CN113687812A - 信息系统体系结构构建方法、电子设备及存储介质 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种信息系统体系结构构建方法、电子设备与存储介质，能够符合用户需求，所构建信息系统在多维度属性方面均有较优表现。所述方法包括：获取多个候选体系结构设计方案的系统结构信息，根据系统结构信息确定相应系统结构的属性指标数据；根据属性指标数据对多个所述候选体系结构设计方案进行对比分析以选定最优设计方案；根据所述最优设计方案对多个所述系统功能节点进行结构划分以构建所述信息系统。所述电子设备包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述程序时实现所述信息系统体系结构构建方法。所述存储介质所存储计算机指令用于实现所述信息系统体系结构构建方法。

Description

信息系统体系结构构建方法、电子设备及存储介质

技术领域

本发明涉及信息系统构建技术领域，尤其涉及一种信息系统体系结构构建方法、电子设备及存储介质。

背景技术

信息系统的体系结构是指系统中各组成部分的结构、组成部分之间的关系以及制约其设计与演化的指南，能够为信息系统的分析、设计、实施、和维护提供全程指导。信息系统的体系结构构建处于系统建设的早期阶段，是梳理体系设计要素、衡量未来体系建设好坏的关键。而在体系结构构建阶段，根据用户的不同需求，可能会产生多个体系结构设计方案。如何对这些方案进行权衡分析，从中选取确定符合用户需求与利益的较优解决方案，是亟待解决的问题。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提出一种信息系统体系结构构建方法、电子设备及存储介质。

基于上述目的，在第一方面本发明提供了一种信息系统体系结构构建方法。

其中，所述信息系统由多个系统功能节点组成，所述信息系统体系结构构建方法包括：

获取多个候选体系结构设计方案，所述候选体系结构设计方案用于将多个所述系统功能节点划分为多个子系统；

确定所述候选体系结构设计方案的系统结构信息，根据所述系统结构信息计算确定所述候选体系结构设计方案相应系统结构的属性指标数据，所述属性指标包括复杂度、耦合度、内聚度、信息传输效率、信息连通性与结构紧密性；

根据所述属性指标数据对多个所述候选体系结构设计方案进行对比分析以选定最优设计方案；

根据所述最优设计方案对多个所述系统功能节点进行结构划分以构建所述信息系统。

可选的，所述系统结构信息包括子系统逻辑结构信息，所述根据所述系统结构信息计算确定所述候选体系结构设计方案相应系统结构的属性指标数据，进一步包括：

根据所述子系统逻辑结构信息计算确定所述候选体系结构设计方案相应系统结构的所述复杂度，包括：

根据所述子系统逻辑结构信息确定多个所述子系统的逻辑连接关系；

根据所述逻辑连接关系确定多个所述子系统的邻接矩阵，并计算所述邻接矩阵的最大特征值；

根据所述最大特征值确定所述复杂度：

其中，compl(S)表示所述候选体系结构设计方案相应所述系统结构S的复杂度，λ_max表示所述系统结构S相应所述邻接矩阵的最大特征值，N表示所述系统结构S中所述子系统的个数。

可选的，所述系统结构信息包括子系统通信信息，所述根据所述系统结构信息计算确定所述候选体系结构设计方案相应系统结构的属性指标数据，进一步包括：

根据所述子系统通信信息计算确定所述候选体系结构设计方案相应系统结构的所述耦合度，包括：

根据所述子系统通信信息确定多个所述子系统之间数据传输的通信信道占用率；

根据所述通信信道占用率计算确定所述子系统的耦合度：

其中，coupling(s_j)表示子系统s_j的耦合度，u_ij表示子系统s_i到子系统s_j数据传输的通信信道占用率，u_ji表示子系统s_j到子系统s_i数据传输的通信信道占用率，N表示所述系统结构S中所述子系统的个数；

根据多个所述子系统的耦合度计算所述系统结构S的所述耦合度：

其中，coupling(S)表示所述候选体系结构设计方案相应所述系统结构S的所述耦合度。

可选的，所述系统结构信息包括子系统功能信息，所述根据所述系统结构信息计算确定所述候选体系结构设计方案相应系统结构的属性指标数据，进一步包括：

根据所述子系统功能信息计算确定所述候选体系结构设计方案相应系统结构的所述内聚度，包括：

根据所述子系统功能信息确定所述子系统所包含多个所述系统功能节点构成的系统功能图以及多个所述系统功能节点间数据交换量；

根据所述系统功能图与所述数据交换量计算确定所述子系统的内聚度：

其中，coh(s_i)表示子系统s_i的内聚度，de_i表示所述子系统s_i所包含的多个所述系统功能节点间单位时间内的所述数据交换量，LBN(s_i)表示所述子系统s_i相应所述系统功能图的缺失边数多的一半；

根据多个所述子系统的内聚度计算所述系统结构S的所述内聚度：

其中，coh(S)表示所述候选体系结构设计方案相应所述系统结构S的所述内聚度，N表示所述系统结构S中所述子系统的个数。

可选的，所述系统结构信息包括子系统通信连接信息，所述根据所述系统结构信息计算确定所述候选体系结构设计方案相应系统结构的属性指标数据，进一步包括：

根据所述子系统通信连接信息计算确定所述候选体系结构设计方案相应系统结构的所述信息传输效率、信息连通性与结构紧密性；

其中，所述根据所述子系统通信连接信息计算确定所述信息传输效率，进一步包括：

根据所述子系统通信连接信息确定多个所述子系统之间的通信连接边数；

根据所述通信连接边数确定多个所述子系统间的传输效率：

其中，e_ij表示子系统s_i与子系统s_j之间的传输效率，d_ij表示子系统s_i与子系统s_j之间的所述通信连接边数；

根据多个所述子系统间的所述传输效率计算所述系统结构S的所述信息传输效率：

其中，TE(S)表示所述候选体系结构设计方案相应所述系统结构S的所述信息传输效率，N表示所述系统结构S中所述子系统的个数；

所述根据所述子系统通信连接信息计算确定所述信息连通性，进一步包括：

根据所述子系统通信连接信息确定所述系统结构中总通信连接边数以及多个所述子系统之间的通信连接边数；

根据所述总通信连接边数与所述通信连接边数计算所述系统结构S的所述信息连通性：

其中，Co(S)表示所述候选体系结构设计方案相应所述系统结构S的所述信息连通性；

m表示网络密度：

其中，M表示所述总通信连接边数，N表示所述系统结构S中所述子系统的个数；

APL表示平均路径长度：

其中，d_ij表示子系统s_i与子系统s_j之间的所述通信连接边数；

所述根据所述子系统通信连接信息计算确定所述结构紧密性，包括：

根据所述通信连接边数确定所述子系统的紧密中心度：

其中，c_c(i)表示子系统s_i的紧密中心度，d_ij表示子系统s_i与子系统s_j之间的所述通信连接边数，N表示所述系统结构S中所述子系统的个数；

根据多个所述子系统的所述紧密中心度计算所述系统结构S的所述结构紧密性：

其中，Cl(S)表示所述候选体系结构设计方案相应所述系统结构S的所述结构紧密性。

可选的，所述根据所述属性指标数据对多个所述候选体系结构设计方案进行对比分析以选定最优设计方案，进一步包括：

获取多个所述属性指标相应的预设属性权值，根据所述预设属性权值从多项所述属性指标中选取基准属性指标；

从多个所述候选体系结构方案的多项所述属性指标数据中选取与所述基准属性指标相对应的基准属性指标数据；

对所述基准属性指标数据进行归一化处理得到相应的基准属性评分，选取所述基准属性评分最高的所述候选体系结构设计方案作为所述最优设计方案。

可选的，所述根据所述属性指标数据对多个所述候选体系结构设计方案进行对比分析以选定最优设计方案，进一步包括：

从多个所述候选体系结构设计方案中选取基准设计方案；

依次将除所述基准设计方案之外的多个所述案体系结构设计方案的所述属性指标数据与所述基准设计方案的所述属性数据进行对比，根据对比结果生成Pugh选择矩阵；

利用所述Pugh选择矩阵从多个所述候选体系结构设计方案中选取最优设计方案。

可选的，所述根据所述属性指标数据对多个所述候选体系结构设计方案进行对比分析以选定最优设计方案，进一步包括：

从多个所述候选体系结构设计方案中任选两候选体系结构设计方案J^a与J^b进行对比；

响应于J^a≥J^b and J^a≠J^b，即对

且存在i使得

则候选体系结构设计方案J^b被候选体系结构设计方案J^a弱支配；

其中，i＝1，2，3…，n，n表示属性指标总数，

表示候选体系结构设计方案J^a的第i项属性指标相应的属性指标数据，

表示候选体系结构设计方案J^b的第i项属性指标相应的属性指标数据；

响应于J^a＞J^b，即对

则候选体系结构设计方案J^b被候选体系结构设计方案J^a强支配；

将多个所述候选体系结构设计方案两两进行对比，响应于存在候选体系结构设计方案J^x未被其他任意候选体系结构设计方案弱支配，亦未被其他任意候选体系结构设计方案强支配，则所述候选体系结构设计方案J^x称为非支配设计方案；

选取所述非支配设计方案作为所述最优设计方案。

在第二方面本发明提供了一种电子设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述程序时实现如第一方面所述的信息系统体系结构构建方法。

在第三方面本发明提供了一种非暂态计算机可读存储介质，所述非暂态计算机可读存储介质存储计算机指令，所述计算机指令用于使计算机执行如第一方面所述的信息系统体系结构构建方法。

从上面所述可以看出，本发明提供的一种信息系统体系结构构建方法、电子设备及存储介质，获取多个候选体系结构设计方案的系统结构信息，根据所述系统结构信息分别计算出各候选体系结构设计方案相应系统结构的多维度属性指标数据，包括复杂度、耦合度、内聚度、信息传递效率、信息连通性与结构紧密性，之后以多维度属性指标数据为依据对多个候选体系结构设计方案进行衡量分析，分析方法可以包括词典学法、Pugh决策矩阵法以及Pareto前沿法，通过衡量分析从多个候选体系结构设计方案中选取出最优设计方案来构建信息系统体系结构，能够保证所构建的信息系统体系结构符合用户需求且在多维度属性方面均有较优表现。

附图说明

为了更清楚地说明本申请或相关技术中的技术方案，下面将对实施例或相关技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为信息系统结构示意图；

图2为本申请实施例所提供的一种信息系统体系结构构建方法示意图；

图3为本申请实施例所提供的一种信息系统体系结构构建方法中选定最优设计方案方法示意图；

图4为本申请实施例所提供的一种信息系统体系结构构建方法中又一选定最优设计方案方法示意图；

图5为本申请实施例所提供的一种信息系统体系结构构建电子设备示意图。

具体实施方式

为使本公开的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，并参照附图，对本公开进一步详细说明。

需要说明的是，除非另外定义，本公开实施例使用的技术术语或者科学术语应当为本公开所属领域内具有一般技能的人士所理解的通常意义。本公开实施例中使用的“第一”、“第二”以及类似的词语并不表示任何顺序、数量或者重要性，而只是用来区分不同的组成部分。“包括”或者“包含”等类似的词语意指出现该词前面的元件或者物件涵盖出现在该词后面列举的元件或者物件及其等同，而不排除其他元件或者物件。“连接”或者“相连”等类似的词语并非限定于物理的或者机械的连接，而是可以包括电性的连接，不管是直接的还是间接的。“上”、“下”、“左”、“右”等仅用于表示相对位置关系，当被描述对象的绝对位置改变后，则该相对位置关系也可能相应地改变。

信息系统(Information system)，是指由计算机硬件、网络和通信设备、计算机软件、信息资源、信息用户和规章制度组成的以处理信息流为目的的人机一体化系统。随着科技进步与经济发展，信息系统在军事、农业、商业、教育、物联网等多个领域得到越来越广泛的应用。如图1所示为信息系统示意图，该示例性信息系统用于组织动员。为实现信息系统对信息的输入、存储、处理、输出和控制的五大基本功能以及基于这五大基本功能所实现的更复杂组织动员功能，该示例性信息系统中可以包括有多个系统功能节点，例如信息发布节点、信息填报节点、信息存储节点、业务信息查询节点等等。

信息系统的体系结构是指系统中各组成部分的结构、组成部分之间的关系以及制约其设计与演化的指南，能够为信息系统的分析、设计、实施、和维护提供全程指导，进一步的信息系统的体系结构能够对所服务行业、组织的运转情况的工作效率带来直接影响。因此，如何对信息系统的多个组成部分的结构、连接关系、通信关系进行设计和规划在满足信息系统基本目标功能即用户需求的同时尽可能优化其性能是一个亟需解决的问题。

针对上述问题，本申请方案确定多个可能的体系结构设计方案在多个维度的属性指标数据，以这些多维度属性指标数据为依据进行全面衡量和分析来选取确定出最优设计方案。

基于上述发明构思，本发明在一方面提供了一种信息系统体系结构构建方法。

如图2所示，在本发明的一个或多个可选实施例所提供的一种信息系统体系结构构建方法中，所述信息系统由多个系统功能节点组成，所述方法包括：

S1：获取多个候选体系结构设计方案，所述候选体系结构设计方案用于将多个所述系统功能节点划分为多个子系统；

如图1所示的信息系统，多个系统功能节点根据相互间的连接关系、逻辑关系以及功能配合关系可以划分成多个不同的子系统，例如可以将其中的动员需求对接节点、综合方案生成节点与方案分解细化节点划归为一个子系统，将动员模型构建节点、动员预案匹配节点与动员总结评估节点划归为一个子系统等。可以理解的是，信息系统中的多个系统功能节点可以存在多中不同的子系统划分方式从而形成不同的子系统结构。不同的子系统结构即组成了信息系统的基本体系结构，不同的体系结构设计方案也就对应了不同的子系统划分结果，依据不同的体系结构构建方案所构建组成的信息系统其组织运转情况、工作效率也存在差异。在本发明的一些可选实施例中首选获取多个候选体系结构设计方案，在多个所述首选体系结构设计方案中，信息系统中多个系统功能节点划分为子系统的情况不同，多个子系统所构成的系统结构不同。

S2：确定所述候选体系结构设计方案的系统结构信息，根据所述系统结构信息计算确定所述候选体系结构设计方案相应系统结构的属性指标数据，所述属性指标包括复杂度、耦合度、内聚度、信息传输效率、信息连通性与结构紧密性；

S3：根据所述属性指标数据对多个所述候选体系结构设计方案进行对比分析以选定最优设计方案；

以复杂度、耦合度、内聚度、信息传输效率、信息连通性与结构紧密性这几种属性指标数据为依据对多个所述候选体系结构设计方案进行衡量分析，例如可以分别为上述几种属性指标数据设定评价权重，根据各候选体系结构设计方案的多项所述属性指标数据以及对应属性指标评价权重计算所述候选体系结构设计方案的方案评分，再根据评分来选取最优设计方案；

S4：根据所述最优设计方案对多个所述系统功能节点进行结构划分以构建所述信息系统。

从上面所述可以看出，本发明提供的一种信息系统体系结构构建方法、电子设备及存储介质，获取多个候选体系结构设计方案的系统结构信息，根据所述系统结构信息分别计算出各候选体系结构设计方案相应系统结构的多维度属性指标数据，包括复杂度、耦合度、内聚度、信息传递效率、信息连通性与结构紧密性，之后以多维度属性指标数据为依据对多个候选体系结构设计方案进行衡量分析，分析方法可以包括词典学法、Pugh决策矩阵法以及Pareto前沿法，通过衡量分析从多个候选体系结构设计方案中选取出最优设计方案来构建信息系统体系结构，能够保证所构建的信息系统体系结构符合用户需求且在多维度属性方面均有较优表现。

在本发明的一个或多个可选实施例所提供的信息系统体系结构构建方法中，所述系统结构信息包括子系统逻辑结构信息，所述子系统逻辑结构信息用于表征按照相应所述候选体系结构设计方案将信息系统的多个系统功能节点划归为多个子系统这多个子系统之间的逻辑结构关系。

所述根据所述系统结构信息计算确定所述候选体系结构设计方案相应系统结构的属性指标数据，进一步包括：

根据所述子系统逻辑结构信息计算确定所述候选体系结构设计方案相应系统结构的所述复杂度。从逻辑角度看，系统复杂度与系统完成任务的环路的多少有关系，完成任务的环路越多，系统的结构越复杂。在本发明实施例中可以选用邻接矩阵来表征候选体系结构设计方案中多个子系统的逻辑结构。

所述根据所述子系统逻辑结构信息计算确定所述候选体系结构设计方案相应系统结构的所述复杂度，进一步包括：

根据所述子系统逻辑结构信息确定多个所述子系统的逻辑连接关系；

根据所述逻辑连接关系确定多个所述子系统的邻接矩阵，并计算所述邻接矩阵的最大特征值；

根据所述最大特征值确定所述复杂度：

其中，compl(S)表示所述候选体系结构设计方案相应所述系统结构S的复杂度，λ_max表示所述系统结构S相应所述邻接矩阵的最大特征值，N表示所述系统结构S中所述子系统的个数。

在本发明的一个或多个可选实施例所提供的信息系统体系结构构建方法中，所述系统结构信息包括子系统通信信息，所述根据所述系统结构信息计算确定所述候选体系结构设计方案相应系统结构的属性指标数据，进一步包括：

根据所述子系统通信信息计算确定所述候选体系结构设计方案相应系统结构的所述耦合度。耦合度是系统结构中各子系统或者各个组件间相互联系紧密程度的一种度量。子系统之间联系越紧密，其耦合性就越强，子系统的独立性越差。

根据所述子系统通信信息计算确定所述候选体系结构设计方案相应系统结构的所述耦合度，进一步包括：

根据所述子系统通信信息确定多个所述子系统之间数据传输的通信信道占用率；

根据所述通信信道占用率计算确定所述子系统的耦合度：

其中，coupling(s_j)表示子系统s_j的耦合度，u_ij表示子系统s_i到子系统s_j数据传输的通信信道占用率，u_ji表示子系统s_j到子系统s_i数据传输的通信信道占用率，N表示所述系统结构S中所述子系统的个数；

根据多个所述子系统的耦合度计算所述系统结构S的所述耦合度：

其中，coupling(S)表示所述候选体系结构设计方案相应所述系统结构S的所述耦合度。

在本发明的一个或多个可选实施例所提供的信息系统体系结构构建方法中，所述系统结构信息包括子系统功能信息，所述根据所述系统结构信息计算确定所述候选体系结构设计方案相应系统结构的属性指标数据，进一步包括：

根据所述子系统功能信息计算确定所述候选体系结构设计方案相应系统结构的所述内聚度。内聚度是系统结构中各子系统对应功能之间联系紧密性的度量，若一个系统内各功能联系的越紧密，则该系统的内聚性就越高。可以根据多个子系统中包含的功能节点之间传递的数据量以及功能有向图的紧密程度计算内聚度。

具体的，所述根据所述子系统功能信息计算确定所述候选体系结构设计方案相应系统结构的所述内聚度，进一步包括：

根据所述子系统功能信息确定所述子系统所包含多个所述系统功能节点构成的系统功能图以及多个所述系统功能节点间数据交换量；

根据所述系统功能图与所述数据交换量计算确定所述子系统的内聚度：

其中，coh(s_i)表示子系统s_i的内聚度，de_i表示所述子系统s_i所包含的多个所述系统功能节点间单位时间内的所述数据交换量，LBN(s_i)表示所述子系统s_i相应所述系统功能图的缺失边数多的一半；

根据多个所述子系统的内聚度计算所述系统结构S的所述内聚度：

其中，coh(S)表示所述候选体系结构设计方案相应所述系统结构S的所述内聚度，N表示所述系统结构S中所述子系统的个数。

在本发明的一个或多个可选实施例所提供的信息系统体系结构构建方法中，所述系统结构信息包括子系统通信连接信息，所述根据所述系统结构信息计算确定所述候选体系结构设计方案相应系统结构的属性指标数据，进一步包括：

根据所述子系统通信连接信息计算确定所述候选体系结构设计方案相应系统结构的所述信息传输效率、信息连通性与结构紧密性。

其中，所述候选体系结构设计方案相应系统结构的信息传递效率是指在所述系统结构中多个子系统之间的信息传递效率，可以根据不同子系统中所包含系统功能节点间的信息传递效率来表征子系统间的信息传递效率；所述信息连通性是所述系统结构中子系统之间连通程度的一个度量，信息连通性越强，节点之间在实现信息共享时直接互连互通的比例越高；所述结构紧密性用于表征所述系统结构中子系统与其他子系统之间的密切关系。

所述根据所述子系统通信连接信息计算确定所述信息传输效率，进一步包括：

根据所述子系统通信连接信息确定多个所述子系统之间的通信连接边数；

根据所述通信连接边数确定多个所述子系统间的传输效率：

其中，e_ij表示子系统s_i与子系统s_j之间的传输效率，d_ij表示子系统s_i与子系统s_j之间的所述通信连接边数；

根据多个所述子系统间的所述传输效率计算所述系统结构S的所述信息传输效率：

其中，TE(S)表示所述候选体系结构设计方案相应所述系统结构S的所述信息传输效率，N表示所述系统结构S中所述子系统的个数；

所述根据所述子系统通信连接信息计算确定所述信息连通性，进一步包括：

根据所述子系统通信连接信息确定所述系统结构中总通信连接边数以及多个所述子系统之间的通信连接边数；

根据所述总通信连接边数与所述通信连接边数计算所述系统结构S的所述信息连通性：

其中，Co(S)表示所述候选体系结构设计方案相应所述系统结构S的所述信息连通性；

m表示网络密度：

其中，M表示所述总通信连接边数，N表示所述系统结构S中所述子系统的个数；

APL表示平均路径长度：

其中，d_ij表示子系统s_i与子系统s_j之间的所述通信连接边数；

所述根据所述子系统通信连接信息计算确定所述结构紧密性，包括：

根据所述通信连接边数确定所述子系统的紧密中心度：

其中，c_c(i)表示子系统s_i的紧密中心度，d_ij表示子系统s_i与子系统s_j之间的所述通信连接边数，N表示所述系统结构S中所述子系统的个数；

根据多个所述子系统的所述紧密中心度计算所述系统结构S的所述结构紧密性：

其中，Cl(S)表示所述候选体系结构设计方案相应所述系统结构S的所述结构紧密性。

如图3所示，在本发明的一个或多个可选实施例所提供的信息系统体系结构构建方法中，所述根据所述属性指标数据对多个所述候选体系结构设计方案进行对比分析以选定最优设计方案，进一步包括：

S301：获取多个所述属性指标相应的预设属性权值，根据所述预设属性权值从多项所述属性指标中选取基准属性指标；

S302：从多个所述候选体系结构方案的多项所述属性指标数据中选取与所述基准属性指标相对应的基准属性指标数据；

S303：对所述基准属性指标数据进行归一化处理得到相应的基准属性评分，选取所述基准属性评分最高的所述候选体系结构设计方案作为所述最优设计方案。

在一些可选实施例中，可以采用词典学法分别对多个所述候选体系结构设计方案进行评分从而筛选出最优设计方案。在所述词典学法中根据多个所述属性指标的重要性分别设置对应的预设属性权值，选取所述预设属性权值最大的属性指标数据对多个所述候选体系结构设计方案进行比较。在比较时，可以将多个所述候选体系结构设计方案的最大权值属性指标数据进行归一化处理作为方案评分，选择方案评分数据较高的设计方案最为最优设计方案。如果存在多个所述候选体系结构设计方案的方案评分相同的情况，则继续选择所述预设属性权值第二大的属性指标数据来进行比较。

如图4所示，在本发明的一个或多个可选实施例所提供的信息系统体系结构构建方法中，所述根据所述属性指标数据对多个所述候选体系结构设计方案进行对比分析以选定最优设计方案，进一步包括：

S401：从多个所述候选体系结构设计方案中选取基准设计方案；

S402：依次将除所述基准设计方案之外的多个所述案体系结构设计方案的所述属性指标数据与所述基准设计方案的所述属性数据进行对比，根据对比结果生成Pugh选择矩阵；

S403：利用所述Pugh选择矩阵从多个所述候选体系结构设计方案中选取最优设计方案。

在一些可选实施例中，可以采用决策矩阵法从多个所述候选体系结构设计方案中选取最优方案。在选定基准设计方案之后，通过对比根据对比结果生成Pugh选择矩阵，在所述Pugh矩阵中用“+”、“-”、“0”来记录比较结果，若某一候选体系结构设计方案与基准设计方案在某一属性指标上相比明显优于基准设计方案，则在Pugh选择矩阵中与该候选体系结构设计方案相应位置标记为“+”，明显劣于基准设计方案，在Pugh矩阵中标记为“-”，与基准设计方案相同则标记为“0”。在生成Pugh选择矩阵之后统计每个所述候选体系结构设计方案中“+”“-”“0”的个数，把“+”的个数减去“-”的个数的结果作为衡量依据，结果数值越大则说明相应所述候选体系结构设计方案越优。

在本发明的一个或多个可选实施例所提供的信息系统体系结构构建方法中，所述根据所述属性指标数据对多个所述候选体系结构设计方案进行对比分析以选定最优设计方案，进一步包括：

从多个所述候选体系结构设计方案中任选两候选体系结构设计方案J^a与J^b进行对比；

响应于J^a≥J^b and J^a≠J^b，即对

且存在i使得

则候选体系结构设计方案J^b被候选体系结构设计方案J^a弱支配；

其中，i＝1，2，3…，n，n表示属性指标总数，

表示候选体系结构设计方案J^a的第i项属性指标相应的属性指标数据，

表示候选体系结构设计方案J^b的第i项属性指标相应的属性指标数据；

响应于J^a＞J^b，即对

则候选体系结构设计方案J^b被候选体系结构设计方案J^a强支配；

将多个所述候选体系结构设计方案两两进行对比，响应于存在候选体系结构设计方案J^x未被其他任意候选体系结构设计方案弱支配，亦未被其他任意候选体系结构设计方案强支配，则所述候选体系结构设计方案J^x称为非支配设计方案；

选取所述非支配设计方案作为所述最优设计方案。

在一些可选实施例中，可以采用帕累托Pareto前沿法从多个所述候选体系结构设计方案中选取最优方案，即通过将多个所述候选体系结构设计方案的多项属性指标数据进行对比，从多个候选体系结构设计方案中寻找出非支配解，需要说明的是，非支配解可能存在多个，即可能从多个候选体系结构设计方案中选取出所有非支配解集合作，即帕累托Pareto前沿。Pareto前沿中的所有解皆不受Pareto前沿之外的解所支配，因此这些非支配解较其他解而言拥有最少的目标冲突，可提供决策者一个较佳的选择空间。

需要说明的是，本发明实施例的方法可以由单个设备执行，例如一台计算机或服务器等。本实施例的方法也可以应用于分布式场景下，由多台设备相互配合来完成。在这种分布式场景的情况下，这多台设备中的一台设备可以只执行本发明实施例的方法中的某一个或多个步骤，这多台设备相互之间会进行交互以完成所述的方法。

需要说明的是，上述对本发明的一些实施例进行了描述。其它实施例在所附权利要求书的范围内。在一些情况下，在权利要求书中记载的动作或步骤可以按照不同于上述实施例中的顺序来执行并且仍然可以实现期望的结果。另外，在附图中描绘的过程不一定要求示出的特定顺序或者连续顺序才能实现期望的结果。在某些实施方式中，多任务处理和并行处理也是可以的或者可能是有利的。

基于同一发明构思，与上述任意实施例方法相对应的，本发明还提供了一种电子设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述程序时实现上任意一实施例所述的信息系统体系结构构建方法方法。

图5示出了本实施例所提供的一种更为具体的电子设备硬件结构示意图，该设备可以包括：处理器1010、存储器1020、输入/输出接口1030、通信接口1040和总线1050。其中处理器1010、存储器1020、输入/输出接口1030和通信接口1040通过总线1050实现彼此之间在设备内部的通信连接。

处理器1010可以采用通用的CPU(Central Processing Unit，中央处理器)、微处理器、应用专用集成电路(Application Specific Integrated Circuit，ASIC)、或者一个或多个集成电路等方式实现，用于执行相关程序，以实现本说明书实施例所提供的技术方案。

存储器1020可以采用ROM(Read Only Memory，只读存储器)、RAM(Random AccessMemory，随机存取存储器)、静态存储设备，动态存储设备等形式实现。存储器1020可以存储操作系统和其他应用程序，在通过软件或者固件来实现本说明书实施例所提供的技术方案时，相关的程序代码保存在存储器1020中，并由处理器1010来调用执行。

输入/输出接口1030用于连接输入/输出模块，以实现信息输入及输出。输入输出/模块可以作为组件配置在设备中(图中未示出)，也可以外接于设备以提供相应功能。其中输入设备可以包括键盘、鼠标、触摸屏、麦克风、各类传感器等，输出设备可以包括显示器、扬声器、振动器、指示灯等。

通信接口1040用于连接通信模块(图中未示出)，以实现本设备与其他设备的通信交互。其中通信模块可以通过有线方式(例如USB、网线等)实现通信，也可以通过无线方式(例如移动网络、WIFI、蓝牙等)实现通信。

总线1050包括一通路，在设备的各个组件(例如处理器1010、存储器1020、输入/输出接口1030和通信接口1040)之间传输信息。

需要说明的是，尽管上述设备仅示出了处理器1010、存储器1020、输入/输出接口1030、通信接口1040以及总线1050，但是在具体实施过程中，该设备还可以包括实现正常运行所必需的其他组件。此外，本领域的技术人员可以理解的是，上述设备中也可以仅包含实现本说明书实施例方案所必需的组件，而不必包含图中所示的全部组件。

上述实施例的电子设备用于实现前述任一实施例中相应的信息系统体系结构构建方法，并且具有相应的方法实施例的有益效果，在此不再赘述。

基于同一发明构思，与上述任意实施例方法相对应的，本发明还提供了一种非暂态计算机可读存储介质，所述非暂态计算机可读存储介质存储计算机指令，所述计算机指令用于使所述计算机执行如上任一实施例所述的信息系统体系结构构建方法。

本实施例的计算机可读介质包括永久性和非永久性、可移动和非可移动媒体可以由任何方法或技术来实现信息存储。信息可以是计算机可读指令、数据结构、程序的模块或其他数据。计算机的存储介质的例子包括，但不限于相变内存(PRAM)、静态随机存取存储器(SRAM)、动态随机存取存储器(DRAM)、其他类型的随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、电可擦除可编程只读存储器(EEPROM)、快闪记忆体或其他内存技术、只读光盘只读存储器(CD-ROM)、数字多功能光盘(DVD)或其他光学存储、磁盒式磁带，磁带磁磁盘存储或其他磁性存储设备或任何其他非传输介质，可用于存储可以被计算设备访问的信息。

上述实施例的存储介质存储的计算机指令用于使所述计算机执行如上任一实施例所述的信息系统体系结构构建方法，并且具有相应的方法实施例的有益效果，在此不再赘述。

所属领域的普通技术人员应当理解：以上任何实施例的讨论仅为示例性的，并非旨在暗示本公开的范围(包括权利要求)被限于这些例子；在本公开的思路下，以上实施例或者不同实施例中的技术特征之间也可以进行组合，步骤可以以任意顺序实现，并存在如上所述的本公开实施例的不同方面的许多其它变化，为了简明它们没有在细节中提供。

另外，为简化说明和讨论，并且为了不会使本公开实施例难以理解，在所提供的附图中可以示出或可以不示出与集成电路(IC)芯片和其它部件的公知的电源/接地连接。此外，可以以框图的形式示出装置，以便避免使本公开实施例难以理解，并且这也考虑了以下事实，即关于这些框图装置的实施方式的细节是高度取决于将要实施本公开实施例的平台的(即，这些细节应当完全处于本领域技术人员的理解范围内)。在阐述了具体细节(例如，电路)以描述本公开的示例性实施例的情况下，对本领域技术人员来说显而易见的是，可以在没有这些具体细节的情况下或者这些具体细节有变化的情况下实施本公开实施例。因此，这些描述应被认为是说明性的而不是限制性的。

尽管已经结合了本公开的具体实施例对本公开进行了描述，但是根据前面的描述，这些实施例的很多替换、修改和变型对本领域普通技术人员来说将是显而易见的。例如，其它存储器架构(例如，动态RAM(DRAM))可以使用所讨论的实施例。

本公开实施例旨在涵盖落入所附权利要求的宽泛范围之内的所有这样的替换、修改和变型。因此，凡在本公开实施例的精神和原则之内，所做的任何省略、修改、等同替换、改进等，均应包含在本公开的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种信息系统体系结构构建方法，其中，所述信息系统由多个系统功能节点组成，所述方法包括：

获取多个候选体系结构设计方案，所述候选体系结构设计方案用于将多个所述系统功能节点划分为多个子系统；

确定所述候选体系结构设计方案的系统结构信息，根据所述系统结构信息计算确定所述候选体系结构设计方案相应系统结构的属性指标数据，所述属性指标包括复杂度、耦合度、内聚度、信息传输效率、信息连通性与结构紧密性；

根据所述属性指标数据对多个所述候选体系结构设计方案进行对比分析以选定最优设计方案；

根据所述最优设计方案对多个所述系统功能节点进行结构划分以构建所述信息系统。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述系统结构信息包括子系统逻辑结构信息，所述根据所述系统结构信息计算确定所述候选体系结构设计方案相应系统结构的属性指标数据，进一步包括：

根据所述子系统逻辑结构信息计算确定所述候选体系结构设计方案相应系统结构的所述复杂度，包括：

根据所述子系统逻辑结构信息确定多个所述子系统的逻辑连接关系；

根据所述逻辑连接关系确定多个所述子系统的邻接矩阵，并计算所述邻接矩阵的最大特征值；

根据所述最大特征值确定所述复杂度：

其中，compl(S)表示所述候选体系结构设计方案相应所述系统结构S的复杂度，λ_max表示所述系统结构S相应所述邻接矩阵的最大特征值，N表示所述系统结构S中所述子系统的个数。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述系统结构信息包括子系统通信信息，所述根据所述系统结构信息计算确定所述候选体系结构设计方案相应系统结构的属性指标数据，进一步包括：

根据所述子系统通信信息计算确定所述候选体系结构设计方案相应系统结构的所述耦合度，包括：

根据所述子系统通信信息确定多个所述子系统之间数据传输的通信信道占用率；

根据所述通信信道占用率计算确定所述子系统的耦合度：

其中，coupling(s_j)表示子系统s_j的耦合度，u_ij表示子系统s_i到子系统s_j数据传输的通信信道占用率，u_ji表示子系统s_j到子系统s_i数据传输的通信信道占用率，N表示所述系统结构S中所述子系统的个数；

根据多个所述子系统的耦合度计算所述系统结构S的所述耦合度：

其中，coupling(S)表示所述候选体系结构设计方案相应所述系统结构S的所述耦合度。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述系统结构信息包括子系统功能信息，所述根据所述系统结构信息计算确定所述候选体系结构设计方案相应系统结构的属性指标数据，进一步包括：

根据所述子系统功能信息计算确定所述候选体系结构设计方案相应系统结构的所述内聚度，包括：

根据所述子系统功能信息确定所述子系统所包含多个所述系统功能节点构成的系统功能图以及多个所述系统功能节点间数据交换量；

根据所述系统功能图与所述数据交换量计算确定所述子系统的内聚度：

其中，coh(s_i)表示子系统s_i的内聚度，de_i表示所述子系统s_i所包含的多个所述系统功能节点间单位时间内的所述数据交换量，LBN(s_i)表示所述子系统s_i相应所述系统功能图的缺失边数多的一半；

根据多个所述子系统的内聚度计算所述系统结构S的所述内聚度：

其中，coh(S)表示所述候选体系结构设计方案相应所述系统结构S的所述内聚度，N表示所述系统结构S中所述子系统的个数。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述系统结构信息包括子系统通信连接信息，所述根据所述系统结构信息计算确定所述候选体系结构设计方案相应系统结构的属性指标数据，进一步包括：

根据所述子系统通信连接信息计算确定所述候选体系结构设计方案相应系统结构的所述信息传输效率、信息连通性与结构紧密性；

其中，所述根据所述子系统通信连接信息计算确定所述信息传输效率，进一步包括：

根据所述子系统通信连接信息确定多个所述子系统之间的通信连接边数；

根据所述通信连接边数确定多个所述子系统间的传输效率：

其中，e_ij表示子系统s_i与子系统s_j之间的传输效率，d_ij表示子系统s_i与子系统s_j之间的所述通信连接边数；

根据多个所述子系统间的所述传输效率计算所述系统结构S的所述信息传输效率：

其中，TE(S)表示所述候选体系结构设计方案相应所述系统结构S的所述信息传输效率，N表示所述系统结构S中所述子系统的个数；

所述根据所述子系统通信连接信息计算确定所述信息连通性，进一步包括：

根据所述子系统通信连接信息确定所述系统结构中总通信连接边数以及多个所述子系统之间的通信连接边数；

根据所述总通信连接边数与所述通信连接边数计算所述系统结构S的所述信息连通性：

其中，Co(S)表示所述候选体系结构设计方案相应所述系统结构S的所述信息连通性；

m表示网络密度：

其中，M表示所述总通信连接边数，N表示所述系统结构S中所述子系统的个数；

APL表示平均路径长度：

其中，d_ij表示子系统s_i与子系统s_j之间的所述通信连接边数；

所述根据所述子系统通信连接信息计算确定所述结构紧密性，包括：

根据所述通信连接边数确定所述子系统的紧密中心度：

其中，c_c(i)表示子系统s_i的紧密中心度，d_ij表示子系统s_i与子系统s_j之间的所述通信连接边数，N表示所述系统结构S中所述子系统的个数；

根据多个所述子系统的所述紧密中心度计算所述系统结构S的所述结构紧密性：

其中，Cl(S)表示所述候选体系结构设计方案相应所述系统结构S的所述结构紧密性。

6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述属性指标数据对多个所述候选体系结构设计方案进行对比分析以选定最优设计方案，进一步包括：

获取多个所述属性指标相应的预设属性权值，根据所述预设属性权值从多项所述属性指标中选取基准属性指标；

从多个所述候选体系结构方案的多项所述属性指标数据中选取与所述基准属性指标相对应的基准属性指标数据；

对所述基准属性指标数据进行归一化处理得到相应的基准属性评分，选取所述基准属性评分最高的所述候选体系结构设计方案作为所述最优设计方案。

7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述属性指标数据对多个所述候选体系结构设计方案进行对比分析以选定最优设计方案，进一步包括：

从多个所述候选体系结构设计方案中选取基准设计方案；

依次将除所述基准设计方案之外的多个所述案体系结构设计方案的所述属性指标数据与所述基准设计方案的所述属性数据进行对比，根据对比结果生成Pugh选择矩阵；

利用所述Pugh选择矩阵从多个所述候选体系结构设计方案中选取最优设计方案。

8.根据权利要求1所述的方法，其中，所述根据所述属性指标数据对多个所述候选体系结构设计方案进行对比分析以选定最优设计方案，进一步包括：

从多个所述候选体系结构设计方案中任选两候选体系结构设计方案J^a与J^b进行对比；

响应于J^a≥J^band J^a≠J^b，即对

且存在i使得

则候选体系结构设计方案J^b被候选体系结构设计方案J^a弱支配；

其中，i＝1,2,3…,n,n表示属性指标总数，

表示候选体系结构设计方案J^a的第i项属性指标相应的属性指标数据，

表示候选体系结构设计方案J^b的第i项属性指标相应的属性指标数据；

响应于J^a>J^b，即对

则候选体系结构设计方案J^b被候选体系结构设计方案J^a强支配；

将多个所述候选体系结构设计方案两两进行对比，响应于存在候选体系结构设计方案J^x未被其他任意候选体系结构设计方案弱支配，亦未被其他任意候选体系结构设计方案强支配，则所述候选体系结构设计方案J^x称为非支配设计方案；

选取所述非支配设计方案作为所述最优设计方案。

9.一种电子设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述程序时实现如权利要求1至8任意一项所述的方法。

10.一种非暂态计算机可读存储介质，所述非暂态计算机可读存储介质存储计算机指令，所述计算机指令用于使计算机执行权利要求1至8任一所述方法。

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