0等技術(shù)的快速發(fā)展，計(jì)算、通信與控制進(jìn)一步走向有機(jī)融合與深度協(xié)作，信息系統(tǒng)在各行各業(yè)中的地位和作用更加凸顯。信息系統(tǒng)的效率在很大程度上決定了一個(gè)企業(yè)的市場(chǎng)地位和整個(gè)國(guó)家的綜合實(shí)力，因此必須緊緊抓住以云計(jì)算、大數(shù)據(jù)、軟件定義網(wǎng)絡(luò)和網(wǎng)絡(luò)功能虛擬化為代表的新一代信息領(lǐng)域變革的契機(jī)，大力加強(qiáng)信息系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)技術(shù)的理論基礎(chǔ)研究工作，在充分借鑒國(guó)際主流結(jié)構(gòu)框架設(shè)計(jì)方法優(yōu)長(zhǎng)的基礎(chǔ)上，通過業(yè)務(wù)積累和技術(shù)創(chuàng)新逐步建立適合于我國(guó)國(guó)情的、獨(dú)立自主的、可持續(xù)發(fā)展的體系化企業(yè)架構(gòu)設(shè)計(jì)方法。

4　結(jié)束語

體系結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方法在大型復(fù)雜系統(tǒng)的頂層設(shè)計(jì)中具有極為重要的作用，能夠提升企業(yè)的信息流通效率和資源利用率。隨著信息化變革的逐步推進(jìn)和新技術(shù)的快速涌現(xiàn)，體系結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方法將成為各領(lǐng)域信息系統(tǒng)設(shè)計(jì)的基石。應(yīng)積極開展體系結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方法研究，如數(shù)據(jù)模型、描述語言、開發(fā)方法和設(shè)計(jì)工具等，為我國(guó)各行業(yè)企業(yè)的信息系統(tǒng)建設(shè)提供重要支撐，為我國(guó)武器裝備和軍事電子信息系統(tǒng)的規(guī)劃建設(shè)提供指導(dǎo)和設(shè)計(jì)依據(jù)。

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閆繼壘男，(1986—)，博士，工程師。主要研究方向：無線通信和網(wǎng)絡(luò)總體技術(shù)。

趙賓華男，(1984—)，碩士，高級(jí)工程師。主要研究方向：無線自組織網(wǎng)絡(luò)。

Research on Architecture Framework DesignMethods and Their Application in Information Systems

YAN Ji-lei，ZHAO Bin-hua，YANG Guo-rui，GUO Yan-tao

(ScienceandTechnologyonInformationTransmissionandDisseminationinCommunicationNetworksLaboratory，ShijiazhuangHebei050081，China)

Architecture framework design method is a significant guidance tool for the top level design of complicated systems，which can improve the information flow efficiency，guarantee the system integration and satisfy the requirements of differentusers.Based on an introduction to and comparison of the existing architecture framework design methods in both military and civil fields，the application of Department of Defense Architecture Framework(DoDAF) in Global Information Grid and the Unified Capabilities program and the application of Open Group Architecture Framework(TOGAF) in various business information systems are analyzed.Furthermore，the evolution of architecture framework design methods in cloud environment is summarized，which provides some instructive guidance for the research and development of complicated systems.

enterprise architecture；DoDAF；viewpoint；TOGAF；loop iteration；information system

10.3969/j.issn.1003-3106.2016.08.04

2016-05-06基金項(xiàng)目：國(guó)家高技術(shù)研究發(fā)展計(jì)劃(“863”計(jì)劃)基金資助項(xiàng)目(2015AA015701);通信網(wǎng)信息傳輸與分發(fā)技術(shù)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室開放基金。

TP203

A

1003-3106(2016)08-0014-05

引用格式：閆繼壘，趙賓華，楊國(guó)瑞，等.體系結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方法及其在信息系統(tǒng)中的應(yīng)用[J].無線電工程,2016,46(8):14-18，82.