医药信息系统建模理论与实践
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2 信息系统

2.1 信息

2.1.1 数据

数据(data)是事实或观察的结果,是对客观事物的逻辑归纳,是用于表示客观事物的未经加工的原始素材。数据可以是连续的值,比如声音、图像,称为模拟数据。也可以是离散的,如符号、文字,称为数字数据。

数据是为反映客观世界而记录下来可以鉴别的物理符号。数据的含义包含了两个方面:客观性是对客观事物的描述,反映了某一客观实体的属性。这种属性是通过属性名和属性值来表达的;可鉴别性是对客观事实的记录,这种记录是通过一些特定的符号来表现的,而且这些特定的符号是可以鉴别的。

数据处理的发展:第一阶段(前4000—公元1900),数据由人工处理;第二阶段(1900 —1955),应用打孔卡设备和电子机械型机器;第三阶段(1955—1965),存储在磁带,存储程序型计算机批处理顺序文件;第四阶段(1965—1980)数据库轮廓的概念以及数据的在线导航访问;第五阶段(1980—1995)是关系数据库的自动访问以及分布式和客户机/服务器处理的加入;第六个阶段(1996—2010),通过采用多媒体和互联网技术,信息系统可存储更加丰富的数据类型,如文档、图像、声音、视频数据和网络日志等;第七个阶段(2011年—),数据管理日益进入大数据(big data)时代,大数据的5V特点有Volume(大量)、Velocity(高速)、Variety(多样)、Value(低价值密度)、Veracity(真实性)。

2.1.2 信息

信息是普遍存在于人类社会的现象,它无时不有,无处不在。现代社会,信息似乎已成为人所共知的流行词,但是关于信息的定义却多种多样:从哲学看信息是物质到精神的转化物;从系统论看信息是系统内外联系的特殊形式;从信息论看信息是事物确定性程度的标志;从管理看信息是经过加工处理的、有意义的数据。

信息论的创始人C.E.香农的贡献是把信息作为科学概念确定下来。香农认为,信息是“用来消除未来的某种不定性的东西”。

控制论的创始人N.维纳认为,信息是人们在适应客观世界的过程中与客观世界进行交换的内容的名称。在这里,维纳把人与外界环境交换信息的过程看成是一种广义的通信过程。信息是人与外部世界的中介。没有信息,没有这种中介,人类就将同外部世界隔绝,就无法认识世界,更谈不上去改造世界。

根据近年来人们对信息的研究成果,信息的概念应定义为:信息是客观世界中各种事物的运动和变化的反映,是客观事物之间相互联系和相互作用的表征,表现的是客观事物运动和变化的实质内容。

2.1.3 信息的特性

了解信息的特征是人们有效获取、利用信息的前提,信息通常具有以下特征。

事实性:信息是对现实世界中客观事物属性的反映,无论使用什么载体,信息都不会改变所反映对象的属性。事实性(客观性)是信息最基本的属性。不符合事实的信息不仅不能使人增加任何知识,而且有害。保证信息的事实性,也就是保证信息的真实性、准确性、精确性和客观性等,从而达到信息的可信性。

时效性:信息的时效性是信息的重要特征,信息的价值与信息产生、传递和提供的时间有关,与时间呈反方向变化。信息的时效性与信息的价值密不可分,任何信息的价值超过了一定的时限就失去或削弱,信息只有及时传递和有效利用,才能实现它的价值。信息的时效是指从信息源发送信息,经过接收、加工、传递、利用,所经历的时间间隔及其效率。时间间隔愈短,使用信息愈及时,使用程度愈高则时效性愈强。

价值性:人们收集、加工、储存、传递信息的原因在于信息具有使用价值,能够提高人们在生产、生活、学习等方面活动的效率、效益。信息是商品,当信息产品和信息服务进入市场后,不仅具有使用价值,还具有交换价值。有价值的信息不仅要有可靠的来源,信息的内容与实际相符外,还具有时效性。信息的可靠性、准确性和时效性是衡量信息价值的基本要素,信息的价值只有与人们有目的的决策活动相联系时,才能体现出来。

信息是有价值的,信息的价值有两种衡量方法:一种是按所花的社会必要劳动量来计算;另一种是按使用效果的方法来衡量。前者说明信息是劳动创造的,是一种资源;后者说明在获取信息所花的费用及得到信息后产生的收益。信息的使用价值必须经过转换方能得到。用于某种目的的信息,随着时间的推移价值耗尽,但对另一目的可能又显示用途,如天气预报的信息,预报期一过,对指导当前的生产不再有用,但对于天气预报的研究者,可用来作对号分析,预测未来的天气。因此,“管理的艺术在于驾驭信息”。

可记载性:信息必须借助文字、图像、声波、电波、光波等物质形式存在或表现。用来储存信息的物质被称为信息载体,信息不能离开载体而独立存在。文字、电波和磁盘都是信息载体,人的大脑是最复杂的信息载体。

传输性:信息的传输性也称为传递性或传播性,其含义是信息源可以通过载体把信息传递给接收者。信息的传递需要时间,所以接收者获取的信息总是时滞于信息源。信息传输的载体和传输手段决定了信息传输的速度和效率。信息的传输手段与信息载体的性质和采用的传输技术有关。现代信息传输技术可以在数秒内把一个信息传遍全世界。

可加工性:加工是指对信息的整理、变换、压缩、分解、综合、排序等处理。对信息的加工反映了人们因对信息的内容、形式和时效性等方面的需要而对信息作出的处理。人们总是通过一定的手段,把信息加工处理成更符合人们需要的形式。经过筛选、整理、概括、归纳、排序等处理,可以使信息更精练,含量更丰富,价值更高。需要说明的是,信息加工过程要保证语法、语义和语调三者的统一,以免造成信息的失真。

信息的加工手段决定着人们对信息再利用的水平。信息的加工手段由一个阶段信息技术的总体水平决定。在古代,信息技术水平很低,再用信息十分有限。现代信息技术把信息加工能力提高到一个空前的水平,信息成为十分丰富的社会资源,并成为现代社会的特征和标志。

可传递性:信息可以在时间和空间上通过多种渠道(个人、团体、组织、政府),利用多种方式(电视、报纸、广播、网络等)进行传递,信息在传递过程中可以转换载体而不影响信息的内容。信息的可传递性是信息共享和信息价值实现的重要条件。随着计算机技术和通信技术的不断发展,信息传输的形式可各种各样,不仅可传输文字、数字,而且可传输声音、图像等,且传输的可靠性越来越高,误码率越来越低。

可存储性:信息可借助于各种载体(如纸、磁带、磁盘等)在一定条件下存储起来,也可依据需要压缩存储。存储的信息既可用于加工处理,又可进行信息传输。随着大容量存储介质的产生和存储技术的运用,可存储的信息容量越来越大,可靠性越来越高,存取速度越来越快,而存储介质越来越小,例如人脑是一个天然信息存储器。此外,人们使用的摄影机、录像机以及计算机存储器等都可以进行信息存储。

共享性:信息可以由一个信息源到达多个信息的接收者,被多个接收者所共享,并且可以因交流而使内容倍增。共享是信息的独特性。一个物体只能被一个享用者所占有,但信息可以被多个接收者所享用,这对信息不会有丝毫影响。信息的共享性使信息通过多种渠道和传输手段加以扩展,获得广泛利用。现代通信和计算机技术最大限度地实现了信息的共享。

不完全性:我们的信息往往是局部的,不全面的,这与其应用目的有关。而且,信息也有主次之分,我们对于所收集的信息要经过加工得到有用的信息,舍弃无用的和次要的信息。

除了上述信息的基本特征外,在信息的应用中,信息还具有层次性,因为在一个组织中信息是为决策和管理服务的,不同性质的决策、不同的管理层次,所需要的信息层次是不同的;另外,信息还具有不对称性,在现实生活中人们做出任何一项决策时,都不可能获得全部信息,所以在一定程度上组织的竞争优势取决于信息优势。

2.1.4 信息的分类

在系统内部产生的信息称为内部信息;在系统外部产生的信息称为外部信息,或称为环境信息。作业级信息是内部信息,它数量大、级别低、结构化程度高,可用定量、定型、实时的方式处理。战术级信息也是内部信息,它数量中等、级别较高,可用分批的方式处理。而战略级信息是外部信息,它数量小、级别高、结构化程度低,可用随机方式处理。

按信息源的类型可以将信息分类为自然信息、社会信息、思维信息;按其反映形式可以将信息分类为数字信息、文字信息、图像信息和语言信息;按应用领域可以将信息分类为管理信息、社会信息、科技信息、文化信息、体育信息和军事信息;按照加工顺序可以将信息分类为原始信息、二次信息和三次信息;按照信息稳定性可以将信息分类为固定信息和流动信息;按照重要性可以将信息分类为战略信息、战术信息和业务信息。

战略信息是关系到全局和重大问题决策的信息,它主要提供给高层管理者,包括系统内外、过去和现在的各种环境的大量信息;战略信息是管理控制信息,是使管理人员能掌握资源利用情况,并将实际结果与计划相比较,从而了解是否达到预定目的,并指导其采取必要措施,能更有效地利用资源的信息。它提供给中级管理者,主要包括系统内部各种固定信息、历史情况与现状信息,以及部分具体的外部信息;业务信息是用来解决经常性的事务问题,并用以保证切实地完成具体任务,它提供基层管理人员,主要包括直接与生产、业务活动有关的、反映当前情况的信息。

除此之外,信息还可以根据其稳定性划分为固定的、流动的信息;根据信息流向划分为输入信息、中间信息和输出信息;按照反映形式划分为数字信息、文字信息、图像信息和声音信息等。

2.1.5 信息资源管理

随着信息社会的发展,信息作为资源的重要性和价值,已在现在的经济生活中得到充分体现,信息已经成为继物质和能源之后人类社会发展不可缺少的第三大战略资源。在信息化建设的进程中,信息资源开发、利用和管理、是整个信息化建设的核心,组织的人员特别是管理者需要主动结合组织的信息需求进行信息资源的开发、利用和管理。于是信息资源管理在20世纪70年代末80年代初的美国首先发展起来,然后成为在全球渐次传播开来的一种应用理论,是现代信息技术特别是以计算机和现代通信技术为核心的信息技术的应用所催生的一种新型信息管理理论。

信息资源管理有狭义和广义之分。狭义的信息资源管理是指对信息本身即信息内容实施管理的过程。广义的信息资源管理是指对信息内容及与信息内容相关的资源如设备、设施、技术、投资、信息人员等进行管理的过程。组织在以提高信息的价值、可用性和共享性为目的的信息活动中,积累起来的以信息为核心和实质的各类信息活动要素(信息技术、设备、信息生产者等)的集合,就是组织的信息资源。组织信息资源管理是组织整个管理工作的重要组成部分,也是实现组织信息化的关键。

因此,从管理的角度去认识,信息资源管理就是对组织信息资源所包括的要素,进行计划、组织、控制和协调,利用信息技术对信息资源进行充分的开发和利用,以支持组织正确、高效地进行管理和决策。因此,信息资源管理包括以下四个要素。

管理对象:信息资源管理的对象是信息活动中的所有要素,核心和实质是信息;其次是组织信息化过程中使用的计算机硬件、计算机软件、网络系统、各类信息系统、数据库等。此外是信息人员,他们是信息资源控制、协调和利用的主体,主要有信息专家、信息系统人员等。

管理内容:信息资源管理的内容是对信息资源进行计划、组织、控制和协调,具体的是指及时、准确地收集、掌握信息,开发、利用信息。

管理目的:信息资源管理的目的是挖掘信息的价值,使管理者及时利用信息资源,把握时机,及时进行决策,利用信息资源实现或达到组织预期目标,即为管理和决策提供支持。

管理方法:信息资源管理方法是在信息技术的支持下将信息资源进行处理,并有效的存储、检索和传递,其中重要的工具是各类信息系统,因此信息系统的开发和建设对于组织来说至关重要。

2.1.6 信息资源管理的原则

信息资源管理是一种规范的社会活动,通常需要遵循以下几个原则:

必须认识到信息是一种组织资源。信息资源管理的主要目标之一是确保一个组织在信息资源方面的投资能够以最佳的方式运作,这就要求有关人员必须将信息视作一种宝贵的资源,并视信息资源共享为一种规则。

在利用信息资源和技术时,必须明确规定谁管理这些资源、谁利用这些资源、彼此的权利和义务是什么、如何确保合作与资源共享等内容。

必须将业务规划与信息资源规划紧密地联系起来。信息资源管理的许多活动从前主要是依赖于用户需求的被动的辅助管理,随着信息资源管理的进化,它与最高层战略规划的关系越来越密切,这种趋势最终形成了一种规则。

必须对信息技术实施集成管理。信息技术的集成管理是实现信息资源管理内部融合的前提,是在新技术环境下提高潜在生产率的必要条件,是最大限度地利用信息技术的集成优势的管理保证。

将最大限度地提高信息质量、改进信息利用和促使信息增值作为组织的战略目标。对于一个组织而言,主要的战略目标不是最大限度地利用信息技术或实现办公现代化,信息资源管理的最终目的是使组织中的每一个成员都成为有效的信息处理者和决策者,从而提高个人和整个组织的生产率。

2.1.7 信息资源管理的策略和方法

建立高效的信息网是信息资源管理的重要手段。现代信息网是由计算机网络、通信网络、信息资源网和集成化的管理信息系统组成的。信息技术的发展使得计算机网络和通信网络的构筑已不是一件困难的事情,只要肯花费一定的投资就可以实现,而信息资源网和集成化的管理信息系统则必须组织大量的人力,选择科学的策略方法,经过长期艰苦细致的工作才能逐步建立起来。实践证明,信息资源管理必须做好以下工作。

作好总体数据规划工作:总体数据规划工作应从以下几个方面着手进行:①业务战略规划。必须对业务进行全面规划,不断修正组织的发展战略目标,注重采用高新战术,提高市场竞争力。②信息技术战略规划。规划未来信息技术基础结构的发展战略,包括信息网络系统的开发战略、数据管理策略、整体网络设计策略、信息的分布处理策略和办公自动化策略。③ 总体数据规划。包括对组织的业务进行重新设计,使业务过程和业务活动规范化和标准化,使组织管理更能满足计算机协同工作方式,提高组织管理、服务水平和效能,从而提高竞争力。通过对信息需求深入调研,详细分析,建立组织稳定的功能模型、数据模型和系统体系结构模型及一系列的信息资源管理基础标准。

信息资源分配管理:信息资源有多种类型,从信息的来源看,可分为组织内部业务数据、组织与外部的交换数据;从信息的表现形式看,可分为结构化的信息、超文本信息、图像和声音信息;从安全保密看,可分为机密信息和可向社会公开的信息等。针对不同的信息内容,应采取不同的办法来组织和管理信息资源。如对内部的业务数据,大多是机密的且可以转化成结构化的数据,对这类信息可以采用数据库管理方式,根据业务主题建立一系列主题数据库,使信息资源保持高度一致性,最大限度地实现资源共享;对于需要内外交换的信息,可借助Internet技术的Web浏览器,把需要交流的信息制作成Web页面,彼此通过浏览器交流等。

建立信息资源管理基础标准:信息资源管理的基础标准包括数据元素、信息分类编码、用户视图、概念数据库和逻辑数据库等:①数据元素标准。数据元素是最小的不可再分的信息单位,是信息组织、表示、处理、存储和传输的基础,是数据对象的抽象。要按照一定的方法和规则对所有的数据元素进行命名和定义,并控制数据元素在系统中的一致性。②信息分类编码。信息分类是根据信息内容的属性和特征,将信息对象按一定的原则和方法进行区分和归类,建立起一定的分类系统和排列顺序;而信息分类编码则是指对已分类的信息对象赋予易于被计算机和人识别与处理的符号,以便于管理和使用信息。③用户视图标准。用户视图是一组数据元素的抽象,它反映了最终用户的信息需求和对数据实体的看法,是信息人机交互、人际交互及组织数据输入、存储和输出的基础。它主要包括单证、报表、账册、屏幕格式等。通过该标准的建立,可以把系统中所有用户的信息需求表述清楚。④概念数据库标准。概念数据库是最终用户对数据存储的看法,反映了用户的综合性信息需求。概念数据库一般用数据库名称及其内容的列表来表达。规范概念数据库,需要具备深厚的业务知识和丰富的经验,并需要业务行家的参与,共同分析、识别、定义出数据库的标识与名称以及主关键字和数据内容。⑤逻辑数据库标准。逻辑数据库是系统分析设计人员的观点。在关系数据库模型中,逻辑数据库是一组规范化的基本表。逻辑数据库标准涉及各基本表的命名标识、主码和属性列表,以及基本表之间的结构关系。

使用集成化的辅助工具:现代信息系统建设融合了各种信息技术,需要不同的专业技术人员协同工作,在建立过程中,需要集成化的计算机辅助工具的支持。针对系统建设的不同阶段,可把集成工具系统分为规划工具、系统分析设计工具和系统建造工具,它们之间是通过元库来衔接的。元库中包含了数据字典等系统建设的一切文档资料。

2.2 系统

系统是指在一定环境中为了实现某种目标,由若干个相互联系、相互作用的元素(Element)组成的有机集合体。系统是由一些部件组成的,这些部件可能个体、元素等,也可能本身就是一个系统(或称子系统)。系统的构成有一定的结构,系统内的部件相互联系、相互制约,构成一个有机的整体。系统是有目的的,具有一定的功能,无论什么样的系统,都表现出本身的性质,能力和功效。系统的状态是可以转换的,在某些情况下系统有输入和输出,系统状态的转换是可以控制的。系统的特性有整体性、相关性、层次性、目的性、动态性、稳定性。

系统是由相互作用和相互依赖的若干组成部分(元素)结合成的具有特定功能的有机整体,记为S = < E,R >,其中 E(Elements)为系统(Systems)中所有元素构成的集合,R(Relationship)为系统中所有关系的集合。

2.2.1 系统的特征

系统的概念包含三层含义,系统由若干元素组成;若干元素之间相互作用、相互依赖;元素之间的相互作用、相互依赖,使系统形成一个具有特定功能的整体。这使得系统具有三个基本特征:整体性、相关性、层次性。此外,任何系统都有其存在的目的性,并且处于一定的环境中,处于不断的运动变化中,即系统具有动态性。

目的性:任何系统都有其存在的目的性,人类社会生产、经营活动中建立的各类系统都是为了解决一定的问题而存在。目的性是系统存在的前提和基础,决定着系统内若干要素的组成和结构,从而最终决定了系统具备的功能,也是系统之间相互区别的标志。因此,在建设系统的过程中,首先要明确系统的目的,然后选取达到它的若干途径,从中找出一种最好的途径,实施并监控、修正,最后达到目的。

整体性:系统的整体性强调“整体功能大于各部分功能之和”,即“1+1>2”。一个系统有若干元素组成,所有元素构成一个有机整体,缺一不可。

系统为了实现其目标,由各个部分协调构成为有机整体,这就是系统的整体性。

整体性是系统的基本属性。从系统的含义可以看出,系统是由若干相互联系、相互作用、相互依存的部分经过有机结合,形成的具有一定结构和功能的整体,它的本质特征就是整体性。这表现在系统的目标、性质、运动规律和系统功能等只有以整体的形式才能表现出来,每个部分的目标和性能都要服从整体发展的需要。整体的功能并不是各部分功能的简单相加,而是各部分功能的有机统一和集合。因此,应追求整体最优,而不是局部最优,这就是所谓全局的观点。

系统的整体目标要靠系统各个部分的共同作用才能实现。比如,企业要实现目标,不仅要筹措符合一定质量和数量要求的原材料,而且要求利用先进的技术和手段对这些材料进行正确的转换,同时还要适时地将加工成的产品销售给适当的用户。离开了其中任何一个环节的有效工作,企业目标都难以实现。

关联性:系统的关联性是指构成系统的各个部分之间存在互相联系、互相依存的关系。关联性是系统整体性的保证。

系统中若干元素之间存在密切的联系,这种联系决定了整个系统的机制,在一定时间内处于相对稳定的状态。同时,系统和其所处的环境之间具有相互联系,随着系统目标的改变以及环境的发展,系统也会发生相应的变更。

每个要素的存在都依赖于其他要素的存在,当某个要素发生变化时,其他要素也会随之发生变化,从而引起系统的变化。

系统要素的结构关系、功能关系和因果关系决定了系统的运行机制。这些关系不同,即便是相同元素构成的系统也会不同,这也正是一个企业不能生搬硬套其他企业模式的原因。

层次性:系统的层次性是指系统的一种共性结构模式,表现为把系统的结构可以从纵向划分成一种层次结构。系统的层次性反映了人们观察和看待系统的层次。

有若干要素组成的具有特定功能某种系统从属一个更大的系统,其要素本身也可能是一个小系统,这些小系统常被称为这个系统的“子系统”,从而形成了系统的层次性。

任何系统都可以在空间或时间上进行逐步分解,形成多层次结构:①系统按空间进行分解,形成系统结构的层次性。系统概念本身就具有层次性,如有大系统、中系统、小系统、子系统等区别。自然界有宇观、宏观、微观、渺观等层次;企业中有公司、工厂、车间、班组、工段等层次。系统结构的层次性决定了系统中的一些子系统为高层次子系统,而另外一些子系统为低层次子系统;一些子系统居于支配地位,而另一些子系统则处于从属地位。系统结构的层次性决定了系统中的物质、能量、信息的流通以一定的渠道,有秩序地进行。②系统按时间进行分段,形成系统发展的有序性。系统总是要历经孕育、产生、发展、衰退、消亡的过程。研究系统的性能时,不仅要研究它的静态性能,而且要研究它的动态特性。系统的变化、发展不是随意的,而是受系统内部、外部各种因素的影响和限制,依据一定的规律发展的。系统发展的有序性说明,在实际工作中要按照科学规律办事,既要不失时机地扩大发展系统,又要避免在条件不成熟的情况下盲目扩大系统,造成不应有的损失。

动态性:任何系统都处于一定的环境中,系统与环境相互影响、相互制约,并与环境进行着物质、能量、信息交换,处于不断的运动、变化、发展之中,在演化和发展的进程与环境相适应。

适应性:任何系统都是由若干部分所组成的,同时又从属于更大的系统,大系统的其他部分就是该系统的环境。广义地讲,一切不属于系统的部分统称为环境。

任何一个系统都处于确定的环境之中,与环境保持着密切的联系。环境支撑着系统的存在及系统的运转,系统与环境形成一种和谐的关系。

系统处于环境之中,系统与环境之间必然要相互交流、相互影响,产生物质的、能量的、信息的交换,以保持适应状态。从环境中得到某些信息或物质、能量,称为系统的输入;向环境中输送信息、物质或能量,称为系统的输出。系统的基本功能就是把环境的输入进行加工处理,转换为输出。

系统必须具备以下3个条件:首先,系统必须由两个或两个以上的要素所组成。其次,要素与要素之间,存在着一定的有机联系,从而在系统的内部和外部形成了一定的结构或秩序。任何一个系统又是它所从属的一个更大系统的组成部分或要素。因此,系统整体与要素、要素与要素、整体与环境之间,存在着相互作用和相互联系的机制。最后,任何系统都有特定的功能,这是整体所具有的不同于各个组成要素的新功能。这种新功能是由系统内部的有机联系和结构所决定的。

2.2.2 系统的分类

系统广泛地存在于自然界和人类社会,为了研究的需要,人们对系统进行了分类,系统的分类方法很多。按其组成可分为自然系统、人造系统和复合系统三大类;按系统功能来分类,如不同的系统为不同的领域服务分为社会系统、经济系统、军事系统、企业管理系统。还有很多其他的分类方法,如可以根据具体的研究对象将系统分为教育系统、金融系统、电力系统等等。

按系统的抽象程度可分为概念系统、逻辑系统、物理系统。概念系统(conceptual system)是最抽象的系统,它是人们根据系统的目标和以往的知识构思出来的系统雏形,它在各方面均不很完善,也有可能实现不了,但它表述了系统的主要特征,描述了系统的大致轮廓。逻辑系统(logical system)是介于实在系统与概念系统之间的,在概念系统的基础上构造出的原理上可行得通的系统,它考虑到总体的合理性、结构的合理性和实现的可能性,它摆脱了具体实现细节的物理特性。如:对于计算机系统,应考虑到它的硬件配置、软件配置及网络配置等。实在系统又称物理系统(physical system),它是完全确定的系统,其组成部分是完全确定的存在物,如人类、生物、机械、矿物等。

按照其与环境之间的相互关系,可以将系统分为开放系统和封闭系统。开放系统是指不可能与外界分开的系统,该系统与外界环境之间存在有信息、物质等交换。如社会系统、生命系统都是开放系统。封闭系统是指与外界分开,不受外界影响的系统,该系统也不与外界环境之间交换信息、物质等。如某学校的学生成绩管理系统。当然,开放系统与封闭系统是不能绝对化的,严格地讲,现实世界中没有完全意义上的封闭系统。这主要取决于世界的划分和环境的明确。封闭系统具有不可贯穿的边界,而开放系统的边界具有可渗透性。

2.2.3 系统方法

系统方法是用系统的观点来认识和处理问题的方法,亦即把对象当作系统来认识和处理的方法。系统方法的哲学依据是唯物辩证法,要求人们在用系统的观点来认识和处理问题时,必须以对立统一的思想为方法的核心。

系统方法强调整体和部分的统一,分析方法与综合方法的统一,定性描述与定量描述的统一,确定性描述与不确定性描述的统一,理论方法与经验方法的统一,精确方法与近似方法的统一,科学理性与艺术直觉的统一等。

系统方法要求运用系统的观点,从系统整体与部分、功能与结构、系统与环境之间的相互联系和相互作用中考察事物。它的基本特点是整体性、综合性和最优化。在系统方法中,人们一般采用A.D.霍尔提出的逻辑维、时间维和知识维的三维结构方法。

逻辑维:逻辑维反映从系统观点解决一个问题需要以下七个逻辑步骤:①问题描述:描述所要解决的问题。主要包括问题的提出、问题的阐述、问题的迁延变化过程和现状,以及说明问题的资料和数据。②确定目标:确定所解决问题的目标,以及目标是否实现的评价标准。③系统分析:从系统整体出发,把问题分解成为多个要素和方面,分别加以考察和认识;并根据系统目标,把分析的结果描述成为系统的逻辑模型,通过模型来反映人们所认识和理解的系统。④提出方案:根据分析的结果,从系统整体出发,根据人们的需要对问题提出多个备选的解决方案。⑤方案优化:对提出的备选方案进行择优。根据目标要求,对所提出的方案进行比较和排队,最后确定出来能够满足目标要求的最优方案。⑥决策:确定系统逻辑模型,以及解决问题的最优方案。⑦实施计划:按照问题的解决过程,实施所选择的最优方案。

这七个逻辑步骤具有一定的逻辑顺序,但其顺序并不十分严格,也可能会出现交叉和反复。

时间维:时间维指从系统工程角度,解决一个问题所需要经过的时间阶段。系统方法一般可以分为七个阶段:规划阶段、制定方案阶段、研制阶段、生产阶段、安装实验阶段、运行阶段和更新阶段。

知识维:知识是系统方法的基础和保证,系统方法需要运用到多方面的知识。它包括共性知识和不同领域的专业知识,如工程、医药、建筑、商业、法律、管理、社会科学、艺术等不同专业门类的知识。这些共性基础知识和专业知识构成了系统方法的知识维度。

知识维与逻辑维和时间维交互作用,形成了系统方法的三维结构。

系统方法的“三维结构体系”:逻辑维、知识维、时间维(图1-1)。

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图1-1 系统方法的“三维结构体系”示意图

2.3 信息系统

2.3.1 基本概念

简单地说,信息系统就是输入信息,对信息进行加工处理后,输出有用信息的一个系统。自从有了人类活动,就有了信息交换和信息系统。随着信息技术的发展,改变了信息存在的环境和信息处理的方式,使信息处理方式超越了传统手工处理的方式,使信息的价值大大提高。目前,人们所说的信息系统已经不再是手工的信息系统,而是计算机化的信息系统,人们在利用计算机处理信息,并借助网络技术改变了信息传输方式。

广义理解的信息系统包括的范围很广,各种处理信息的系统都可算作信息系统。狭义理解的信息系统仅指基于计算机的数据处理系统。信息系统(information system)是由计算机硬件、网络和通讯设备、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。信息系统的功能可归纳为信息的收集、信息的存储、信息的加工、信息的输出、反馈功能、信息的传输等(表1-1)。

表1-1 信息系统要素表

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续表

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什么是一个信息系统的相互联系并作用的部件呢?任何系统可以有许多子系统,一个子系统是另一个系统中的一部分。因此,子系统可以是理解部件的一种方式。例如,一个客户支持系统可以有一个订单登录子系统,这个子系统可以为客户生成新的订单,另一个子系统可以处理完成订单,包括发货和退还订单,还有一个子系统可以维护产品目录数据库。把一个系统作为一组子系统来考虑,对分析员是十分有用的,这些子系统就是相互联系,相互作用的部件。

子系统:作为大系统中的一个部分的系统。

每个系统又是大系统的一部分,这个大系统称为超系统。所以,客户支持系统实际上是生产系统的一个子系统。生产系统包括其他的子系统,如库存管理和制造子系统。这种把一个系统划分成多个部件的方法是按照功能分解的原则进行的。

超系统:一个包含其他系统的大系统。

功能分解:把一个系统分为多个基于子系统的部件,这些子系统依次进一步分为多个子系统。

理解系统部件的另一种方法是列出相互作用的各个部分。例如,一个信息系统包括硬件、软件、输入、输出、数据、人和过程,这种观察方法对分析员也是十分有用的。这些相互联系的部件在系统中一起作用。

每一个系统在它与它的环境之间有一个边界,任何输入或输出都必须通过这个系统边界。定义这些输入输出是系统分析与设计的重要部分。在一个信息系统中,人也是关键的部分,这些人做一些由系统完成的工作。因此,对系统分析员来说,还有一种重要的边界——自动化边界。在自动化边界的一侧是系统的自动部分,那里的工作是由计算机完成的;而另一侧是系统的手动部分,那里的工作是由人工完成的。

系统边界:系统与环境之间输入输出必须通过的分界。

自动化边界:一个系统的自动部分和手动部分之间的分界。

2.3.2 信息系统的作用

信息系统对现代商业组织的成功至关重要,为使商业组织具有更强的竞争力,需要不断地开发出新的系统。信息技术对生产力和利润产生了重大影响,因此,信息系统成为当今吸引人们的一个热门行业。大部分人常常使用最新的技术进行在线购物、预约房间、在线拍卖、客户支持、电子邮件和无线信息。但是,并不是这个技术本身增加了生产力和利润,而是开发信息系统的专业人员利用技术的力量实现解决方案。开发信息系统所面临的挑战是巨大的,因为越来越多的人希望拥有这种可以随时随地访问数据的信息系统。

2.3.3 信息系统的特征

信息系统除了具有系统的一般特征之外,还具有其独特性。

信息性:信息性是信息系统的显著特征,也是信息系统区别于其他系统的主要特性。信息是信息系统的主要构成要素,对信息加工处理是信息系统的主要功能,产生对外部系统有用的信息,与环境构成一个有机的信息网络是信息系统的目的。在信息系统中也存在物质要素和物质活动,但这些物质要素是储存信息和加工信息所必需的部分,物质活动也是伴随信息活动所必要的活动。

综合性:综合性是信息系统的一个十分显著的特征。信息系统综合了多种复杂的系统要素,并可以分为信息要素和物质要素两大类。信息要素是信息系统的主体,物质要素是储存信息和处理信息的必需部分。这两种要素在信息系统中并不是分立存在的,而是密切地交织在一起,从而构成复杂的信息系统。信息系统的综合性还体现在它与外部环境的关系上。所有信息系统都是开放系统,与外部环境构成和谐的更大范围的系统。

集成性:集成是指把多个相对独立的构件或部分,根据目标的需要构成和谐、兼容和相互联系的整体。信息系统是以集成的方式构成的,其中包括系统的集成和平台的集成。

系统集成是指信息系统由多个子系统集成而成。例如,企业信息系统就集成了生产、计划、供应、销售、人事、财务等多个子系统。多个相对独立的信息系统也可以集成为更大规模的信息系统。例如,大庆、辽河、新疆、大港、胜利等油田的信息系统可以集成为整个中国石油行业的综合信息系统。由地区和行业信息系统集成为国家信息系统,由各国家的信息系统可以集成为国际信息系统。

多样性:信息系统具有多种形式。从功能上可以把信息系统划分成为信息处理系统、管理信息系统、决策支持系统、办公信息系统和主管信息系统。根据信息系统所服务的应用领域,又具有种种不同应用类型的信息系统,如地理信息系统、医院信息系统、航天信息系统、学校信息系统、政府信息系统等。信息系统的规模也表现出了多样化,大的如国际信息系统、国家信息系统、区域信息系统等,小的如财务管理系统、工资发放系统、税率计算系统等。

发展性:信息系统的内涵与外延处在急剧的发展变化过程之中。建立在现代信息技术基础之上的信息系统,是近几十年建立和发展起来的,而且其应用的领域、系统的规模和信息处理的能力也以惊人的速度向广度和深度发展。在20世纪50年代出现的信息系统,仅能够对企业中的一些简单业务进行处理,如工资计算、报表制作、生产报告等。时过半个多世纪的现在,跨国、跨地区的具有高度复杂和综合处理能力的信息系统已经十分普遍。可以预测,21世纪信息系统将以更快的速度向纵深发展,整个世界形成一个综合的、一体化的信息系统将成为现实。

2.3.4 信息系统的功能

信息系统作为一个系统具有信息输入、处理、存储、输出、反馈五大基本功能。此外,信息系统还具有信息采集、传递功能,信息采集为信息输入做准备,信息传递是信息处理和信息使用过程不可缺的环节。

采集功能:信息系统的首要任务是将组织内外的数据、信息及时、准确、完整的收集起来,记录在某种形式的载体上,作为信息系统的输入。信息采集一个重要的问题就是要求收集到的数据、信息要全面、完整、详细、准确。

输入功能:将数据或信息转化成信息系统的内部数据形式,输入到信息系统中。信息系统的输入功能决定于系统所要达到的目的及系统的能力和信息环境的许可。

处理功能:信息系统对输入系统的数据或信息进行加工处理,使其成为有用的信息,满足用户的需要,是信息处理将数据或信息转化为有用输出的过程。如文件格式的编辑、更新、检索以及数字转换为图形等,数据处理中数据的排序、分类、查询、统计汇总、预测、模拟以及各种形式的数学计算,也可以是文件的建立、更新、检索等。

存储功能:将原始数据、信息和处理后的数据、信息以合适的形式进行保存,以便于进行传递和加工,存储的数据、信息是信息系统中十分重要的资源。信息存储的方法主要是利用计算机将数据、信息存储在磁盘、光盘等介质中。

传递功能:数据、信息传递是信息处理和信息使用工作中不可缺少的环节。数据、信息的采集可能分散在不同地方,而数据、信息的处理可能需要传递到指定的组织部门。信息加工处理后需要进行及时传递,为决策者及时提供所需数据、信息,才能实现信息的价值,发挥信息的作用。如果信息的传递不及时、不顺畅,信息因为时效性就会失去了意义。

输出功能:将加工处理后的数据、信息以合理的结构和形式输出给所需用户,如文字、图表、报表等。输出的方式可以通过显示器显示、或利用打印机打印出来等。

反馈功能:反馈是对系统的一种控制,一是通过反馈能将计算机输出的信息返回给计算作为输入,二是对整个信息处理、存储、输出等环节通过各种程序进行控制。

2.3.5 发展历程

信息系统的发展历程:①20世纪50~60年代的电子数据处理(EDP)阶段。②20世纪70年代后发展起来的信息处理阶段,管理信息系统(MIS)、决策支持系统(DSS)、基于人工智能原理的专家管理系统(ES)、支持主管高效率工作与决策的经理信息系统(EIS)、办公自动化系统(OAS)和战略信息系统(SIS)。③20世纪90年代后进入了企业间信息系统阶段,20世纪90年代以后,随着网络技术的发展和应用,整合企业内部三个层面信息系统以及企业与外界信息的条件逐渐成熟,为此企业资源计划应运而生。通过与供应链管理(SCM)和客户关系管理(CRM)系统的整合,ERP还能够集成企业上游的供应商和下游的分销商与消费者的信息资源。这三者的集成,加上电子商贸系统就可以开展真正的电子商务(EC)。

2.3.6 信息系统类型

因为组织要完成许多不同类型的活动,因此也就有许多不同类型的信息系统。在大多数商业中建立的系统包括事务处理系统、管理信息系统、主管信息系统、决策支持系统、通信支持系统和办公支持系统。

事务处理系统(TPS)收集和记录影响组织的事务信息。每做成一次销售、订购一批物资、做成一次利息付款,就产生了一个事务。这些事务通常会引起贷方或借方在会计分类账上做记录,最终用于财政计算目的账单结算,如收益结算表。事务处理系统是计算机自动处理的第一步,较新的事务处理系统使用一流的技术,并给信息系统开发者带来一些伟大的挑战,也带来一些最大的竞争优势和最好的投资回报。在事务处理中,企业对消费者(B2C)和企业对企业(B2B)的电子商务系统是最新的挑战,新的事务处理系统经常被叫作联机事务处理(OLTP)系统。

管理信息系统(MIS)接收事务处理系统收集的信息并为管理人员生成计划和控制商业需的报表。因为信息已经由事务处理系统收集并且存放在组织的数据库中,因此,管理信息系统是可以实现的。

主管信息系统(EIS)为高级管理人员提供在监测竞争环境和战略计划中所需使用的信息。一些信息来自组织的数据库,但大多数信息来自外部资源——关于竞争者、证券市场报告、经济预测等新闻。

决策支持系统(DSS)允许用户探究有效的选择或决策的影响。有时这个过程要参照“如果……将会怎样”的模式进行分析,因为用户要求系统回答诸如“如果第三季度销售额下跌至1亿美元以下并且利率上升到7.5%,怎么办?”的问题,由DSS做出的金融预测能探究这一结果。一些决策支持系统用于日常事务运作的决策,如根据预测商务旅行模型,预测将有多少租用的汽车从一个城市开到另一个城市去度周末。

通信支持系统允许员工相互通信并与客户和厂商通信。通信支持现在包括无线个人数字助理(PDA),支持信息和个人数字助理的手机,便利的电子邮件、宽带Internet访问和桌面视频会议。

办公支持系统帮助员工创建和共享包括报表、建议和备忘录等文档。办公支持系统也帮助维护有关工作进度表和会议的信息。事务处理系统(TPS):收集和记录影响组织的事务信息的信息系统。管理信息系统(MIS):接收事务处理系统收集的信息并为管理人员生成计划和控制商业所需报表的信息系统。主管信息系统(EIS):为高级管理人员提供用于监测竞争环境和战略计划的信息的信息系统。决策支持系统(DSS):允许用户探究有效的选择或决策效果的支持系统。通信支持系统:允许员工相互通信并与客户和厂商通信的支持系统。办公支持系统:帮助员工创建和共享包括报表、建议和备忘录的文档的支持系统。

2.3.7 信息系统的结构

信息系统的基本结构:信息系统作为一个系统,也是由输入、处理、输出、反馈四个基本要素构成。信息系统将收集的数据、信息输入到信息处理器进行加工处理,然后输出给信息用户使用,信息用户也可以给信息输入端以反馈。

基于网络技术的信息系统结构:支持信息系统运行的系统硬件和软件的集合是信息系统建设的基础,形成了信息系统的结构,人们也从硬件、软件、空间分布等多个角度对信息系统的结构进行了研究。从计算机诞生的60多年来,信息系统经历了从单机到网络的发展过程,信息系统的结构与计算机、网络、通讯技术的发展密切相关,并不断改进,我们主要从网络技术角度去讨论信息系统的结构。从宿主式结构、单机式结构、文件服务器结构及客户/服务器(C/S)结构到浏览器/服务器(B/S)结构,经历了一个较长的发展过程。与这个过程相适应的是从集中式计算到分布式计算,再到互联网计算;网络从主机模式到局域网,再到互联网;服务器从文件服务器发展到数据库服务器,再到基于Internet/Intranet的Web数据库服务器。

宿主式结构:采用宿主式结构的系统由主机和终端两部分组成,一般选用功能强大的大型机或小型机做主机,用户通过本地终端或远程(拨号)终端访问主机。这些终端都是哑终端,本身没有什么处理能力,只包括键盘、屏幕以及与主机通讯的硬件。主要特点是终端没有处理功能,所有的处理任务都由主机完成;同一时刻主机内可能存在多个应用或任务,主机采用分时处理的方法完成这些应用或任务,并将结果返回终端。

单机式结构:20世纪80年代以后,个人计算机(PC机)的广泛应用促进了单机式结构的出现。单机式结构一般适用于系统规模较小、数据流量不大的情况。单机系统中,客户端应用程序和数据库服务器一般在同一台计算机上,并且数据库一般采用本地数据,个人计算机具有一定的数据存储和数据处理功能,并且可以运行界面友好的软件。单机式结构的特点是单用户独享主机的一切资源,属于数据集中、处理集中的单用户应用模式。但是单机式结构不利于多用户共享系统数据,不支持多用户的并发控制,数据处理不能满足较大系统的要求。对于数据处理量大且对共享要求较高的组织来说,在局部实现计算机数据处理并不能发挥很大优势,需要把分散在各地点的计算机通过网络连接起来,进行批处理或分布式处理。

文件服务器(F/S)结构:文件服务器结构由文件服务器和工作站组成,工作站所有的实际处理工作都在运行数据库应用程序的PC机上完成,文件服务器只是在其磁盘上搜索用户所需的文件,并将数据文件沿着网络发给用户的PC机。文件服务器结构模式可以解决PC机以及工作站的数据与外部设备的共享问题,在一个局域网中共享数据,需要将文件存放在文件服务器上,所有用户可以根据规定的权限访问、获取服务器上的数据文件,文件服务器是局域网中共享外部设备的中枢。文件服务器只适应于规模较小的局域网,对于用户多、数据量大的情况就会产生网络瓶颈,降低整个网络的性能,并不能满足分布式处理的需求。

客户/服务器(C/S)结构:在C/S结构模式中,应用被分为前端(客户端)和后端(服务器端),前端客户机运行应用程序,实现如逻辑处理,人机输入/输出和屏幕显示等功能;后端服务器运行全部或部分数据库管理系统,进行文件管理和通讯管理,为前端客户提供数据服务、文件服务和通讯服务,即将数据处理功能和人机交互功能分离到前端客户机和后端服务器上,客户机运行数据库应用,数据库服务器运行全部或大部分数据库管理系统。合理分配客户机和服务器的数据处理工作,大大减轻网络数据传输的负担,服务器上的资源也可得到更加充分地利用。同时,系统采用数据锁定、事务技术、存储过程等数据库技术保证数据完整一致准确。

目前仍有大量的信息系统采用客户/服务器结构模式,这种模式有3种结构类型,一是最基本的两层结构,即数据库服务器对客户机的请求直接给出应答;二是三层结构,即在二层结构中间设了具有专门应用软件的应用服务器来处理客户机的请求,应用服务器根据请求访问数据库服务器,并进行相应地数据处理后向客户机做出应答;三是在实际应用中,将二层结构和三层结构混合运用,根据请求的复杂程度对客户机做出应答,简单的直接访问数据库服务器,复杂的通过应用服务器访问数据库服务器,称为混合结构。

客户/服务器结构采用分层模式,将各种功能分离开来,充分利用客户机和服务器双方的能力,实现了应用程序与数据的分离,灵活地组成分布式应用环境,使数据具有更好的独立性和封装性,便于系统的更新和升级,减少了网络流量,缩短系统反应时间。但是,随着客户/服务器结构模式应用越来越广泛,其缺点也越来越突出,适用于中小规模局域网的客户/服务器结构,对于大规模的局域网和广域网不能很好地胜任;当系统用户数量增加时,服务器负载急剧增加,系统的性能会明显下降;客户/服务器结构对客户端软硬件要求较高,特别是软件不断升级换代,对硬件要求不断提高,增加了整个系统的成本;同时,系统管理和维护工作比较困难,不同客户机安装了不同子系统软件,用户界面风格不一,使用繁杂。特别是随着Internet的发展和广泛应用,以及组织对信息系统建设成本的考虑,需要对客户/服务器结构进行改进。

浏览器/服务器(B/S)结构:随着Internet和WWW的流行,出现了浏览器/服务器结构即B/S结构,是一种类似于终端/主机系统的结构,同时又具有客户/服务器结构的分布计算特性的新结构,解决了以往的主机/终端和客户/服务器都无法满足全球网络开放、互连、信息随处可见和信息共享的新要求。 浏览器/服务器结构由Web浏览器、Web服务器、数据库服务器三个层次组成,分别与客户/服务器结构模式中的客户端、应用服务器、数据库服务器三个层次对应。可以说,B/S结构是多层C/S结构的一个特例。

浏览器/服务器结构的客户端使用一个通用的Web浏览器,代替了各种不同的应用程序软件,用户的所有操作都通过浏览器进行,Web浏览器把Web页请求发送到Web服务器;Web服务器是该结构的核心部分,负责接受远程或本地浏览器的HTTP请求,并把用户的请求与数据库服务器连接,再将结果转换成Web浏览器能够接受的形式(如HTML)送给Web服务器,再由Web服务器将结果送回Web浏览器,呈现给用户。

这种结构相对于原来的客户/服务器结构,用户使用单一的浏览软件,使用简单;应用程序放在Web服务器端,软件的开发、升级与维护只在服务器端,维护方便;客户端只需安装一种Web浏览软件,对客户端硬件要求低;采用标准的TCP/IP、HTTP,可以与现有的内网(Intranet)很好结合,能够充分利用现有资源;浏览器/服务器结构可直接通过Internet访问服务器,可扩展性好;内网中的用户可以方便地访问系统外资源,内网外的用户也可以访问内网内的资源,信息资源共享程度高。很多基于大型数据库的信息系统都采用了浏览器/服务器结构模式。同时利用Web服务器和Web浏览器使信息系统在信息处理技术上实现了集格式化文本、图形、声音、视频为一体的高度交互式环境。

多层混合结构:为了发挥浏览器/服务器结构、客户/服务器结构各自的优势,形成了一种混合结构。对于面向大量用户的模块采用三层浏览器/服务器结构,客户端计算机上运行浏览器,中间建立一个Web服务器作为数据服务和客户机浏览器交互的连接通道,数据集中存放在性能较高的数据库服务器中。对于在安全性能高、交互性强、处理数据量大、数据查询灵活的模块采用客户/服务器结构。这种多层混合结构,安全可靠、灵活方便。

在实际应用中,选择系统结构时应综合考虑系统的功能需求、软硬件环境、开发难度、系统维护及用户培训等多方面的因素。例如,B/S结构在交互能力上远不如C/S结构,B/S结构宜用于信息查询、数据分析等领域,不便于实现实时的事务处理功能;B/S结构更易于实现不同操作系统间的互联和移植,B/S结构的系统比C/S结构的系统更易于维护。但是B/S结构需要更多的网络带宽,B/S结构没有成熟的开发工具,开发人员在设计、实现复杂系统时需要解决很多技术问题。而在C/S结构系统中,系统的客户端软件各不相同,用户在使用每个软件前都需要进行大量的培训。

2.4 信息系统建设

2.4.1 信息系统建设的特点

信息系统的建设是一项复杂的系统工程,因为其开发周期长、耗资巨大、效益难以估量和涉及人员面广,要受到多方面条件的制约和多种因素的影响等原因,使信息系统建设具有的最大特点是复杂性。复杂性主要表现在如下六个方面。

投资巨大,投资效益难以量化:信息系统的开发,从分析设计到运行维护,都需要投入大量的资金,而且还需要投入大量的人力和时间。虽然目前在信息系统的开发中采用了大量的先进技术,但是实际开发过程中的自动化程度仍然不高,系统的分析、设计和程序编写,必须靠足够的人力和时间去完成。这些都使得投入量很大,但是信息系统完成后,参与到组织运作后,究竟带来的绩效如何,却难以量化、难以评价。

建设环境的复杂性:信息系统建设通常要涉及组织内部各级机构、管理人员及组织面临的外部环境。系统建设者必须十分重视、深刻理解组织面临的内、外环境及发展趋势,考虑到管理体制、管理思想、管理方法和管理手段的相互匹配、相互促进;考虑到人的习惯、心理状态及现行的制度等因素。系统的目标、规模、功能和实施步骤必须与组织当前的发展水平相适应,所建系统还应具有足够的影响力,可以在一定范围内改革不合理的规章制度,促进管理水平的提高和组织目标的实现。同时,信息系统也要具备一定的环境自适应能力,能够在一定程度上适应组织内外环境的变化。

用户需求的复杂性:信息系统的最终用户是各级各类管理人员。满足这些用户的信息需求,支持他们的管理决策活动,是建设信息系统的直接目的。然而,一个组织内各类机构和管理人员的信息需求不尽相同,有些需求可能相互冲突,有些需求又十分模糊,有些需求在建设过程中可能会发生变化。系统建设者面对这样复杂多样的需求,必须寻求使各方都比较满意的方案。

建设内容的复杂性:信息系统处理、管理的对象是信息,而组织的信息往往形式多样、来源复杂和涉及面宽、数量庞大,信息内容和处理要求又涉及广泛的学科和事业领域。信息系统要实现一个组织的信息系统的综合处理以支持各级管理决策,必是一个规模庞大、结构复杂、具备多种功能、实现多个目标的大系统,就现有的企业信息系统而言,即使是中小企业,其信息处理内容的广泛性和系统结构的复杂性,也是一般工程技术系统难以比拟的。

信息系统是系统,而且是复杂的社会系统,这就需要我们用系统观点来看待和认识信息系统,用系统方法来指导信息系统建设。对信息系统的认识,必须坚持系统观点。信息系统作为一个社会系统,它处在复杂的社会环境之中,我们必须搞清楚信息系统与其所处的社会环境的关系,信息系统在其社会环境中的地位和作用。社会和企业规定了信息系统存在的必要性、信息系统的目标和对信息系统的约束和限制。

技术手段的复杂性:信息系统是利用先进技术解决社会经济管理问题的应用之一。计算机软、硬件技术、数据通信技术、各种控制与决策方法、建模与仿真技术以及人工智能技术等,都是进行系统建设、实现系统各种功能的技术手段。掌握这些先进的复杂的技术以便正确地、熟练地使用它们,就要求系统建设者具有较高的科学技术水平。同时,信息系统建设的核心是软件的开发,软件开发的工具、开发中使用的编程语言,更新速度较快,软件开发人员需要不断的进行知识更新。因此,如何合理地应用这些技术手段以达到预期的效果,是信息系统建设面临的主要任务之一。

建设资源的密集性:信息系统的建设是一项投资密集型的建设项目。由于规模大,建设内容复杂,系统开发需要投入大量的人工,因而也是劳动密集型项目。另外,系统建设还是一个智力密集型或知识密集型的项目。由此可见,建设系统所付出的代价十分昂贵,如何获取和合理使用这些资源,使之产生最大的经济与社会效益,是信息系统建设成功的一个关键。只有在信息系统建设的过程实现各种资源合理的配置和利用,才能确保信息系统建设的成功。

2.4.2 信息系统建设涉及的因素

信息系统建设的复杂性决定了在建设的过程中,必然会受到各种各样因素的影响。当说到影响信息系统建设的因素时,可能人们首先想到的是技术因素的影响,但是在人们总结信息系统建设成功与失败的经验与教训时,人们发现失败的原因大多情况下并不是由技术因素决定的,技术因素带来的影响并不是最主要的,更多的是由组织内外环境中多种因素综合导致的。

文化社会因素:在信息系统开发建设的实践中,人们越来越认识到社会人文因素对信息系统建设的影响,并逐步受到重视。信息系统是一个人机交互系统,其开发、设计、运行、维护的任何一个过程都离不开人的参与,信息系统的开发过程实际上是一个社会过程。同时,组织体制即领导、组织、政策、法规、观念、员工的人文素养等文化社会因素在一定程度上决定着信息系统,只有组织体制顺畅、管理科学、领导重视、企业员工具备一定的信息素养的基础上,才能够建设成功的信息系统。

科学理论因素:信息系统建设涉及信息科学技术、计算机科学技术、管理学和行为科学、通信工程、系统工程等多种学科。信息系统需要现代信息技术的支持,而现代信息技术是发展迅猛、科技含量很高的新技术群。

技术方法因素:信息系统开发需要遵循一定的方法,并运用相关的技术。信息系统开发方法对保证信息系统开发效率和质量有着决定性意义。 信息系统开发方法是信息系统学科研究的主要问题。几十年来,信息系统开发方法在逐步地发展和完善,其中产生过诸多具有较大影响的信息系统开发方法。

领域知识因素:每个行业对信息系统的要求,或者说信息系统的功能是不同的,即开发建设的信息系统都是面向专业领域服务的。开发信息系统的过程中,需要与专业领域中的专业知识融合,才能提供针对性服务。专业知识必须反映和渗透在信息系统之中,成为信息处理,业务处理,组织管理和辅助决策的依据,要求信息系统建设必须深入了解专业领域的各种业务,管理和决策知识。

环境多变因素:建设的信息系统要想成为一个组织在竞争中的有力武器,就必须能够适应组织所处的竞争环境,考虑环境的变化。组织面临的市场、对手、政治、社会环境会发生变化;组织的目标、策略、管理、产品、技术、业务也在发生着动态变化;信息系统的技术(计算机,网络,软件等)不断发生着变化;这些变化的趋势和进程难以把握,要求信息系统能根据环境的变化进行动态调整。

组织管理因素:信息系统建设是一项复杂的系统工程,在建设的过程中需要实施有效的组织和管理。可是,因为信息系统建设更多是智能性活动,工程对象的可见性不强,难于组织管理,使信息系统项目的组织管理较之于一般工程项目的组织管理更复杂。信息系统建设的组织管理涉及过程、人员、经费,材料、文档等多种要素,只有对这些要素进行有效的组织、计划、配置、控制、监督,才能够有序,有效,优质地进行信息系统建设。

经济效益因素:信息系统是为企业战略服务的,而企业的目标是获取最大效益和利润,所以信息系统建设必须考虑经济效益。信息系统建设涉及因素多、技术复杂,因此信息系统建设一般需要大量的资金投入。

2.4.3 建设成功的企业信息系统

由上述可见,建设成功的信息系统受制于多种复杂因素,其中有主观因素和客观因素,组织内部因素和外部因素,技术因素和社会因素,认识因素和态度因素,工程因素和管理因素等。大量实践证明,要建设成功的企业信息系统,必须具备以下几方面因素:①要求企业领导者和工程主持者具有较高的信息知识素养和综合管理水平,企业具备建设信息系统的内外部条件。②要求企业领导者和工程主持者对信息系统建设所涉及的复杂因素、信息系统建设的内在规律和信息系统特点有深刻理解。③要求企业领导者高度重视信息系统建设,并亲自参与和组织信息系统的建设工作。④必须提供信息系统建设所需的专业技术队伍、资金、场地等必要条件。⑤选择适宜的信息系统开发方法、技术和环境。

2.4.4 信息系统建设的工作

信息系统建设的特点决定了信息系统建设要做大量复杂和细致的工作。信息系统建设主要包括信息系统规划、信息系统开发、信息系统维护和信息系统管理四方面的工作。

信息系统规划:信息系统规划(information system planning)是根据信息系统建设的设想,通过对企业经营管理和目标的分析,提出符合企业发展目标的信息系统建设规划,并由这个规划指导整个信息系统的建设工作。

信息系统开发:信息系统开发(information system development)是根据信息系统规划所确定的近期目标和任务,由用户和技术人员组成开发队伍,通过业务分析、需求分析、系统分析、系统设计、实现、测试等环节的反复,构建能够满足用户要求的信息系统的过程。

信息系统维护:信息系统维护(information system maintenance)是在信息系统投入运行之后,因为企业目标、环境、管理的变化,用户对信息系统需求发生变化,信息系统的技术和手段的变化,以及信息系统在运行过程中暴露出的隐患问题,由技术人员对信息系统所进行的修改和完善性工作。信息系统一旦投入运行,维护工作就将开始,并一直持续到信息系统生存周期的结束。

信息系统管理:信息系统管理(information system management)是由管理者在信息系统生存周期各个阶段,通过有效地组织和控制参与信息系统建设的相关资源,使之有效地达到该阶段的预期目标的综合过程。根据信息系统建设的任务划分,可以分为信息系统开发管理、维护管理、运行管理;根据信息系统管理的对象划分,可以分为信息系统人员管理、信息资源管理、项目管理、网络管理等。

2.4.5 信息系统开发工作

在信息系统开发的四个阶段中需要做许多工作,其中最主要的有业务分析、需求分析、系统分析、系统设计、系统实现、调试等六方面的工作,除了这些主要工作之外,还包括项目管理、系统配置、人员培训等工作。下面我们主要介绍这六方面的工作。

业务分析:业务分析(business analysis)是对企业现行业务的分析。由开发人员和用户对企业系统的目标、组织机构、职能作用、业务流程、企业实体等进行深入分析,以全面了解企业现行系统的运行机制和业务过程,建立起能够反映企业实际的业务模型,为信息系统开发打下基础。业务分析主要做的工作有:现行企业系统调查,企业目标分析,机构和职能分析,业务分析,企业实体分析,管理模型分析,建立业务模型等。

需求分析:需求分析(requirements analysis)是对所开发的信息系统应该具有的功能、性能和作用的分析。由分析人员通过对用户的需求调查,并结合企业的目标、业务现状、企业实力和目前的技术水平,通过深入分析,确定出合理可行的信息系统需求。需求分析主要工作包括需求调查、需求分析、需求描述和需求验证等。

系统分析:需求分析着眼于信息系统应具有的功能、性能和作用等信息系统的外在特性。系统分析(system analysis)工作则要考虑为满足需求分析所规定的功能和作用,它是从信息系统的内部来分析信息系统的构成要素及其结构。系统分析包括结构分析、用例分析和概念类分析等工作。

系统设计:系统设计(system design)的任务是确定信息系统的设计模型。设计模型是对分析模型的深入和细化,并且考虑到系统的实现环境。系统设计包括系统平台设计、计算模式设计、软件结构设计、详细设计、界面设计和数据库设计等工作。最后通过设计模型来描述系统的设计结果。

系统实现:系统实现(system implement)的任务是通过一系列迭代过程,把信息系统的设计模型转变成为可以交付测试的信息系统实物。系统实现的工作包括确定实现结构、子系统、类和接口的实现、单元测试和系统集成。

测试:测试(test)是对所实现的信息系统进行的测试。这些测试主要包括集成测试、系统测试和验收测试。完成测试后,最终才能得出可以交付运行的信息系统。系统测试的工作包括编制测试计划、构造测试用例、实施测试等。