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架构设计思想总结(收藏18篇)_架构设计思想总结

发表时间:2019-05-21

架构设计思想总结(收藏18篇)。

⬖ 架构设计思想总结 ⬖

职责:

1、分析业务需求,确定项目或产品的技术架构和技术路线;

2、编写并搭建系统框架,验证框架能够满足需求,并持续维护框架代码;

3、负责技术难题预研与攻关,解决系统中关键架构问题,对系统稳定性负责;

开发、解决项目开发过程中的技术问题;

技术指导和监督,促使研发团队整体技术水平提升;

6、负责研究各种新技术和技术攻关,协助规划部门未来技术架构方向;

7、完成领导交办工作。

任职要求:

实施、管理经验;有创新或人工智能行业经验优先;

SOA、Database、nosql等广泛的知识体系;

JavaScript、Ajax、jQuery、XML、HTMLSpring、Hibernate、MyBatis等开源项目;

websphere、tomcat、jboss等常见应用服务器;

Linux及Apache、Ngnix等主流Web服务器的基本配置和进程监控,熟悉常用SHELL命令及脚本编写;

相关技术及工具,熟悉MongoDB,Redis等Nosql数据库的配置、部署和优化;

7、良好的抽象思维和逻辑思维能力,独立分析问题和解决问题的能力,良好的表达和沟通能力;

8、具备极强的团队精神和合作精神,对工作有热情,能够在一定压力下工作;

并具备架构师相关资格证者优先考虑。

⬖ 架构设计思想总结 ⬖

职责

1、负责系统及相关产品需求分析及架构设计;

2、对产品的整体系统架构负责,对产品的系统安全性设计负责,开发及相关设计文档编写;

3、负责相关请求的技术分析,负责制订相关的技术解决方案;

4、参与制定设计及实现规范,指导设计、实现及部署工作;

5、配合项目经理进行技术决策,进行技术风险评估;

6、负责对软件开发团队的技术指导。

任职资格

1、软件工程、软件开发相关专业本科及以上学历;

2、3年以上工作经验,具有独立承担超过2年以上的软件项目系统分析和架构设计经验,有成功案例、大型系统软件架构设计经验优先;

3、掌握软件工程理论,精通至少一种软件工程方法,有较强的系统分析能力;

4、熟悉及JAVA体系架构,精通主流的开源框架;

5、精通Oracle,sqlServer等数据库的应用,有大型MIS系统构建经验,具有相关应用开发经验及数据库规划能力;

6、了解最新的技术及发展趋向,网络知识经验丰富,懂得怎样衡量各种设计方法的利弊,懂得平衡各种开发局限的制约;

7、极强的文档撰写能力,良好的英文阅读能力;

8、逻辑分析能力、学习能力和创新能力强,具有团队合作精神,良好的语言表达及沟通能力。

⬖ 架构设计思想总结 ⬖

职责:

1、带领团队完成以PHP为主要技术的自研系统的升级优化及新功能的开发实现,自研系统包括 CRM+ERP+网站,移动端APP和小程序。

2、开发和维护网站的核?功能组件,快速排查程序故障并修复;

3、负责向团队提供技术方案,解决技术问题;

4、评估和沟通技术?险,确保每?项功能或者功能改进能在实施?案中开发和部署;

5、协助其他程序员做好代码质量审查工作;

任职要求:

1、丰富的LAMP/LNMP平台开发经验,?规模数据处理经验;

2、丰富的分布式版本控制实战经验、缓存引擎和搜索引擎实战经验

3、能夠?障碍地读写英档、熟悉前端开发技术;

4、精通MySQL或其他大型数据库,有丰富数据库调优经验;

5、熟悉Linux/UNIX等操作系统,有生产服务器运维经验的优先;

6、熟悉设计模式和设计原则,有中大型系统设计经验;

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考虑用户的观点

当您为智能客户端应用程序确定合适的性能目标时,您应该仔细考虑用户的观点。对于智能客户端应用程序而言,性能与可用性和用户感受有关。例如,只要用户能够继续工作并且获得有关操作进度的足够反馈,用户就可以接受漫长的操作。在 确定要求时,将应用程序的功能分解为多个使用情景或使用案例通常是有用的。您应该识别对于实现特定性能目标而言关键且必需的使用案例和情景。

应该将许多使 用案例所共有且经常执行的任务设计得具有较高性能。同样,如果任务要求用户全神贯注并且不允许用户从其切换以执行其他任务,则需要提供优化的且有效的用户 体验。如果任务不太经常使用且不会阻止用户执行其他任务,则可能无须进行大量调整。对于您识别的每个性能敏感型任务,您都应该精确地定义用户的操作以及应用程序的响应方式。您还应该确定每个任务使用的网络和客户端资源或组件。

该信息将影响性能目标,并且将驱动对性能进行度量的测试。可 用性研究提供了非常有价值的信息源,并且可能大大影响性能目标的定义。正式的可用性研究在确定用户如何执行他们的工作、哪些使用情景是共有的以及哪些不是 共有的、用户经常执行哪些任务以及从性能观点看来应用程序的哪些特征是重要的等方面可能非常有用。如果您要生成新的应用程序,您应该考虑提供应用程序的原 型或模型,以便可以执行基本的可用性测试。

考虑应用程序操作环境

对应用程序的操作环境进行评估是很重要的,因为这可能对应用程序施加必须在您制定的性能目标中予以反映的约束。位于网络上的服务可能对您的应用程序施加性能约束。例如,您可能需要与您无法控制的` Web 服务进行交互。在这种情况下,需要确定该服务的性能,并且确定这是否将对客户端应用程序的性能产生影响。您 还应该确定任何相关服务和组件的性能如何随着时间的变化而变化。某些系统会经受相当稳定的使用,而其他系统则会在一天或一周的特定时间经受变动极大的使 用。这些区别可能在关键时间对应用程序的性能造成不利影响。例如,提供应用程序部署和更新服务的服务可能会在星期一早上 9 点缓慢响应,因为所有用户都在此时升级到应用程序的最新版本。

另外,还需要准确地对所有相关系统和组件的性能进行建模,以便可以在严格模拟应用程序的实际部署环境的环境中测试您的应用程序。对于每个系统,您都应该确定性能概况以及最低、平均和最高性能特征。然后,您可以在定义应用程序的性能要求时根据需要使用该数据。您还应该仔细考虑用于运行应用程序的硬件。您将需要确定在处理器、内存、图形功能等方面的目标硬件配置,或者至少确定一个如果得不到满足则无法保证性能的最低配置。通常,应用程序的业务操作环境将规定一些更为苛刻的性能要求。例如,执行实时股票交易的应用程序将需要执行这些交易并及时显示所有相关数据。

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1.负责相关产品的架构设计工作,以及产品间的接口设计及管理。

2.负责指导产品的`高层设计,参与重要或高风险模块的设计,控制高层设计的质量。

3.负责或参与公司外部和内部技术规范的制定。

4.负责向相关组织提供关键技术支持。

5.负责在公司内部进行组织领域内的技术知识传递。

6.负责或参与各项研发过程的技术评审工作。

7.与其他部门进行协调、沟通,保证开发与设计相符。

8.负责相关请求的技术分析;负责制订相关的技术解决方案。

9.组织实施技术可行性验证及技术选型工作。

系统架构设计师是指进行数据库安装、配置、优化,根据需求进行数据的挖掘及展示,以及数据库方面的探索及开发的专业人员。

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2017系统架构设计师复习资料整理

系统架构设计师要学习的内容很多,为了方便大家,下面整理了一些关于系统架构设计师复习资料,希望对大家有所帮助!

IOC技术应用

1) 我们看看我们常用的配置文件应用(对象级的反转)

2) 在设计模式中,我们已经习惯一种思维编程方式: 接口驱动

3) 其实就是javabean的思想,注入和发射思想

17.1.1 IOC的技术结构(面向技术经理和开发人员)

1) XML设置

2) 配置性能和对象还原

3) 反射机制应用方式反射的代价

4) 可配性(替代很多设计模式)

5) 减少硬性编码

DriverManagerDataSource

BasicDataSource

JndiObjectFactoryBean

系统架构师对技术的把握

1)新技术的更新,关注点和深度不同(技术风险)

2)对公司技术实力和技术方向的正确把握

3)不追求最新、不能把架构风险轻易带入系统。注意前期对新技术的测试。

4)设计模式解决了设计可扩展性问题,并不等于解决了性能问题,性能问题要进行瓶颈测试,并对设计和性能的矛盾进行权衡。非功能性问题(并发、网络、事务、操作系统、安全、稳定性、性能)

5)设计原则

系统架构师UML如何赋予实施,用到实处

1)要让UML指引项目的开发而不是一个装饰品.如何同步你的设计文档和需求文档、类变化

2)以CA用例为例

3)作为交流的一种工具,不需要繁杂的UML图。

4)各种UML图的实际设计应用

系统架构师如何设计和使用ORM(具体由技术经理督促实施)

1)JDBC应用问题

2)持久化开发效率和应用效率的矛盾平衡

17系统架构师的框架另一个选择Spring(轻量级的选择)

1)时代的产物

2)集大成者,一个开发的骨架

使用分页和惰性加载

在大多数情况下,您应该仅在需要时检索或显示数据。如果您的应用程序需要检索和显示大量信息,则 您应该考虑将数据分解到多个页面中,并且一次显示一页数据。这可以使用户界面具有更高的性能,因为它无须显示大量数据。此外,这可以提高应用程序的可用 性,因为用户不会同时面对大量数据,并且可以更加容易地导航以查找他或她需要的确切数据。例如,如果您的应用程序显示来自大型产品目录的产 品数据,则您可以按照字母顺序显示这些项,并且将所有以“A”开头的产品显示在一个页面上,将所有以“B”开头的产品显示在下一个页面上。然后,您可以让 用户直接导航到适当的页面,以便他或她无须浏览所有页面就可以获得他或她需要的数据。以这种方式将数据分页还使您可以根据需要获取后台的数据。例如,您可能只需要获取第一页信息以便显示并且让用户与其进行交互。然后,您可以获取后台中的、已经准备好供用户使用的下一页数据。该技术在与数据缓存技术结合使用时可能特别有效。您 还可以通过使用惰性加载技术来提高智能客户端应用程序的'性能。您无须立即加载可能在将来某个时刻需要的数据或资源,而是可以根据需要加载它们。您可以在构 建大型列表或树结构时使用惰性加载来提高用户界面的性能。在此情况下,您可以在用户需要看到数据时(例如,在用户展开树节点时)加载它。

考虑应用程序操作环境

对应用程序的操作环境进行评估是很重要的,因为这可能对应用程序施加必须在您制定的性能目标中予以反映的约束。位于网络上的服务可能对您的应用程序施加性能约束。例如,您可能需要与您无法控制的 Web 服务进行交互。在这种情况下,需要确定该服务的性能,并且确定这是否将对客户端应用程序的性能产生影响。您 还应该确定任何相关服务和组件的性能如何随着时间的变化而变化。某些系统会经受相当稳定的使用,而其他系统则会在一天或一周的特定时间经受变动极大的使 用。这些区别可能在关键时间对应用程序的性能造成不利影响。例如,提供应用程序部署和更新服务的服务可能会在星期一早上 9 点缓慢响应,因为所有用户都在此时升级到应用程序的最新版本。另外,还需要准确地对所有相关系统和组件的性能进行建模,以便可以在严格模拟应用程序的实际部署环境的环境中测试您的应用程序。对于每个系统,您都应该确定性能概况以及最低、平均和最高性能特征。然后,您可以在定义应用程序的性能要求时根据需要使用该数据。您还应该仔细考虑用于运行应用程序的硬件。您将需要确定在处理器、内存、图形功能等方面的目标硬件配置,或者至少确定一个如果得不到满足则无法保证性能的最低配置。通常,应用程序的业务操作环境将规定一些更为苛刻的性能要求。例如,执行实时股票交易的应用程序将需要执行这些交易并及时显示所有相关数据。

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1.负责相关产品的架构设计工作,以及产品间的接口设计及管理。

2.负责指导产品的高层设计,参与重要或高风险模块的设计,控制高层设计的质量。

3.负责或参与公司外部和内部技术规范的制定。

4.负责向相关组织提供关键技术支持。

5.负责在公司内部进行组织领域内的技术知识传递。

6.负责或参与各项研发过程的技术评审工作。

7.与其他部门进行协调、沟通,保证开发与设计相符。

8.负责相关请求的技术分析;负责制订相关的技术解决方案。

9.组织实施技术可行性验证及技术选型工作。

第3篇 系统架构设计师岗位职责、要求以及未来可以发展的方向

系统架构设计师是指进行数据库安装、配置、优化,根据需求进行数据的挖掘及展示,以及数据库方面的探索及开发的专业人员。

系统架构设计师岗位职责

1.与员工或客户沟通,了解具体的系统要求;

2.将系统整体分解为更小的子系统和组件,从而形成不同的逻辑层或服务;

3.确定各层的接口,分解层与层相互之间的关系;

4.技术选型,形成软件的最终整体架构;

5.为项目经理提供重要的参考信息,协助评估工作;

6.制定技术规格说明。

系统架构设计师岗位要求

1.计算机相关专业本科以上学历;

2.具有一定的工作经验,了解系统架构流程;

3.具备良好的专业知识储备,如系统架构知识、程序语言知识和编程建模知识等;

4.熟练使用需求/架构设计工具以及其他相关技术;

5.具有系统架构设计师从业资格证书;

6.具有良好的沟通能力和团队协作能力;

7.具有良好的逻辑分析能力和抽象思维。

系统架构设计师发展方向

在企业中,系统架构设计师的上级一般是it项目经理、产品研发经理或技术经理,因此该职位人员可加强自身专业素质和管理能力,争取向职位上级晋升!

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大数据平台架构师 ne_ttao 上海复兆信息技术有限公司,ne_ttao,复兆,复兆 职责描述:

1、负责大数据平台框架的规划设计、搭建、优化和运维;

2、负责架构持续优化及系统关键模块的设计开发,协助团队解决开发过程中的技术难题;

3、负责大数据相关新技术的调研,关注大数据技术发展趋势、研究开源技术、将新技术应用到大数据平台,推动数据平台发展;

4、负责数据平台开发规范制定,数据建模及核心框架开发。

任职要求:

1、计算机、数学等专业本科及以上学历;

2、具有5年及以上大数据相关工作经验;

3、具有扎实的大数据和数据仓库的理论功底,负责过大数据平台或数据仓库设计;

4、基于hadoop的大数据体系有深入认识,具备相关产品(hadoop、hive、hbase、spark、storm、 flume、kafka、es等)项目应用研发经验,有hadoop集群搭建和管理经验;

5、熟悉传统数据仓库数据建模,etl架构和开发流程,使用过kettle、talend、informatic等至少一种工具;

6、自驱力强、优秀的团队意识和沟通能力,对新技术有好奇心,学习能力和主动性强,有钻研精神,充满激情,乐于接受挑战;

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职责:

1) 业务需求系统分析,提出技术研究及可行性报告;

2) 结合需求设计高扩展性、高性能、安全、稳定、可靠的应用系统 ;

3) 可以通过配置实现业务需求的变化,跟踪并研究___并应用于产品 ;

4) 指导研发工程师的产品开发和技术研究工作,解决各类技术疑难问题,形成良好的研发氛围,提升团队整体技术水平。

5) 管理与指导研发团队,负责产品研发计划制定与执行;

任职要求:

1) 5年以上Java开发经验,2年以上架构设计经验;

2) 能对分布式常用技术进行合理应用,解决问题;

3) 精通网络编程,熟悉HTTP,TCP/IP协议;

4) 对数据库的基本理论和内部实现机制有深刻的理解,能够熟练应用MySQL/NoSQL数据库,有实际大数据量的数据库设计经验;

5) 熟悉缓存技术,网站优化,服务器优化,集群技术处理、网站负载均衡、系统性能调优等软件编程高级技术;

6) 良好的逻辑思维能力,熟悉业务抽象和数据模型设计,具有很强的分析问题和解决问题的能力。

7) 有大型互联网项目(作为技术总负责或核心领域负责人)的架构设计和技术管理的成功经验。在相关公司担任过10人以上开发团队技术主管者优先。

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web前端架构设计师 任职要求:

1、本科或以上学历,计算机相关专业;

2、5年以上web前端开发经验,2年以上web前端设计经验;

3、熟练掌握html/css/javascript/jquery,有大型项目前端设计和开发经验者优先;

4、熟练掌握 angularjs/reactjs/vue.js 中至少一种框架,熟悉前端模块化开发方法;

5、熟练掌握多种应用工具,有前端性能问题,用户体验提升问题攻关经验;

6、了解前端网络安全要求及安全方案设计;

6、熟悉部分服务端语言(如:java,c#)更佳;

7、思路清晰,思维敏捷,良好的沟通表达能力;

任职要求:

1、本科或以上学历,计算机相关专业;

2、5年以上web前端开发经验,2年以上web前端设计经验;

3、熟练掌握html/css/javascript/jquery,有大型项目前端设计和开发经验者优先;

4、熟练掌握 angularjs/reactjs/vue.js 中至少一种框架,熟悉前端模块化开发方法;

5、熟练掌握多种应用工具,有前端性能问题,用户体验提升问题攻关经验;

6、了解前端网络安全要求及安全方案设计;

6、熟悉部分服务端语言(如:java,c#)更佳;

7、思路清晰,思维敏捷,良好的沟通表达能力;

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MES系统的运行安全不能仅仅依靠MES自身的安全设计,需要根据企业对MES的技术经济要求,综合考虑信息安全技术和安全管理与防护措施。

在物理安全层面,建立MES系统安全运行相适应的安全环境,包括机房安全防护、设备安全可用、存储介质安全等。

数据库系统的安全至关重要,需要对数据依据其敏感性进行分类进行不同强度的加密,防止敏感信息泄露。同时数据库要制定有备份和容灾措施,数据库管理人员定时对系统进行备份,防止系统数据损坏和丢失。一旦在系统崩溃或瘫痪的情况下,可利用备份数据迅速将系统恢复起来。

在运行安全方面,通过安全风险分析与评估,制定系统安全运行策略,建立安全检测与监控机制,加强安全审计和系统边界安全防护,采用防火墙、安全认证、入侵检测等措施来阻止攻击,综合运用数据加密和VPN等技术,对包括计算机病毒在内的恶意代码进行必要的安全防护,确保网络传输的安全要求。运用入侵检测技术,主动保护MES系统免受攻击,为MES系统提供了实时保护,是防火墙之后的第二道安全闸门。

依据国家计算机应急响应中心发布的数据,信息系统安全问题中的95%是可以通过科学的信息安全管理措施来避免。因此,加强信息安全意识,制定有效的安全运维策略是保障信息安全的重要基础,已经成为企业管理的一个重要组成部分。

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职责:

1)业务需求系统分析,提出技术研究及可行性报告;

高性能、安全、稳定、可靠的应用系统;

3)可以通过配置实现业务需求的变化,跟踪并研究并应用于产品;

4)指导研发工程师的产品开发和技术研究工作,解决各类技术疑难问题,形成良好的研发氛围,提升团队整体技术水平。

5)管理与指导研发团队,负责产品研发计划制定与执行;

任职要求:

1)5年以上Java开发经验,2年以上架构设计经验;

2)能对分布式常用技术进行合理应用,解决问题;

3)精通网络编程,熟悉HTTP,TCP/IP协议;

4)对数据库的基本理论和内部实现机制有深刻的理解,能够熟练应用MySQL/NoSQL数据库,有实际大数据量的数据库设计经验;

网站负载均衡、系统性能调优等软件编程高级技术;

6)良好的逻辑思维能力,熟悉业务抽象和数据模型设计,具有很强的分析问题和解决问题的能力。

的架构设计和技术管理的成功经验。在相关公司担任过10人以上开发团队技术主管者优先。

⬖ 架构设计思想总结 ⬖

鉴于目前遇到的需求基本都属于中低等规模的信息管理系统开发,综合考虑开发难度、可维护性、可扩展性等因素,开发一个介于白盒(类复用)与黑盒(功能复用)之间的基于分层架构设计模式的框架较为适宜。框架主要实现以下几个目标:

1)实现类、组件、代码甚至设计的最大化重用。

2)框架结构尽可能合理、简单,符合架构设计的单一职责原则和单向调用原则,即框架各层的职责单一,只能上层依赖于下层,不能上下层互相依赖。

3)框架要有灵活的扩展性,可满足二次开发要求。但是在进行二次开发时,对框架只能扩展不能修改,即满足软件架构设计思想中的开放-关闭原则。

4)框架具备一定的配置开发能力,部分通用的功能可适用大部分信息管理系统。并且在针对不同的存储设备时,通过修改配置而不需要修改代码就可以适应新的运行环境。

以上是一种基于分层架构的WEB系统框架的分析、设计与实现的全过程。该框架层次分明、结构简单,对每层都有一个抽象,派生类强制实现规定的抽象方法,规范了编码过程,提高了框架的可维护性。根据信息管理系统的共同需求,提供了部分通用的框架功能。所以,不论在白盒框架部分还是在功能方面都具有一定的可复用性。

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职责:

1、设计合理的业务及技术架构方案,并推进技术规范的落地。负责梳理公司业务前后端系统的架构,负责整个软件架构设计,关键构建选型,接口的定义,指导各开发小组人员进行研发,规划中长期架构蓝图;

2、负责根据项目或需求带领开发团队制定方案,推进落地实施,并确保项目进度与质量;

3、对开发团队进行技术指导和培训,帮助其制定研发标准与规范;

4、负责核心模块的技术攻坚,参与并主导重大技术决策,进行技术风险评估。

任职要求:

1、本科以上学历,计算机、自动化、应用数学等相关专业;

2、熟练掌握Linux环境下的C/C++/Go/Python/Shell,5年以上架构师经验;

3、熟悉业务架构理论,熟悉行业常见的架构方案;

4、熟悉微服务架构,了解微服务架构的技术挑战,并有对应的解决方案;

5、具有良好的数学建模能力,熟悉人工智能算法和经典的路径规划算法,如专家系统算法、遗传算法、蚁群算法、Ax等算法;

6、具有算法的仿真与编程实现能力;

7、具有良好的英文文献检索和阅读能力;

8、能够使用文字,图示清晰的表达架构意图,具备良好的团队意识及协作精神,有较强的内外沟通能力。

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为了帮助各位考生在考试中能够取得好的成绩,应届毕业生小编为大家整理了部分关于系统架构设计的复习知识点,有需要的同学可以参考借鉴哦,希望大家在考试中都能获得好成绩。

1.1.1 系统架构师的概念

现代信息系统“架构”三要素:构件、模式、规划;规划是架构的基石,也是这三个贡献中最重要的。

架构本质上存在两个层次:概念层,物理层。

  1.2.1 系统架构师的定义

负责 理解、管理 并最终确认和评估非功能性系统需求,给出开发规范,搭建系统实现的核心架构,对整个软件架构、关键构建、接口 进行总体设计 并澄清关键技术细节。

主要着眼于系统的“技术实现”,同时还要考虑系统的“组织协调”。

要对所属的开发团队有足够的了解,能够评估该开发团队实现特定的 功能需求目标和资源代价。

1.2.2 系统架构师技术素质

对软件工程标准规范有良好的把握。

1.2.3 系统架构师管理素质

系统架构师是一个高效工作团队的创建者,必须尽可能使所有团队成员的想法一致,为一个项目订制 清晰的、强制性的、有元件的目标 作为整个团队的动力;

必须提供特定的 方法和模型 作为理想的技术解决方案;

必须避免 犹豫,必须具备及时解决技术问题的 紧迫感和自信心。

1.2.4 系统架构师与其他团队角色的协调

系统分析师,需求分析,技术实现

系统架构师,系统设计,基于环境和资源的系统技术实现

项目管理师,资源组织,资源实现来源:

由于 职位角度出发产生冲突制约,不可能很好地给出 开发规范,搭建系统实现的 核心架构,并澄清技术细节,扫清主要难点。

所以 把架构师定位在 项目管理师与系统分析师 之间,为团队规划清晰的目标。

对于大型企业或项目,如果一人承担多个角色,往往容易发生顾此失彼的.现象。

  1.3 系统架构师知识结构

需要从大量互相冲突 的系统方法和工具中 区分出 哪些是有效的,那些是无效的。

  1.4 从开发人员到架构师

总结自己的架构模式,深入行业总结规律。

几天的培训不太可能培养出合格的软件架构师,厂商的培训和认证,最终目的是培养自己的市场,培养一批忠诚的用户或产品代言人,而不是为中国培养软件架构师。

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MES系统的信息安全直接关系到企业的正常生产和管理。下面对基于Web环境的MES系统的安全体系进行了分析,设计了系统的安全架构,基于该架构开发的SciMES产品,已经成功应用到了多个工业企业,持续为企业提供着安全、稳定、可靠的信息化服务。

1 引言

MES(Manufacturing Execution System),即制造执行系统,位于企业上层业务规划系统(BPS,Business Planning System)和工业控制系统(PCS,Process Control System)之间,应用于企业生产执行管理,是面向车间层的生产技术管理信息系统。MES系统已经成为企业信息化系统的重要组成部分。

随着计算机和网络技术的发展和我国信息化进程不断推进,特别是信息化与工业化深度融合以及物联网技术的快速发展,对MES系统的远程接入和移动互联应用也提出了更多需求,尤其是集团式应用,分布在各个地区生产基地MES系统以各种方式与互联网等公共网络连接,实现互联和信息集成,以及企业管理者的移动办公,因此基于Web的MES系统迅猛发展。图1是基于Web的MES系统的典型应用。

2 MES系统信息安全需求分析

MES系统连通企业业务管理及办公网络,集成生产基础自动化网络,构成了企业生产管理网络,是企业生产管理的关键设施。一旦实现企业生产网络互连并接入互联网,将面临着来自互联网病毒侵扰、黑客攻击等严重威胁,在向工业控制系统扩散,不仅涉及系统本身的信息安全,甚至影响控制系统的安全运行,导致生产系统的瘫痪。由此,作为企业BPS和PCS之间的桥梁,MES系统信息安全问题日益突出,保障MES系统的安全稳定可靠运行是企业信息化过程中需要充分重视的问题,需要进行风险评估,采取适当的防范措施。

MES系统的安全性是一个复杂的系统工程,包括计算机系统安全、网络安全、数据库系统安全、数据平台系统安全和MES软件的缺陷造成的安全隐患,以及用户参与带来的不安全因素等。

MES系统的信息安全主要体现在几个方面:一是确保信息在需要的时间、地点和方式下可用,同时保证系统信息的完整性、一致性、正确性;二是保证信息在传输的过程中的机密性,防止信息泄露和篡改;三是在信息存储方面,保证系统运行的稳定性和安全性,并使延迟和故障达到最小。具体可以细化为几个安全需求。

1) 有效性需求:要求系统能够持续有效的提供系统资源,包括系统业务功能和业务数据,使合法授权用户能够随时随地地利用系统及资源完成自己的业务工作。同时对于非法用户的入侵能够有效识别和拒绝。

2) 保密性需求:能够防止窃取系统内部信息,防止数据在网络传输过程中的泄露与篡改。

3) 完整性需求:能够保证数据的正确性、有效性,防止系统程序、数据的非法删改和破坏,保证系统的正确运行和数据的完整性。

4) 故障恢复需求:系统在发生软件或硬件故障时,能在最短时间内迅速恢复运行,提供正常的系统服务。

5) 可追溯性需求:能够随时对系统状态、用户操作进行追溯,系统的关键执行动作要留有记录,合法用户的所有操作以及非法用户的入侵,所有行踪都要留下证据,并且满足不可抵赖性。

随着Web技术广泛应用于MES系统,其开放性在增加应用灵活度的同时,也使应用系统面临着来自Internet的安全威胁。当网站遭受应用层面的攻击时,传统的入侵防御系统、防火墙等防御产品往往显得力不从心,这就给我们提出了更多应用层面的安全需求。

为保证MES系统的整体安全,需采取全方位防护,包括从设备到网络、从技术到管理等各层面,而MES应用层是安全防护的短板,本文对此设计了MES的安全架构,来提高系统整体的防护效果和安全等级。

3 基于B/S架构的MES系统安全架构设计

实施MES后,企业的生产运作管理完全依赖于MES系统的正确运行。GB 17859把计算机系统安全保护能力划分为五个等级,用户自主保护级、系统审计保护级、安全标记保护级、结构化保护级和访问验证保护级。目前我国尚没有关于MES系统应达到的安全保护等级要求的法规和标准。据调查,目前市场应用的MES系统一般能够达到第一级安全标准。为了满足企业MES系统的信息安全需求,同时又要应对系统业务功能的扩展,依据MES系统安全隐患的分析,根据国标《GB/T 20271信息安全技术 信息系统安全通用技术要求》和《GB 17859计算机信息系统安全保护等级划分准则》第二级系统审计保护级的要求,设计了一套MES的安全架构,其逻辑结构如图2所示。

3.1 身份验证与访问控制

为保证系统信息安全和数据完整性,采取了非法访问假设和合法取证原则,即假设所有从客户端发过来的请求均是非法用户的请求,首先要对用户身份进行验证,对请求的各种操作,包括数据的查询、添加、修改、删除等操作,都要进行合法性取证,只有通过验证的请求,才进行处理,从而最大限度地保证数据安全。本架构设计了四个层次的验证与防护,如图3所示。

登录验证:验证用户名、密码,通过验证的才能够进入系统,同时系统在服务器端记录用户的身份证明。

将数据库的超级用户口令封装在服务器端软件内,用户登录时在客户端将口令加密生成摘要,同保存在数据库内的摘要进行对比,完成用户身份确认。

访问验证:用户通过登录验证后,系统根据用户的访问控制列表,生成用户访问权限内的系统导航菜单,返回给客户端。当用户按照菜单提交菜单访问请求时,系统再次进行访问验证,通过验证的返回相应系统页面。以此防止用户伪造权限外的菜单地址直接访问。

操作验证:根据用户的数据操作能力,控制生成用户数据操作能力内的业务操作按钮。当用户提交操作请求时,系统再次进行操作能力验证,防止非法操作的发生。

数据验证:对用户所提交操作数据进行合法性检查,防止非法数据的侵入。

3.2 访问控制策略

3.2.1菜单与功能矩阵

对于企业的不同业务管理流程,MES系统有不同的业务操作功能。为了适应系统的扩展性要求,设计了动态、多级的菜单结构,每级菜单对应系统的一个业务功能或者子功能,最终对应系统的一个操作界面。系统界面上每一种功能操作或其组合完成一种业务的处理,构成了菜单和功能的矩阵。

3.2.2基于角色的访问控制

在对MES系统业务功能、业务流程及其干系人分析整理的基础上,能够抽象出系统的各种用户角色,每种角色通过一组系统功能完成一定的业务处理,需要将这一组系统功能赋予该角色,使其具有完成这一业务的能力,也就形成了允许访问控制表,包括菜单的允许访问列表和功能的允许操作列表。

为了构成系统的完全访问边界,需要明确禁止某类操作。因此设计了禁止访问控制表,包括:菜单的禁止访问列表和功能的禁止操作列表。

3.2.3用户及权限管理

构建了角色的访问控制,将角色赋予用户,用户即具备了相应的访问权限。在企业的MES应用中,每个企业用户都具有一个系统访问账号,这个账号是用户身份的唯一标识。为保证系统账号的合法性,所有用户的账号只能由系统的账号管理员进行分配和管理。同时,每个用户在企业承担着某个岗位的职责,对应于MES系统来说,这个用户就具备着一个或者多个系统角色,通过角色权限的控制形成用户的权限控制。本着最小权限的原则,应当合理分配和控制角色权限,并通过禁止访问控制表限制用户的访问范围,构成系统的安全访问边界。

3.3 安全运行管理

多数MES系统都采用单一管理员(甚至是超级用户)对系统进行管理。虽然简单易行,但却存在巨大安全隐患。一旦管理员账号信息泄露,其他安全措施将形同虚设。因此必须进行系统权限的分割,使其相互制约,避免权限过分集中。本架构的'划分策略:首先是用户管理员,只负责企业用户账号的分配、锁定和吊销,用户岗位角色的分配,以及用户密码的复位操作;其次是安全管理员,负责菜单与功能矩阵的维护,以及角色访问控制列表的制定。

用户管理员和安全管理员相互制约,只有协调一致才能够完成用户的权限分配。同时又可以分级管理,按照分厂、车间等组织架构,或者依据业务范围,划分出不同层级、不同范围的用户管理员和安全管理员,他们只能在自己的权限范围内行使权力。由此形成了可集中管理也可分化管理的技术模型,企业可以依据自身规模和管理模式灵活组织设计。

3.4 系统安全审计

本架构设计了完备的行为捕获和记录系统,对系统关键执行动作留有记录,对用户的操作和行踪留有日志,同时记录了非法用户的入侵尝试,且满足不可抵赖性,形成可靠证据。尤其是用户和安全管理员的所有操作,是系统监控的重点。企业安全审计人员可以随时调取这些记录,进行审计,一旦发现有违反安全策略的行为,即可对行为后果进行调查,采取相应处理措施。

3.5 会话安全策略

HTTP是一个无状态的协议,此协议无法维护两个事务之间的联系,而MES系统的大量应用需要与用户进行交互操作,并且记录这些交互,这就需要保持会话状态。会话状态通常需要在客户端cookie中记录用户信息,或者是在服务器端session中记录,但也需要在用户请求与服务器应用程序间传递一个会话ID,这些信息都会成为攻击的对象,一旦被窃取,会话就可能被冒用,成为会话劫持,造成超越权限的访问和数据操作。为防范此类攻击,一方面对用户信息、会话ID等薄弱环节采取加密措施,增加截获难度。另一方面制定安全策略监视会话状态,进行会话锁定和异常保护及报警。

会话锁定:提供交互式会话的锁定和解锁能力及终止会话能力。在会话进入非活动周期后对终端进行锁定或结束会话。在用户的静止期超过规定的值时,通过以下方式锁定该用户的交互式会话:(1)在显示设备上清除或涂抹,使当前的内容不可读;(2)取消会话解锁之外的所有用户数据的存取/显示的任何活动;(3)在会话解锁之前再次进行身份鉴别。

异常保护及报警:在会话期间通过用户请求进行监视分析用户操作行为,对异常行为采取操作保护动作,并产生记录和报警,如频繁、重复的数据操作,或者同一用户在不同地点创建多个会话的请求等等。

3.6 Web安全防护策略

基于Web的MES系统遭受的典型网络攻击事件包括SQL注入、cookie破坏、会话劫持、目录遍历以及缓冲区溢出等,只有建立涵盖事前、事中、事后的综合防控体系,事前及时识别隐患和漏洞并采取修补措施,事中实时监测,积极防御,早发现,早处置,才能将风险和损失降到最小。

本架构针对Web设计了安全防护策略,实现自动化的Web漏洞检测,以及对网页被挂马、网页被篡改、网页出现敏感信息、系统被拒绝服务等攻击事件的一体化监测预警。从而帮助企业构建自动化的系统安全监测系统,第一时间掌握MES应用的安全状况,降低系统安全风险,增强安全防护等级。

4 MES系统运行安全的防护措施

MES系统的运行安全不能仅仅依靠MES自身的安全设计,需要根据企业对MES的技术经济要求,综合考虑信息安全技术和安全管理与防护措施。

在物理安全层面,建立MES系统安全运行相适应的安全环境,包括机房安全防护、设备安全可用、存储介质安全等。

数据库系统的安全至关重要,需要对数据依据其敏感性进行分类进行不同强度的加密,防止敏感信息泄露。同时数据库要制定有备份和容灾措施,数据库管理人员定时对系统进行备份,防止系统数据损坏和丢失。一旦在系统崩溃或瘫痪的情况下,可利用备份数据迅速将系统恢复起来。

在运行安全方面,通过安全风险分析与评估,制定系统安全运行策略,建立安全检测与监控机制,加强安全审计和系统边界安全防护,采用防火墙、安全认证、入侵检测等措施来阻止攻击,综合运用数据加密和VPN等技术,对包括计算机病毒在内的恶意代码进行必要的安全防护,确保网络传输的安全要求。运用入侵检测技术,主动保护MES系统免受攻击,为MES系统提供了实时保护,是防火墙之后的第二道安全闸门。

依据国家计算机应急响应中心发布的数据,信息系统安全问题中的95%是可以通过科学的信息安全管理措施来避免。因此,加强信息安全意识,制定有效的安全运维策略是保障信息安全的重要基础,已经成为企业管理的一个重要组成部分。

⬖ 架构设计思想总结 ⬖

MES(Manufacturing Execution System),即制造执行系统,位于企业上层业务规划系统(BPS,Business Planning System)和工业控制系统(PCS,Process Control System)之间,应用于企业生产执行管理,是面向车间层的生产技术管理信息系统。MES系统已经成为企业信息化系统的重要组成部分。

随着计算机和网络技术的发展和我国信息化进程不断推进,特别是信息化与工业化深度融合以及物联网技术的快速发展,对MES系统的远程接入和移动互联应用也提出了更多需求,尤其是集团式应用,分布在各个地区生产基地MES系统以各种方式与互联网等公共网络连接,实现互联和信息集成,以及企业管理者的移动办公,因此基于Web的MES系统迅猛发展。图1是基于Web的MES系统的典型应用。

⬖ 架构设计思想总结 ⬖

1.计算机相关专业本科以上学历;

2.具有一定的工作经验,了解系统架构流程;

3.具备良好的专业知识储备,如系统架构知识、程序语言知识和编程建模知识等;

4.熟练使用需求/架构设计工具以及其他相关技术;

5.具有系统架构设计师从业资格证书;

6.具有良好的.沟通能力和团队协作能力;

7.具有良好的逻辑分析能力和抽象思维。

系统架构设计师发展方向在企业中,系统架构设计师的上级一般是it项目经理、产品研发经理或技术经理,因此该职位人员可加强自身专业素质和管理能力,争取向职位上级晋升!

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