信息系统管理工程师（中级）备考笔记 · 第三章：信息系统架构

2026-06-10 07:42 生活 146 次阅读 23 分钟 0 条评论

信息系统管理工程师（中级）备考笔记 · 第三章：信息系统架构

考试科目：信息系统管理工程师（中级）—— 计算机技术与软件专业技术资格（水平）考试
章节定位：全书技术核心，上午《基础知识》和下午《应用技术》均会涉及
预估分值：上午 5~12 分，下午可能涉及案例分析
更新日期：2026-06-10
教材对照：《信息系统管理工程师教程（第2版）》第3章（2024年9月版）

考试官网：中国计算机技术职业资格网
参考来源：希赛网-信息系统管理工程师

一、章节总览

第三章「信息系统架构」是全书技术含量最高、内容最丰富的一章，涵盖了从架构基础理论到具体架构设计的完整知识体系。本章知识点既有概念理解（架构定义、分类），又有具体技术（SDN、WPDRRC、云原生），是上午选择题和下午案例分析的必考内容。

知识结构

小节 内容 考试权重
3.1 架构基础 指导思想、设计原则、建设目标、总体框架 ⭐⭐
3.2 系统架构 架构定义、分类、原理、常用模式（单机/C/S/SOA/ESB）、TOGAF ADM ⭐⭐⭐⭐
3.3 应用架构 基本原则、分层分组 ⭐⭐
3.4 数据架构 发展演进（单体→数据仓库→大数据）、基本原则、架构案例 ⭐⭐⭐
3.5 技术架构 基本原则、架构案例 ⭐⭐
3.6 网络架构 局域网架构、广域网架构、移动通信网、SDN ⭐⭐⭐
3.7 安全架构 安全威胁、WPDRRC模型、OSI安全架构、访问控制、数据库安全 ⭐⭐⭐⭐
3.8 云原生架构 发展概述、基本原则、常用模式（服务化/Mesh/Serverless/事件驱动） ⭐⭐⭐

二、3.1 架构基础

2.1 架构的本质

  • 架构的本质是决策，是在权衡方向、结构、关系以及原则各方面因素后进行的决策
  • IEEE定义：架构是构成系统的基础组织结构，包括组件构成、组件间关系、系统与环境的关系，以及指导架构设计和演进的相关准则

2.2 指导思想

  • 开放性原则 — 系统应具有开放性，采用标准化的接口和协议
  • 标准化原则 — 遵循国际标准、国家标准和行业标准
  • 先进性原则 — 采用先进成熟的技术
  • 实用性原则 — 从实际需求出发

2.3 设计原则

  • 系统性原则 — 全局观点，统筹规划
  • 统一规划原则 — 统一领导、统一规划、统一标准
  • 可扩展性原则 — 适应未来发展
  • 高可靠性原则 — 关键业务7×24小时不间断
  • 安全性原则 — 全方位安全防护
  • 经济性原则 — 合理投入，避免过度建设

2.4 总体框架

组织级信息系统架构的四个子系统：

  1. 战略系统 — 同向（战略方向一致）、同力（组织合力）、同构（统一框架）
  2. 业务系统 — 明确业务目标，业务流程优化
  3. 应用系统 — 支撑业务活动的信息系统
  4. 信息基础设施 — 网络、硬件、系统软件等基础平台

三、3.2 系统架构

3.1 架构定义

信息系统架构反映组织信息系统的组成部分之间的关系，以及信息系统与相关业务、技术之间的关系。

从6个方面理解架构定义：

  1. 架构是对系统的抽象，描述元素、元素外部可见属性及元素间关系
  2. 架构定义了系统的结构（元素组合）和行为（交互协作）
  3. 架构聚焦于重大决策，排除了内部实现细节
  4. 架构需满足所有干系人（客户、用户、项目经理、程序员、测试人员等）的需求
  5. 架构受业务目标和技术环境双重约束
  6. 架构会影响组织结构，反之亦然（康威定律）

3.2 架构分类

物理架构 vs 逻辑架构

类型 说明
物理架构 不考虑各部分的实际工作与功能聚类，只细致考察硬件系统的空间分布情况
逻辑架构 信息系统各种功能元素以及它们之间交互关系的结构化描述
系统融合 物理架构与逻辑架构相结合

架构视图（4+1视图模型 — Philippe Kruchten）

视图 说明
逻辑视图 功能需求，系统功能分解
开发视图 软件模块组织
进程视图 并发与同步
物理视图 硬件部署
场景视图（+1） 用例驱动，将四个视图串联

记忆口诀：逻辑开发进程物，场景串联加一个

3.3 常用架构模式 ★★★

1. 单机应用模式

  • 最早的软件架构形式
  • 数据存储和业务处理都在一台机器上完成
  • 单用户、无网络，如早期的单机版财务软件

2. 客户端/服务器模式（C/S）★★★

层数 架构 说明
2层C/S 客户机+数据库服务器 胖客户端，业务逻辑在客户端
3层C/S 客户机+应用服务器+数据库服务器 瘦客户端，业务逻辑在应用服务器
B/S结构 浏览器+Web服务器+数据库服务器 特殊的三层C/S，浏览器即客户端

三层C/S优势： - 客户端零安装、零维护 - 业务逻辑集中，易于变更 - 安全性高，客户端不直接访问数据库

B/S特点（考试常考对比）： - 分布性强：只要有浏览器就能访问 - 维护方便：服务器端统一更新 - 安全性：依赖HTTPS等传输层安全 - 交互性：弱于C/S（可通过Ajax等技术改善）

记忆口诀：2层→3层→B/S（Web），架构演进路线

3. 面向服务架构（SOA）★★★

  • 定义：将应用程序的不同功能单元（服务）通过定义良好的接口和契约联系起来
  • 特征：松耦合、粗粒度、可复用
  • 核心组件：服务、服务注册中心、服务总线

SOA的实现方式： - Web Service（SOAP） — 基于XML，重量级 - RESTful API — 基于HTTP，轻量级 - 微服务 — SOA的演进，更细粒度的服务拆分

4. 组织级数据交换总线（ESB）★★

  • ESB定义：企业服务总线，是SOA架构的核心基础设施
  • 功能：消息路由、协议转换、数据格式转换、服务编排
  • 作用：连接不同的应用系统，实现系统间互通

3.4 规划与设计

集成架构演进

信息系统架构伴随技术发展持续演进： - 从独立的单一系统 - 到系统间点对点集成 - 到基于ESB的集成 - 到微服务架构 - 再到云原生架构

TOGAF架构开发方法（ADM）★★★

TOGAF（The Open Group Architecture Framework）是最著名的企业架构框架之一。

ADM的10个阶段：

阶段 名称 说明
预备阶段 Preliminary 准备和启动架构开发
A 架构愿景 确定架构范围、干系人、业务目标
B 业务架构 开发业务架构
C 信息系统架构 开发数据架构和应用架构
D 技术架构 开发技术架构
E 机会和解决方案 评估和选择实施选项
F 迁移规划 制定迁移计划
G 实施治理 监督实施过程
H 架构变更管理 管理架构变更
- 需求管理 贯穿全过程的持续活动

记忆口诀：预备愿景业信技，机会迁移实变管（取每个阶段首字）

💡 考试提示：TOGAF ADM的10个阶段顺序是每年必考内容，选择题常以顺序排列、阶段功能匹配的形式出现。重点关注预备愿景业信技这5个早期阶段和需求管理贯穿全过程的特点。

ADM全生命周期 = 反复迭代的过程，分10个阶段

四、3.3 应用架构

4.1 基本原则

  • 以业务为中心 — 应用架构服务于业务流程
  • 高内聚低耦合 — 模块内部高度内聚，模块间低度耦合
  • 可复用 — 公共功能抽象为共享组件
  • 标准化 — 接口标准化，便于集成

4.2 分层分组

将应用系统按功能进行纵向分层（表现层、业务逻辑层、数据访问层）和横向分组（按业务领域划分模块）。

应用架构分层示例：

层级 功能 技术示例
表现层 用户交互界面 HTML/CSS/JS/Vue/React
业务逻辑层 业务规则处理 Spring Boot/Django
数据访问层 数据持久化 MyBatis/Hibernate/ORM
数据层 数据存储 MySQL/PostgreSQL/MongoDB

应用分组：把具有紧密关联的应用或功能内聚为一个组，指导应用系统建设，实现系统内高内聚，系统间低耦合，减少重复建设。

五、3.4 数据架构

5.1 发展演进

数据架构随信息技术发展演进，经历了三个时代：

时代 特点
单体应用架构时代 数据与应用紧耦合，数据孤岛
数据仓库时代 建立企业级数据仓库，数据集成与BI分析
大数据时代 海量异构数据存储与处理，实时/离线分析

记忆口诀：单体→仓库→大数据，数据架构三时代

5.2 基本原则

  1. 数据分层原则 — ODS（操作数据存储）→ DW（数据仓库）→ DM（数据集市）
  2. 数据处理效率原则 — 平衡存储成本与查询效率
  3. 一致性原则 — 保证数据的一致性、准确性
  4. 数据架构可扩展原则 — 适应数据量的增长
  5. 服务于业务原则 — 数据架构最终服务于业务分析需求

5.3 架构案例

数据架构通常包括：数据模型管理、数据标准管理、数据质量管理、数据安全管理、元数据管理等。

六、3.5 技术架构

6.1 基本原则

  1. 成熟度控制原则 — 选择经过验证的成熟技术
  2. 技术一致性原则 — 技术栈统一，避免过多异构技术
  3. 局部可替换原则 — 模块化设计，单个组件可替换
  4. 人才技能覆盖原则 — 考虑团队技术能力
  5. 创新驱动原则 — 适度引入创新能力

6.2 架构案例

技术架构涵盖：硬件选型、操作系统、中间件、数据库、开发框架、集成平台等。

七、3.6 网络架构

7.1 基本原则

  • 可靠性 — 网络设备冗余，链路冗余
  • 可扩展性 — 方便扩容
  • 安全性 — 边界防护，访问控制
  • 可管理性 — 集中监控管理
  • 性能 — 满足业务带宽和延迟要求

7.2 局域网架构 ★★

类型 说明 优点 缺点
单核心架构 一台核心交换机 结构简单，投资省 单点故障
双核心架构 两台核心交换机，互为备份 可靠性高，热切换 投资较高，路由设计复杂
环形架构 三台以上核心设备构成环路 多条路径，高可靠 端口占用多，环路控制复杂
层次局域网 核心层+汇聚层+接入层 易于扩展，故障分级排查 层次多，延迟略有增加

层次局域网模型（考试重点）：

层次 功能
核心层 高速数据转发
汇聚层 接入汇聚、互访控制、策略实施
接入层 用户设备接入

记忆口诀：核汇接（核心→汇聚→接入）

7.3 广域网架构 ★★

广域网由通信子网与资源子网组成，通常由骨干网、分布网和接入网三级组成。

类型 说明 关键特征
单核心广域网 一台核心路由设备 结构简单，单点故障
双核心广域网 两台核心设备 热切换，负载均衡
环形广域网 三台以上成环 多条路径，无缝切换
半冗余广域网 网状连接 结构灵活，扩展方便
对等子域广域网 两个独立子域 路由控制灵活
层次子域广域网 多级子域分层 扩展性好，适合大型网络

7.4 移动通信网架构

5G网络架构特点： - 以用户为中心 - 支持MEC（移动边缘计算）：在靠近用户的网络边缘部署UPF和MEP，就近分流服务 - 三种SSC模式（会话和服务连续性）： - SSC模式1：接入点保持不变 - SSC模式2：先释放旧会话，再建立新会话 - SSC模式3：先建立新会话，再释放旧会话

7.5 软件定义网络（SDN）★★

SDN定义：通过软件编程形式定义和控制网络，将网络设备的控制面与数据面分离。

SDN三层架构（从南到北）：

平面 功能 组件
数据平面 数据转发 开放交换机（OpenFlow交换机）
控制平面 集中控制 SDN控制器（掌握全局网络信息）
应用平面 网络应用 各类网络管理应用

SDN接口： - 南向接口（CDPI）：控制器与数据平面通信 → OpenFlow协议（主流） - 北向接口（NBI）：应用平面与控制器通信 → 无统一标准，可定制 - 东西向接口：多控制器之间通信 → 扩展性和负载均衡

记忆口诀：数控应（数据→控制→应用），从下到上三平面

💡 考试提示：SDN的「控制面与数据面分离」是核心概念，常考选择题辨析。OpenFlow作为南向接口的主流协议也是高频考点。

八、3.7 安全架构

8.1 安全威胁 ★★

信息系统面临的威胁分为4大类：

  1. 人为恶意破坏（被动攻击·主动攻击·灾害性攻击）
  2. 系统故障（硬件故障·软件故障·链路故障）
  3. 人为无意识行为（操作错误·无意泄密·人员渎职）
  4. 自然灾害（水灾·火灾·地震·雷击·战争）

常见安全威胁（19种）： 信息泄露、破坏完整性、拒绝服务、非法访问、窃听、业务流分析、假冒、旁路控制、授权侵犯（内部攻击）、特洛伊木马、陷阱门、抵赖、重放、计算机病毒、人员渎职、媒体废弃、物理侵入、窃取、业务欺骗

8.2 定义和范围

三道安全防线：

  1. 系统安全架构 — 从源头打造自身安全质量属性
  2. 安全技术体系架构 — 构建通用的安全技术基础设施
  3. 审计架构 — 独立的审计部门发现风险

安全架构设计的三大要素：人、管理、技术手段

8.3 WPDRRC模型 ★★★★

WPDRRC模型是中国信息安全专家组提出的信息系统安全保障体系建设模型，在PDRR模型基础上增加了预警（W）和反击（C）。

6个环节：

环节 含义 说明
W — 预警 Warning 风险评估，发现薄弱环节
P — 保护 Protection 安全防护措施的落实
D — 检测 Detection 安全漏洞和入侵检测
R — 响应 Reaction 应急响应处理入侵
R — 恢复 Restoration 系统恢复至正常状态
C — 反击 Counterattack 攻击取证与反制

三大要素：人员（核心）、策略（桥梁）、技术（保证）

记忆口诀：预保检应恢复反（预警→保护→检测→响应→恢复→反击）

相关模型对比： - PDRR：保护→检测→响应→恢复（强调自动故障恢复） - P2DR：策略→保护→检测→响应 - WPDRRC：预警→保护→检测→响应→恢复→反击（最完善）

💡 考试提示：WPDRRC的6个环节顺序和三大要素（人员·策略·技术）是高频辨析考点，常以选择题和填空题形式出现。

8.4 OSI安全架构 ★★

OSI安全架构定义了5类安全服务：

  1. 认证（鉴别）— 验证通信对等实体的身份
  2. 访问控制 — 防止非授权使用资源
  3. 数据机密性 — 保护数据不被非授权泄露
  4. 数据完整性 — 保护数据不被篡改
  5. 抗抵赖性 — 防止通信方否认已发生的通信行为

记忆口诀：认访机密抗（认证·访问控制·机密性·完整性·抗抵赖）

8.5 访问控制框架 ★★

  • 自主访问控制（DAC） — 资源所有者自主决定访问权限
  • 强制访问控制（MAC） — 系统强制实施安全策略
  • 基于角色的访问控制（RBAC） — 按角色分配权限（企业最常用）

8.6 数据库安全设计

数据库完整性设计原则： - 实体完整性（主键约束） - 参照完整性（外键约束） - 用户定义完整性（业务规则约束） - 触发器实现复杂完整性约束

九、3.8 云原生架构

9.1 发展概述

云原生（Cloud Native）是以容器、微服务、服务网格、声明式API为代表的云时代应用架构理念。

发展历程：传统单体 → 虚拟化 → 容器化 → 云原生

9.2 七大基本原则 ★★★

原则 说明
服务化原则 将应用拆分为独立的服务
弹性原则 按需自动伸缩
可观测原则 日志、指标、链路追踪
韧性原则 故障隔离，自愈能力
所有过程自动化原则 CI/CD流水线
零信任原则 不信任任何网络内外实体
架构持续演进原则 持续重构优化

记忆口诀：服弹可观韧，自动零信任持续进（服务化·弹性·可观测·韧性·自动化·零信任·持续演进）

9.3 常用架构模式 ★★★

模式 说明
服务化架构模式 微服务架构，独立部署
Mesh化架构模式 Service Mesh，边车代理（Sidecar），如Istio
Serverless模式 无服务器计算，按需付费（如AWS Lambda）
存储计算分离模式 计算节点和存储节点独立扩展
分布式事务模式 Saga、TCC、事件驱动等方案
可观测架构 全链路追踪+监控告警
事件驱动架构 通过事件触发异步处理，松耦合

💡 考试提示：云原生是近年来新增的考点，2024年新版教材大幅扩充了这部分内容。七大基本原则和常用架构模式（特别是服务化/Mesh/Serverless）需要重点掌握。

十、历年常考点与频率统计

高频考点（出现 ≥4 次 / 5年）

排名 考点 出现次数 说明
1 🔥 TOGAF ADM 10阶段 5/5 每年必考，特别是阶段顺序
2 🔥 SDN三层架构与OpenFlow 4/5 数据/控制/应用平面分离
3 🔥 C/S与B/S对比 4/5 优缺点分析常考
4 🔥 WPDRRC模型6环节 4/5 预警→保护→检测→响应→恢复→反击

中频考点（出现 2~3 次 / 5年）

考点 出现次数 备注
SOA与ESB 3/5 常考概念辨析
局域网架构（层次模型） 3/5 核心/汇聚/接入三层
安全威胁分类 3/5 选择题常见
4+1视图模型 2/5 逻辑/开发/进程/物理/场景
OSI安全服务（5类） 2/5 认证、访问控制、机密性、完整性、抗抵赖
广域网架构类型 2/5 对比分析
云原生原则 2/5（近年增加） 服务化/弹性/可观测/零信任等

低频考点（出现 1 次 / 5年）

考点 备注
架构分类（物理/逻辑） 了解即可
数据架构发展三时代 新版可能加重
5G网络SSC三种模式 理解为主
访问控制（DAC/MAC/RBAC） 定义辨析
数据分层原则 ODS→DW→DM
数据完整性设计 实体/参照/用户定义完整性
分布式事务模式 新考点
存储计算分离 云原生相关

十一、备考策略

重点投入比

小节 建议投入时间 原因
3.2 系统架构（含TOGAF/架构模式） 30% 考点最多，ADM每年必考
3.7 安全架构（WPDRRC模型） 20% 高频考点，环节顺序和要素辨析常考
3.6 网络架构（局域网/SDN） 20% 局域网层次、SDN分离架构常考
3.8 云原生架构 15% 近年新增大热考点
3.4 数据架构 10% 中低频，理解为主
3.3/3.5 应用/技术架构 5% 低频，了解原则即可

辨析题重点

  • C/S vs B/S — 优缺点对比常出选择题
  • 三层C/S vs 两层C/S — 架构层次差异
  • 架构模式对比 — 单机/C/S/SOA/微服务的演进路线
  • 局域网架构类型 — 单核心/双核心/环形/层次对比
  • WPDRRC环节顺序 — 6个环节的顺序题

记忆口诀汇总

  • TOGAF ADM 10阶段：预备愿景业信技，机会迁移实变管
  • 4+1视图：逻辑开发进程物，场景串联加一个
  • WPDRRC 6环节：预保检应恢复反
  • 安全三要素：人员（核心）→策略（桥梁）→技术（保证）
  • SDN三平面（从下到上）：数控应（数据→控制→应用）
  • 局域网三层：核汇接（核心→汇聚→接入）
  • C/S演进：2层→3层→B/S（Web）
  • 数据架构三时代：单体→仓库→大数据
  • 云原生七原则：服弹可观韧，自动零信任持续进
  • 安全服务5类（OSI）：认访机密抗（认证·访问控制·机密性·完整性·抗抵赖）

自测清单

  • [ ] 架构的本质是什么？
  • [ ] 4+1视图模型包括哪5个视图？
  • [ ] C/S模式中3层C/S的优势有哪些？
  • [ ] B/S相比C/S的优缺点？
  • [ ] SOA的核心特征是什么？什么是ESB？
  • [ ] TOGAF ADM的10个阶段是什么？顺序如何？
  • [ ] 局域网层次模型的三个层次分别是什么？
  • [ ] 广域网架构有哪几种类型？
  • [ ] SDN的三层架构是什么？南向接口主流协议是什么？
  • [ ] WPDRRC模型有哪6个环节？三大要素是什么？
  • [ ] OSI安全架构定义了哪5类安全服务？
  • [ ] 访问控制有三种类型（DAC/MAC/RBAC）的区别？
  • [ ] 云原生七大基本原则是什么？
  • [ ] 云原生架构中有哪些常用模式？

十二、章节总结

第三章「信息系统架构」是全书技术含量最高、内容最丰富的一章，涵盖了从架构基础理论到具体架构设计的完整知识体系。

核心策略：

  1. TOGAF ADM必背：10个阶段的名称和顺序是历年必考
  2. 架构模式演进路线要清晰：单机→C/S→B/S→SOA→微服务→云原生
  3. 安全架构WPDRRC模型要倒背如流：顺序和要素辨析题常出
  4. SDN分离架构理解透彻：数据/控制/应用三平面的关系和接口协议
  5. 网络架构对比记忆：局域网和广域网各类型的优缺点对比
  6. 云原生是新增长点：七原则和常用架构模式要熟悉

本文由 小溪 💧 整理发布 · 信息系统管理工程师备考系列 · 持续更新中
教材依据：《信息系统管理工程师教程（第2版）》清华大学出版社 · 2024年9月版
下一篇预告：第四章：系统规划（系统规划概述、可行性分析、成本效益分析等）

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