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IT系统组成

当今,任何一家企业,无论大小,都要采用计算机来处理日常事务,如写文档、做表格、发邮件、管理库存、管理客户等。为此,企业需要建设计算机网络,购买计算机设备,安装各种平台软件和应用软件。

随着公司的发展壮大,企业中的计算机网络变得越来越复杂,计算机设备越来越多,安装的软件也五花八门,到后来各种问题就出现了:病毒肆虐、数据丢失、客户流失、源代码被盗、网速下降、数据孤岛难以共享、运维复杂等。

为了搞清楚企业中复杂的 IT 系统结构,我们假设一家投资 8000 万元的公司诞生了,他们购买了一栋办公楼,现在需要计算机工程师们把 IT 系统搭建起来。工程师们制订了如下工作计划:
  1. 机房基础建设,包括机房选址、装修、供电、温湿度控制、监控、门禁等。
  2. 组建计算机网络,包括大楼综合布线、机柜安装、网络设备购买安装和调试。
  3. 安装存储磁盘柜。
  4. 购买和配置服务器。注意,还可能是虚拟出来的服务器。
  5. 安装操作系统。
  6. 安装数据库。
  7. 安装各种中间件和运行库。
  8. 安装各种应用软件。
  9. 导入公司的初始化业务数据。

至此,公司的整体 IT 系统搭建完毕,员工可以入驻办公了。根据上面的工作计划,我们可以很容易地总结出企业 IT 系统的逻辑层次结构,如图 1 所示。
IT系统的逻辑层次结构
图 1  IT系统的逻辑层次结构

一个典型的 IT 系统从逻辑上分为九层,施工时也是严格按照从第 1 层到第 9 层的顺序进行的,这就是所谓的“竖井”式施工。其中,第 1~4 层可归并为基础设施层,第 5~7 层可归并为平台软件层。

九层归并之后形成四层结构,分别是基础设施层、平台软件层、应用软件层和数据信息层,IT 系统的四层结构是最为普遍并被广泛接受的划分方法。在后续章节中,我们将采用四层结构展开讨论。

基础设施层、平台软件层、应用软件层可以进一步归并到 T(Technology 的首字母,表示技术),而数据信息层就是 I(Information 的首字母,表示信息),这就是 IT 的含义——信息技术。

对于一家企业而言,随着时间的推移,积累的数据信息会越来越多,数据信息是企业的宝贵资产,甚至是关乎企业生死存亡的重要财富。“如果数据丢失,80% 的企业要倒闭。”此话并非是危言耸听。

信息是目的,技术只是手段,如果一家企业没有业务数据需要处理,那么花大量资金组建基础设施层、平台软件层、应用软件层又有什么意义呢?

记住:IT 就是信息(Information)与技术(Technology),其中 I 是目的,T 是手段,T 是用来加工处理 I 的。T 广义上还包括企业中的计算机技术人员。

这里要重点介绍平台软件层的作用。很多计算机专业人士对平台软件难以理解,平台软件存在的唯一理由就是让应用软件能在计算机上运行。换句话说,平台软件就是应用软件运行时所依赖的环境。

比如,要想使用 QQ 这个应用软件,就必须先安装操作系统(如 Windows 10),QQ 需要的运行库在安装操作系统时会自动安装,然后才可以安装并运行 QQ 和朋友聊天。应用软件与平台软件的关系如图 2 所示。
应用软件与平台软件的关系
图 2  应用软件与平台软件的关系

从图 2 可知,在操作系统平台上再搭中间件、运行库和数据库三个“台”,最后在最上层放置应用软件。不过,中间件可能还需要运行库和数据库的支撑,数据库可能还需要运行库的支撑。

并不是每个应用软件都要同时压在中间件、运行库和数据库三个“台”上,有的应用软件只需要运行库(如 QQ),有的应用软件只需要中间件,有的应用软件同时需要运行库和数据库,但是不需要运行库的应用软件很少,静态编译的软件运行时不需要运行库。

运行库有点像电工人员的工具袋,里面有螺丝刀、电笔、老虎钳、剥线钳等,应用软件在运行时需要使用各种小工具(术语叫系统库函数调用),操作系统提供了绝大多数常用的小工具,并分门别类地保存在硬盘的文件中。

Windows 操作系统中以 .dll 为扩展名的文件,通常保存在 C:\Windows\System32 下(比如文件 GDI32.dll 就是 QQ 软件运行时要用到的工具箱之一,如果把此文件删除,那么 QQ 就无法运行)。Linux 操作系统中一般以 .so 作为扩展名,保存在 /lib 目录下。

不同操作系统提供的“工具”和使用方法也不同,所以能在 Windows 操作系统上运行的应用软件不能在 Linux 操作系统上运行,也不能在苹果计算机的 Macintosh 操作系统上运行,反之亦然。为此,应用软件开发商会针对不同的操作系统发行不同的软件版本,比如腾讯公司开发的 QQ,目前就有 4 种版本,分别针对 Windows、Linux、Mac OS(苹果操作系统)和 Android 操作系统。

“中间件”是一个技术含义很强的概念,在家庭计算机和个人计算机上很少用到它,在企业中使用很普遍。中间件也就是“中间软件”的意思,为一类软件的统称。

“中间”包含两方面含义:一是指处于操作系统和应用软件之间;二是指介于应用软件与应用软件之间,目的是为了隐藏差异,以便共享资源和通信。中间件有点类似于电源插座面板,不管插座里面是什么构造,面板上的插接孔都是一样的,这样插座面板一方面隐藏了插座内部结构,另一方面能接插所有的电源插头。

中间件的引入目的就是要隐藏通信对端的内部结构,而呈现统一的调用界面。

掌握企业 IT 系统的四层逻辑结构很重要,这对于理解后续章节中的云计算概念非常有帮助。

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