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1、 第一章 信息系统和系统科学第一节 信息系统的产生和发展一、社会信息化的发展和基本特征 在人类发展的历史长河中，科学技术的发展就是人类对客观世界认识不 断深化的过程。唯物主义认为：客观世界的基础是物质。而物质又有三重属 性，即物质属性、能量属性和信息属性。科学技术的发展反映了人类对这三 重属性由浅入深的认识变化，技术革命的出现标志着这种认识取得突破性进 展。以机械比为特征的 第一次技术革命（1 7 8 0 1 9 1 0 ）反映了人类对客观世界物质属性认识的 升华，以电气化为特征的 第二次技术革命（1 9 1 1 1 9 4 5 ）反映出人类对能量属性认识的升华，而 以自动化为特征的 第三次技
2、术革命（1 9 4 6 1 9 7 6 ）和以信息化为特征的 第四次技术革命（1 9 7 7 ）则反映了人类对信息属性认识的升华。 一般认为，社会信息化有如下一些基本特征： 1 . 信息膨胀 据联合国教科文组织统计，8 0 年代末期，在自然科学领域内，基础科学 有 5 3 8个主要学科，技术科学则有 4 1 2个专业分支。全世界每天发表 1 6 0 0 0 篇论文，出版 1 8 0 0种图书，登记 8 0 0多件专利。1 9 8 3 年 3月，美国化学学 会记下了 第 6 0 0万种化学物质。进入 9 0年代以来，全世界每年约生产 7 2 0亿条 各种媒介的信息，这就是“信息爆炸”。信息膨胀使
3、世界充满了大量各种各 样的信息。这些信息在未经加工整序之前，人们将难以利用，即难以找到适 合自己需要的信息。 2 . 信息技术高度发展 信息技术是指为获取、处理、存贮、检索、传递各类信息而采用的技术 和设备的总称。可以认为，人脑的功能在于处理信息，而信息技术则是辅助 人脑处理信息的技术，是能够扩展人的信息器官功能的技术。信息技术包括 计算机、通讯、高密度存贮、声像、复印、印刷等广泛的技术领域及其在信 息工作中的应用，其中计算机技术是其核心。 3 . 信息、信息技术和信息化的重要性日愈为人类所认识 信息是生命生存的要素，是影响社会生产力的重要因素，是现代社会经 济发展的必要和重要条件，而信息消费
4、则是信息时代社会生活重要部分。信 息和原材料、能源一起，构成了社会生产的三大支柱，因而是一种重要的资 源。对于社会生产的发展而言，信息技术是催化剂和倍增器，它对经济发展、 社会变革、国家安全乃至整个国家的发展，都具有关键性的作用。因此，对 信息资源的开发和利用，对信息技术的研究和应用，已经成为衡量一个国家 综合国力的重要指标，也成为国际竞争中必须抢占的制高点。 9 0年代正在兴起的“全球信息网络革命”将推动全球信息基础设施 （G I I ，通称全球信息高速公路）建设的热潮，促进 第五次产业革命和信息时代的到来，它将极大地改变人类的生产、工 作、学习和生活，改变世界的经济、文化和社会，也改变着人
5、类自身。4 . 信息行业迅速发展 信息资源的开发、信息技术的推广和应用，必然会促使信息技术的产业 化、市场化，形成一个新的行业，即信息行业，并促进这个行业的大发展。 在发达国家这种趋势尤为明显。有的专家认为，社会信息化的标志是：信息 行业的产值超过国民生产总值的一半；信息行业的劳动力超过全国劳动力的 一半；使用、操作计算机的劳动力占全国劳动力的一半以上。 解决信息膨胀和信息污染的有效途径，就是加强管理，根本的问题是使 信息资源有序化，便于查找，便于使用。信息系统建设是信息资源有序化的 重要组成部分和基础。 二、信息系统的产生和发展 1 . 信息系统的产生 2 0世纪 5 0 6 0年代期间计算
6、机在信息处理领域得到广泛的应用，它的 极高的处理速度、极大的存储能力和极广阔的应用领域向人们展示了其强大 的生命力。一时间以电子计算机为基本处理工具的信息处理技术和系统风靡 整个西方世界。各公司纷纷出巨资购买计算机，并抽出大量人力、财力建立 信息处理系统，以取代日常的人工信息系统，并解决手工情况下人所想做而 又没有能力做的数据处理、信息分析，甚至管理决策工作，以期为企业带来 巨大的经济效益。总的来看，信息系统经历了以下几个发展时期： （1 ）电子数据处理系统 电子数据处理系统即 E D P S （E l e c t r o n i c D a t a P r o c e s s i n g S
7、 y s t e m ），它是 最早的信息系统。E D P S 的功能就是利用计算机完成各类数据的存储、加工处 理、输出和数据交换。 E D P S 主要利用了计算机高速处理，巨大存储量及快速、 准确的通讯等特点，解决了传统的手工数据处理中工作量大、不精确等问题。 其具体的应用系统有数据统计系统、数据更新系统、数据查询系统和数据分 析系统等等。分散孤立的 E D P S可通过通讯网络相互连接起来，彼此协调工 作，形成功能更为强大的信息处理系统。 E D P S的出现标志着信息系统的产生，它将计算机应用推向了一个高潮， 计算机的应用从单纯的数值运算扩大到数据处理的广阔领域。 （2 ）管理信息系统
8、 所谓管理信息，即用作管理目的，并需要使用一定的方法整理、保存以 方便使用的数据。同一般的信息不同，管理信息具有一定的数据规模、相对 稳定的数据结构和较固定的处理模式法，并需要保存相当长的时期。人事档 案数据、调查统计数据、库房管理数据、企业管理数据及金融财产数据等都 属于管理信息。 管理信息系统 （M I S M a n a g e m e n t I n f o r m a t i o n S y s t e m ） 是在 E D P S 的基础之 上发展起来的， 它避免了 E D P S 在管理领域的一些弊病， 在处理的方法、 手段、 技术方面都有了长足的进步。 与 E D P S 相比
9、，M I S 有以下特点： 强调定量化的管理模型和系统的优化处理； 强调系统对处理对象和处理过程的预测和控制作用； 强调系统对数据的深层次开发； 强调系统化的开发方法。 （3 ）决策支持系统 自从 2 0 世纪 6 0 年代 G a l l a n h e r 提出 M I S 的设想到 7 0 年代初， M I S 经历了一个迅速发展的时期，但随着时间的推移 M I S 逐渐暴露出来了很多问题。 其主要问题是：早期的 M I S 缺乏对社会组织机构和不同阶层管理人员决策行 为的深入研究，忽视了人在管理决策过程中的不可替代的作用。因而在实际 工作中特别是在辅助高层的管理决策工作中，M I S常
10、常软弱无力，达不到预 期的效果。 7 0 年代初哈佛大学的 B e d d e r 归纳了早期 M I S 失败的经验和教训， 提出了 M I S 的 7 个致命伤，在学术界掀起了一场“M I S 为何会失败的”讨论。 在这场讨论中一批学者提出了决策支持系统的概念，把信息系统的研究又推 到了一个更新的阶段。经过 2 0年的不断丰富和发展，形成了今天的 D S S （D e c i s i o n S u p p o r t S y s t e m ）。较之早期的 M I S ，D S S 的概念主要是强调了以 下几个方面： D S S 是面向决策者的； 以解决具有不确定性、没有固定处理模式的管
11、理决策问题为主； 强调决策过程中人的主要作用，信息系统只是对决策者，即人在决策 过程中的工作起支持作用。 2 . 信息系统的驱动方式 信息系统运行的驱动方式是指整体概念上推动信息系统运行的关键因 素。也就是说，如果具备了这些关键因素，则一个信息系统的开发和运行原 则上是不会有什么问题的。信息系统运行驱动方式一般有如下几种。 （1 ）数据驱动 数据驱动（D a t a D r i v e n ）多是针对确定型的系统而言。即在这样一类信 息系统中解决问题的方式和程序都是确定的，因此收集、加工、整理这些方 法和程序所需的数据就成为激活一个系统并使之能够成功的运行的关键。例 如：在一个市场预测系统中，
12、市场演变的历史和规律都是已知的，用于预测 市场的预测公式也已确定，于是只要能收集到适当的数据，系统就能运行并 对市场作出预测。传统的 E D P S 、M I S 等都是数据驱动。 （2 ）模型驱动 模型驱动（M o d e l D r i v e n ）多是针对不确定型的系统而言。这里所说的模 型是一个广义的概念，它包括数学的运筹学模型，以及经验公式、程序化方 法等等一系列求解问题的技术、方式和模式，因此在不确定型的系统中求解 问题的方法和过程都是不确定的。为此，系统首要的任务就是要确定系统的 模型，一旦确定了模型，该问题就具备了最终求解的可能性。故我们称这类 系统是模型驱动的，模型是推动该
13、系统运行的关键因素。 例如：平时我们在处理一个不确定的决策问题时，首先必须识别问题和 明确要求，然后再根据我们已掌握的知识和对问题的了解来动态地选择和构 造求解该问题的模型，然后再从多个可选择的方案中确定评价选择的准则、 方案等等。只有在这些问题都确定之后，才有可能利用系统来求解实际问题。 D S S 以及其发展分支等都是模型驱动的。 （3 ）目标驱动 目标驱动（G o a l D r i v e n ）多是针对信息系统的开发方式而言。即在开发 过程中所有的方法、工具、步骤的选择都是围绕特定的目标而进行的。如果 目标发生了变化，则整个开发系统（包括开发策略、计划、方法工具等等） 将发生根本的变
14、化。也就是说，在这类的系统中目标是决定系统运行方向的 根本要素。 （4 ）设备驱动设备驱动（F a c i l i t y D r i v e n ）多是针对一些技术系统而言。即在这样一 类系统中，系统的结构、系统的先进性以及用户使用系统的方便程度都是由 技术设备的发展水平所决定的。也就是说，设备是决定系统各方面特征的关 键因素。办公自动化系统是典型的设备驱动的系统。在一个办公自动化系统 中，自动化的办公设备、计算机设备、信息通讯设备是系统的主要支柱的技 术依托。选用设备的智能化程度、先进性、可靠性直接决定着整个系统的质 量。 （5 ）概念驱动 概念驱动（C o n c e p t D r i
15、 v e n ）多是针对一些知识型、智能型的模似人脑系 统而言。一般认为，在系统中概念对于问题的求解是相当重要的。因为人在 解决任何实际问题时，当事人的经验知识、文化背景、价值观念以及它们在 人脑中长期积累形成的概念对他解决问题的方式是至关重要的。 （6 ）用户驱动 用户驱动（U s e r D r i v e n ）多是针对某些不确定的系统而言。系统的构成、 系统的运行可以是因人不同而不同的。这样的系统一般称之为用户驱动的系 统。例如：决策支持系统就是一个由用户驱动的系统。在决策支持系统中， 不同的决策者在使用系统时，输入不同的资料（如：信息、偏好、价值准则 等等）将会产生不同的决策方案。
16、三、信息系统的开发方法 1 . 信息系统开发中的问题 随着计算机软硬件技术的飞速发展，信息系统的规模和复杂性急剧增 加，信息系统的开发过程也日益复杂。规模的扩大导致开发人员增多，开发 人员之间需要更密切的配合。然而，传统的开发过程没有完善的组织方法。 小规模信息系统开发方法已不适应形势的发展和要求，因而导致了系统开发 中一系列难于控制的问题，这些问题主要表现在以下几个方面： 对信息系统开发的成本和进度估计常常不准确，有时实际成本比预计 成本甚至高出一个数量级，实际进度也比预期推迟几个月甚至几年。 用户对已完成的系统不满意，系统不能满足用户的实际要求。 系统质量不高，存在着大量的错误，常常导致系统失败。 现有系统难以维护，甚至无法维护。这就使得要纠正程序中的错误， 或者通过修改程序以使之适应新的运行环境或扩充其功能十分困难。 系统开发生产率低下，远远跟不上计算机应用的发展和社会对信息系 统需求的发展速度。 以上问题的存在，使人们认识到，要根本解决系统开发中存在的问题， 就需要解决众多开发人员之间的合作问题。为此，必须建立新的信息系统开 发方法和管理
