第3章-信息系统基础知识（系统架构设计师第2版-2023年）

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第3章 信息系统基础知识

• 3.1 信息系统概述
  • 定义
    • 信息系统是由计算机硬件、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。
  • 发展道路
    • 诺兰给分为了6个阶段
      • 1.初始化阶段
        • 特点
          • 1）组织中只有个别人具有使用计算机的能力
          • 2）该阶段一般发生在一个组织的财务部门
      • 2.传播阶段
        • 特点
          • 1）数据处理能力得到迅速发展
          • 2）出现许多新问题（如数据冗余、数据不一致性、难以共享等）
          • 3）计算机使用效率不高
      • 3.控制阶段
        • 特点
          • 1）成立了一个领导小组
          • 2）采用了数据库DB技术
          • 3）这一阶段是计算机管理变为数据管理的关键
      • 4.集成阶段
        • 特点
          • 1）建立集中式的DB及相应的IS
          • 2）增加大量硬件，预算费用迅速增长
      • 5.数据管理阶段
        • 特点
          • 企业高层意识到信息战略的重要，信息成为企业的重要资源，企业的信息化建设也真正进入到数据处理阶段。这一阶段中，企业开始选定统一的数据库平台、数据管理体系和信息管理平台，统一数据的管理和使用，各部门、各系统基本实现资源整合和信息共享。
      • 6.成熟阶段
        • 特点
          • 信息系统已经可以满足企业各个层次的需求，从简单的事物处理到支持高效管理的决策。提升了企业的竞争力和发展潜力
      • 前3个阶段具有计算机时代的特征，后3个阶段具有信息时代的特征，其转折点是进行信息资源规划的时机。
  • 分类
    • 1.业务（数据）处理系统
      • Transaction/DATA Processing System,TPS/DPS
        • 应用于企业局部业务（数据）的管理，如财会管理、销售管理
    • 2.管理信息系统
      • Management Infomation System，MIS
        • 由人和计算机组成，能进行管理信息的收集、传输、存储、加工、维护和使用的系统
    • 3.决策支持系统
      • Decision Support System，DSS
        • 帮助决策者利用数据和模型去解决半结构化决策问题和非结构化决策问题的交互式系统。一般DSSA包括数据库、模型库、方法库、知识库和会话部件。
    • 4.专家系统
      • Expert System，ES
        • 专家系统是一个具有大量的专门知识与经验的程序系统，它应用人工智能技术和计算机技术。简而言之，专家系统是一种模拟人类专家解决领域问题的计算机程序系统。
    • 5.办公自动化系统
      • Office Automation System，OAS
        • 是一个人机结合的综合性的办公事务管理系统。以达到改善工作环境、最大限度的提高办公事务工作质量和工作效率。
    • 6.综合性信息系统
      • ERP系统（企业资源管理）
        • 主要管理公司的各种资源，负责处理进销存、供应链、生产计划MPS、生产订单、管理会计，是财务数据的强力支撑。
      • WMS系统（存储管理系统）
        • 主要包括库房货位管理
      • MES系统（制造过程管理系统）
      • PDM（产品数据管理系统）
        • 管理研发阶段的物料、BOM、工程变更数据，负责产品数据为主。PDM系统是产品研发全过程管理，主要涉及协同研发等能力
  • 信息系统的生命周期
    • 生产阶段
      • 也是信息系统的概念阶段或是需求分析阶段。
    • 开发阶段
      • 是信息系统生命周期中最重要和关键的阶段。该阶段又分5个阶段
        • 总体规划阶段
        • 系统分析阶段
        • 系统设计阶段
        • 系统实施阶段
        • 系统验收阶段
    • 运行阶段
      • 长时间的运行是检验系统质量的试金石
    • 消亡阶段
      • 建设初期企业就应当注意系统的消亡条件和时机，以及由此而花费的成本。
  • 信息系统建设原则
    • 1.高层管理人员介入原则
      • Chief Information Officer，CIO首席信息官，深度介入信息系统开发建设以及运行是CIO的职责所在。
    • 2.用户参与开发原则
      • 1、用户有确定的范围 2、用户应当参与全过程的开发 3、用户应当深度参与系统开发
    • 3.自顶向下规划原则
      • 是至关重要的，主要目标是达到信息的一致性。必须鼓励信息系统各子系统的设计者在总体规划的指导下，进行有创造性的设计。
    • 4.工程化原则
      • 没有工程化是软件危机发生的根本原因
    • 5.其他原则
  • 信息系统开发方法
    • 1.结构化方法
      • 结构化方法是由结构化系统分析和设计组成的一种信息系统开发方法，是目前最成熟、应用最广泛的信息系统开发方法之一。 结构化方法的开发过程一般是先把系统功能视为一个大的模块，在根据系统分析设计的要求对其进行进一步的模块分解或组合。
      • 特点
        • 开发目标清晰化
        • 工作阶段程式化
        • 开发文档规范化
        • 设计方法结构化
    • 2.原型法
      • 是一种根据用户需求，利用系统开发工具，快速地建立一个系统模型展示给用户，在此基础上与用户交流，最终实现用户需求的信息系统快速开发的方法。
    • 3.面向对象方法
      • 面向对象的分析方法是利用面向对象的信息建模概念，如实体、关系、属性等，同时运用封装、继承、多态等机制来构造模拟现实系统的方法。
      • 传统的结构化设计方法的基本点是面向过程，系统被分解成若干个过程。而面向对象的方法是采用构造模型的观点，在系统的开发过程中，各个步骤的共同目标是建造一个问题的模型。
    • 4.面向服务的方法
      • 面向对象的应用构建在类和对象之上，随后发展起来的建模技术将相关对象按照业务功能进行分组，就形成了构件的概念。对于跨构件的功能调用，则采用接口的形式暴露出来。进一步将接口的定义与实现进行解耦，则催生了服务和面向服务的开发方法。
• 3.2 业务处理系统TPS
  • 概念
    • TPS是服务于组织管理层次中最底层、最基础的信息系统。TPS主要放置于车间或一般的行政管理办公室，而处于企业系统边界的TPS则能将企业和它的外部环境联系起来。
  • 功能-数据处理周期由5个阶段构成
    • 数据输入
      • 数据的输入方式和进度是这个阶段的关键问题。输入方式有人工、自动、二者结合
    • 数据处理
      • 批处理方式
        • 将事务数据积累到一段时间后进行定期处理每日，每月或每年
        • 优点：当有大量的事物数据需要处理时，是一种较经济的方式。
        • 缺点：在定期事物处理的间隔期，主文件易过时而且也无法满足实时的查询需求
      • 联机事物处理方式
        • 又称为实时处理，即能对所发生的事务数据进行立即处理。
    • 数据库的维护
    • 文件报表的产生
    • 查询处理
• 3.3 管理信息系统MIS
  • 概念
    • 管理信息系统由4大部件组成，即信息源、信息处理器、信息用户和信息管理者
  • 功能
    • 从使用者角度看，它总是有一个目标，具有多种功能，各种功能之间又有各种信息联系，构成一个有机结合的整体，形成一个功能结构。
  • 组成
    • 横向综合按层划分：战略计划、管理控制、运行控制、业务处理
    • 纵向综合按功能划分：销售市场子系统、生产子系统、后勤子系统、人事子系统、财务会计子系统、信息处理子系统、高层管理子系统
• 3.8 典型信息系统架构模型
  • 政府信息化与电子政务
    • 1.电子政务的概念
      • 电子政务实质上是对现有的、工业时代形成的政府形态的一种改造，即利用信息技术和其他相关技术，将其管理和服务职能进行集成，在网络上实现政府组织结构和工作流程优化重组，超越时间、空间与部分分隔的制约，实现公务、政务、商务、事务的一体化管理与运行。
    • 2.电子政务的内容
      • 1）政府与政府
      • 2）政府对企（事）业
      • 3）政府对居民
      • 4）企业对政府
      • 5）居民对政府
    • 3.电子政务的技术形式
      • 发展阶段4个阶段：起步阶段、政府与用户单向互动、政府与用户双向互动、网上事物处理
    • 4.电子政务的应用领域
      • 1）面向社会的应用
      • 2）政府部门之间的应用
      • 3）政府部门内部的各类应用系统
      • 4）涉及政府部门内部的各类核心数据的应用系统
      • 5）政府电子化采购，也就是政府的电子商务
      • 6）电子社区，即城市社区管理中信息手段的应用
  • 企业信息化与电子商务
    • 企业信息化概念
      • 就是企业利用现代信息技术，通过信息资源的深入开发和广泛利用，实现企业生产过程的自动化、管理方式的网络化、决策支持的智能化和商务运营的电子化，不断提高生产、经营、管理、决策的效率和水平，进而提高企业经济效益和企业竞争力的过程。
    • 企业信息化的目的
      • 技术创新
      • 管理创新
      • 制度创新
    • 企业信息化的规划
      • 企业战略的层面
      • 业务运作层面
      • 管理运作层面
    • 企业信息化方法
      • 1）业务流程重构方法
      • 2）核心业务应用方法
      • 3）信息系统建设方法
      • 4）主题数据库方法
      • 5）资源管理方法
      • 6）人力资本投资方法
• 3.7 企业资源规划ERP
  • 概念
    • 企业所有资源包括三大流：物流、资金流和信息流。ERP就是对这3种资源进行全面集成管理的管理信息系统。
  • 结构
    • 包括了11个基本模块
      • 1）生成预测
      • 2）销售管理（计划）
      • 3）经营计划（生产计划大纲）
      • 4）主生产计划
      • 5）物料需求计划
      • 6）能力需求计划
      • 7）车间作业计划
      • 8）采购与库存管理
      • 9）质量与设备管理
      • 10）财务管理
      • 11）ERP有关扩展应用模块
  • 功能
    • 支持决策的功能
    • 为处于不同行业的企业提供有针对性的IT解决方案。
    • 从企业内部的供应链发展为全行业和跨行业的供应链
• 3.6 办公自动化系统OAS
  • 概念
    • 以先进的科学技术为基础，利用有关办公自动化设备协助办公人员管理各项办公信息，主要利用资源以提高办公效率和办公质量。
  • 功能
    • 1.事物处理 这种办公自动化系统称为事物办公系统
      • 单机处理系统
        • 完成任务：文字处理、日程安排、文档管理、电子报表、数据处理
      • 多机处理系统
        • 具有通信功能，实现信息共享。功能有：电子会议、电子邮件、语音处理、图形图像处理、联机情报检索
    • 2.信息管理
    • 3.辅助决策
  • 组成
    • 1.计算机设备
    • 2.办公设备
    • 3.数据通信及网络设备
    • 4.软件系统
• 3.5 专家系统ES
  • 概念
    • 专家系统
      • 专家系统是一种智能的计算程序，该程序使用知识与推理过程，求解那些需要资深的专门知识才能解决的高难度问题。
      • 专家系统和传统应用出现不同点
        • 1.专家：解决半结构化或非结构化问题 传统：解决结构化问题
        • 2.专家：模拟的是人类专家在问题领域的推理 传统：通过建立数学模型去模拟问题领域
        • 3.专家：3个要素组成，描述问题状态的综合数据库、存放启发式经验知识的知识库、对知识库的知识进行推理的推理机。分别对应数据级、知识库级、控制级三级知识 传统：只有数据和程序两级结构
        • 4.专家：处理的问题属于现实世界中必须具备人类专家的大量专门知识才能解决的问题
        • 5.专家：更强调该领域中人类专家的专门知识的应用。
        • 总之，专家系统适合于完成那些没有公认的理论和方法、信息不完整、人类专家短缺或专门知识相对昂贵的工作，诸如规划、设计及决策制定、医疗诊断、质量监控等。
    • 人工智能
      • 定义：利用机械、电子、光电或生物器件等制造的装置或机器模仿人类的智能。麦卡锡被称为人工智能之父
  • 特点
    • 专家系统与一般计算机系统比较
      • 功能
        • 专家：解决问题、解释结果、进行判断与决策
        • 一般：解决问题
      • 处理能力
        • 专家：处理数字与符号
        • 一般：处理数字
      • 处理问题种类
        • 专家：多属准结构性或非结构性，可处理不确定的知识，使用于特定的领域
        • 一般：多属结构性，处理确定的知识
  • 组成
    • 1.知识库
      • 专家系统的知识库用来存放系统求解实际问题的领域知识。 知识库中的知识主要供推理机求解问题时使用
    • 2.综合数据库
    • 3.推理机
      • 推理机和知识库一起构成专家系统的核心。
      • 推理机也被称为控制结构或规则解释器，通常包括推理机制和控制策略，是一组用来控制系统的运行、执行各种任务、根据知识库进行各种搜索和推理的程序模块。
    • 4.知识获取
    • 5.解释程序
    • 6.人-机接口
• 3.4 决策支持系统DSS
  • 概念
    • 发展
      • DSS的发展与信息技术、管理科学、人工智能及运筹学等科学技术的发展密切相关
    • 定义
      • 1.DSS是一个由语言系统、知识系统和问题处理系统3个互相关联的部分组成的，基于计算机的系统。 DSS的作用在于提高决策的有效性而不是提高决策的效率
      • 2.DSS应当是一个交互式的、灵活的、适应性强的基于计算机的信息管理系统，能够为解决非结构化管理问题提供支持，以改善决策的质量。 主要针对上层管理人员经常面临的结构化程序不高、说明不够充分的问题。
    • 基本模式
      • 管理者处于核心地位，运用自己的知识和经验，结合决策支持系统提供的支持，对其管理的“真实系统”进行决策。
  • 功能
    • 1.决策支持系统用来整理和提供本系统与决策问题有关的各种数据。
    • 2.决策支持系统要尽可能地收集、存储和及时提供与决策有关的外包信息。外部信息是保证正确决策的重要依据，如市场需求、商品价格、原材料供应
    • 3.决策支持系统能及时收集和提供有关各项活动的反馈信息
    • 4.决策支持系统对各种与决策有关的模型具有存储和管理能力
    • 5.决策支持系统提供对常用的数学方法、统计方法和运筹学方法的存储和管理，如统计检验方法、回归分析方法、线性规划方法
    • 6.决策支持系统能对各种数据、模型、方法进行有效管理，为用户提供查找、变更、增加、删除等操作功能
    • 7.决策支持系统运用所提供的模型和方法对数据进行加工，并得出有效支持决策的信息
    • 8.决策支持系统具有人-机对话接口和图形加工、输出功能
    • 9.决策支持系统应能支持分布使用方式，提供有效的传输功能，以保证分散在不同地点得用户能共享系统所提供的模型、方法和可共享的数据。
  • 特点
    • 1.决策支持系统面向决策者，系统在开发中遵循的需求和操作是设计系统的依据和原则。系统的收集、存储和输出的一切信息，都是为决策者服务。
    • 2.决策支持系统支持对半结构化问题的决策。
    • 3.决策支持系统的作用是辅助决策者、支持决策者
    • 4.决策支持系统体现决策过程的动态性。
    • 5.决策支持系统提倡交互式处理。将决策人的经验、观念和判断纳入系统与客观的信息反映相结合，最后确定决策方案。
  • 组成
    • 1.数据的重组和确认
      • 这个问题可以通过数据仓库的概念解决
    • 2.数据字典的建立
      • 数据仓库是一个与作业层系统分离存在的数据库。通过数据仓库的存取，管理者可以做出以事实为根据的决策来解决许多业务问题。 通过数据仓库，最后把数据建立和逻辑数据模型相一致
    • 3.数据挖掘和智能体
      • 一旦建立成数据仓库，管理们需要运用工具进行数据存取和查询，这个过程为数据挖掘，使用的工具称为智能体。
    • 4.模型建立
      • 模型管理的目的就是帮助决策者理解与选择有关的现象。