笔记-综合知识-1.3 信息系统

1.3 信息系统

1.3.1 信息系统定义

信息系统是一种以处理信息为目的的专门的系统类型。信息系统可以是手工的，也可以是计算机化的，本书中讨论的信息系统是计算机化的信息系统。信息系统的组成部件包括硬件、软件、数据库、网络、存储设备、感知设备、外设、人员以及把数据处理成信息的规程等。

• 硬件由执行输入、处理和输出行为的计算机设备组成。输入设备包括键盘、自动扫描设备、语音识别设备等。
• 软件由管理计算机运行的程序构成。包括设备驱动程序、系统软件、数据库管理系统、中间件、应用软件等。
• 数据库是经过机构化、规范化组织后的事实和信息的集合。数据库是信息系统中最有价值和最重要的部分之一。
• 网络负责信息在信息系统中各个部件之间有序流动、负责信息在信息系统之间有序流动。有时候把网络中的链路层(信息用比特表达)和物理层(信息以电气状态存在)又称为通信子系统。连接信息系统内部主要部件的网络称为内部网(Intranet)，连接不同信息系统的网络称为网间网(Internet)。系统的开放性特点要求信息系统互联要遵从一致的协议、统一的命名规则和地址空间，而互联网(Internet)就是目前连接全球绝大数商用信息系统的网间网，遵从的网络协议是TCP/IP。
• 人是信息系统中最重要的因素。信息系统人员中包括所有管理、运行、编写和维护系统的人。
• 规程包括战略、政策、方法、制度和使用信息系统的规则。

从用途类型来划分，信息系统一般包括电子商务系统、事务处理系统、管理信息系统、生产制造系统、电子政务系统、决策支持系统等。

采用现代管理理论(例如，软件工程、项目管理等)作为计划、设计、控制的方法论，将硬件、软件、数据库、网络等部件按照规划的结构和秩序，有机地整合到一个有清晰边界的信息系统中，以到达既定系统的目标，这个过程称为信息系统集成。

1.3.2 信息系统的生命周期

信息系统是面向现实世界人类生产、生活中的具体应用的，是为了提高人类活动的质量、效率而存在的。信息系统的目的，性能，内部结构和秩序，外部接口，部件组成等等由人来规划，它的产生、建设、运行、完善构成一个循环的过程，这个过程遵循一定的规律，为了工程化的需要，有必要把这个过程划分为一些具有典型特点的阶段，每个阶段有不同的目标、工作方法，阶段中的任务也由不同类型的人员来负责。这个过程称为信息系统的生命周期。

软件在信息系统中属于较复杂的部件，可以借用软件的生命周期来表示信息系统的生命周期。

软件的生命周期通常包括：
可行性分析与项目开发计划、需求分析、概要设计、详细设计、编码、测试、维护等阶段

信息系统的生命周期可以简化为：
系统规划(可行性分析与项目开发计划)、系统分析(需求分析)、系统设计(概要设计、详细设计)、系统实施(编码、测试)、运行维护等阶段，为了便于论述针对信息系统的项目管理。

信息系统的生命周期还可以简化为立项(系统规划)、开发(系统分析、系统设计、系统实施)、运维及消亡4个阶段，在开发阶段不仅包括系统分析、系统设计、系统实施，还包括系统验收等工作。

(1)立项阶段
即概念阶段或需求阶段，这一阶段根据用户业务发展和经营管理的需要，提出建设信息系统的初步构想，然后对企业信息系统的需求进行深入调研和分析，形成《需求规格说明书》并确定立项。
(2)开发阶段
以立项阶段所做的需求分析为基础，进行总体规划。之后，通过系统分析、系统设计、系统实施、系统验收等工作实现并交付系统。
(3)运维阶段
信息系统通过验收，正式移交给用户以后，进入运维阶段。要保障系统正常运行，系统维护是一项必要的工作。系统的运维可分为更正性维护、适应性维护、完善性维护、预防性维护等类型。
(4)消亡阶段
信息系统不可避免地会遇到系统更新改造、功能扩展，甚至废弃重建等情况。对此，在信息系统建设的初期就应该注意系统消亡条件和时机，以及由此而花费的成本。

1.3.3 信息系统常用的开发方法

信息系统的开发需要大量的人力、物力、财力和时间的投入。在系统开发时，为了更好地控制时间、质量、成本，并使用户满意，除了技术、管理等因素外，系统开发方法也起着很重要的作用。

系统常用的开发方法包括结构化方法、原型法、面向对象方法、敏捷开发等。

1. 结构化方法

结构化方法是应用最为广泛的一种开发方法。应用结构化系统开发方法，把整个系统的开发过程分为若干阶段，然后依次进行，前一阶段是后一阶段的工作依据，按顺序完成。每个阶段和主要步骤都有明确详尽的文档编制要求，并对其进行有效控制。

• 优点：理论基础严密，它的指导思想是用户需求在系统建立之前就能被充分了解和理解。由此可见，结构化方法注重开发过程的整体性和全局性。
• 缺点：开发周期长；文档、设计说明烦琐，工作效率低；要求在开发之初全面认识系统的信息需求，充分预料各种可能发生的变化，但这并不十分现实；若用户参与系统开发的积极性没有充分调动，造成系统交接过程不平稳，系统运行与维护管理难度加大。

2. 原型法

原型法的基本思想与结构化方法不同，原型法认为在很难一下子全面准确地提出用户需求的情况下，首先不要求一定要对系统做全面、详细的调查、分析，而是本着开发人员对用户需求的初步理解，先快速开发一个原型系统，然后通过反复修改来实现用户的最终系统需求。

原型应当具备的特点如下：
(1)实际可行
(2)具有最终系统的基本特征
(3)构造方便、快速，造价低

原型法的特点在于原型法对用户的需求是动态响应、逐步纳入的，系统分析、设计与实现都是随着对一个工作模型的不断修改而同时完成的，相互之间并无明显界限，也没有明确分工。系统开发计划就是一个反复修改的过程。适于用户需求开始时定义不清、管理决策方法结构化程度不高的系统开发，开发方法更易被用户接受；但如果用户配合不好，盲目修改，就会拖延开发过程。

可以将原型分类如下：
(1)抛弃型原型：此类原型在系统真正实现以后就放弃不用了。
(2)进化型原型：此类原型的构造从目标系统的一个或几个基本需求出发，通过修改和追加功能的过程逐渐丰富，演化成最终系统。

3. 面向对象方法

对象模型表示了静态的、结构化的系统数据性质，描述了系统的静态结构，它是从客观世界实体的对象关系角度来描述，表现了对象的相互关系。面向对象的信息系统开
发，其关键点是能否建立一个全面、合理、统一的模型，它既能反映问题域，也能被计算机系统求解域所接受。

面向对象方法的基本思想如下：
(1)客观事物是由对象组成的，对象是在原事物基础上抽象的结果。
(2)对象是由属性和操作组成的，其属性反映了对象的数据信息特征，而操作则用来定义改变对象属性状态的各种操作方式。
(3)对象之间的联系通过消息传递机制来实现。
(4)对象可以按其属性来归类。
(5)对象具有封装的特性，可达到软件(程序和模块)复用的目的。

4. 敏捷开发

敏捷开发以用户的需求进化为核心，采用迭代、循序渐进的方法进行软件开发。在敏捷开发中，软件项目在构建初期被切分成多个子项目，各个子项目的成果都经过测试，具备可视、可集成和可运行使用的特征。换言之，就是把一个大项目分为多个相互联系，但也可独立运行的小项目，并分别完成，在此过程中软件一直处于可使用状态。

敏捷开发的原则包括如下：
(1)快速迭代：相对那种半年一次的大版本发布来说，小版本的需求、开发和测试更加简单快速。一些公司，一年仅发布2～3个版本，发布流程缓慢，它们仍采用瀑布开发模式，更严重的是对敏捷开发模式存在误解。
(2)让测试人员和开发者参与需求讨论：需求讨论以研讨组的形式展开最有效率。研讨组，需要包括测试人员和开发者，这样可以更加轻松定义可测试的需求，将需求分组并确定优先级。同时，该种方式也可以充分利用团队成员间的互补特性。如此确定的需求往往比开需求讨论大会的形式效率更高，大家更活跃，参与感更强。
(3)编写可测试的需求文档：开始就要用“用户故事”(UserStory)的方法来编写需求文档。这种方法，可以让我们将注意力放在需求上，而不是解决方法和实施技术上。
过早提及技术实施方案，会降低对需求的注意力。
(4)多沟通，尽量减少文档：任何项目中，沟通都是一个常见的问题。好的沟通，
是敏捷开发的先决条件。在圈子里面混得越久，越会强调良好高效的沟通的重要性。团队要确保日常的交流，面对面沟通比邮件强得多。
(5)做好产品原型：建议使用草图和模型来阐明用户界面。并不是所有人都可以理解一份复杂的文档，但人人都会看图。
(6)及早考虑测试：及早地考虑测试在敏捷开发中很重要。传统的软件开发，测试用例很晚才开始写，这导致过晚发现需求中存在的问题，使得改进成本过高。较早地开始编写测试用例，当需求完成时，可以接受的测试用例也基本一块完成了。

在系统开发的实际工作中，往往根据需要将多种开发方法进行组合应用，最终完成系统开发的全部任务。

1.3.4 信息系统总体规划

1. 信息系统总体规划的概念和作用

一个组织或一个区域的信息系统建设，都要经历由初始到成熟的发展过程。诺兰总结了信息系统发展的规律，在1973年提出了信息系统发展的阶段理论，并在1980年完善了这一理论，人们称之为诺兰模型，又称为成长阶段模型(StagesofGrowthModel)。

诺兰认为，任何组织由手工信息系统向以计算机为基础的信息系统发展时，都存在着一条客观的发展道路和规律。数据处理的发展涉及到技术的进步、应用的拓展、计划和控制策略的变化以及用户的状况4个方面。诺兰将计算机信息系统的发展道路划分为6个阶段：初始期、普及期、控制期、整合期、数据管理期和成熟期。诺兰强调，任何组织在实现以计算机为基础的信息系统时都必须从一个阶段发展到下一个阶段，不能实现跳跃式发展。如图1.3所示。

诺兰阶段模型同时还指明了信息系统发展过程中的6种增长要素：
(1)计算机硬软资源：从早期的磁带向最新的分布式计算机发展。
(2)应用方式：从批处理方式到联机方式。
(3)计划控制：从短期的、随机的计划到长期的、战略的计划。
(4)MIS在组织中的地位：从附属于别的部门发展为独立的部门。
(5)领导模式：开始时，技术领导是主要的，随着用户和上层管理人员越来越了解MIS,上层管理部门开始与MIS部门一起决定发展战略。
(6)用户意识：从作业管理级的用户发展到中、上层管理级。

“凡事预则立，不预则废”科学地规划，对于企业信息化建设具有非常重要的意义。调查统计结果显示，信息系统建设失败的案例中，有70%是因为规划不当造成的。因此，信息系统建设的首要工作就是要进行顶层设计和系统规划。

2. 信息系统总体规划内容

总体规划要在总结前一时期所取得的成绩和经验的基础上，客观分析存在的困难和问题，深入研究信息化建设的指导思想、发展思路、目标任务、技术架构，全面梳理行业/集团、企业/公司两个层面的要求和需求。在规划中应处理好以下关系：

① 是处理好行业/集团规划和企业/公司规划的关系，要在统一技术标准和技术规范下形成一个相互联系的完整体系，做到统筹规划；
② 是处理好共性和个性的关系，在坚持行业共性的前提下，尊重企业的个性，做到上下兼顾；
③ 是处理好规划制订和执行的关系，加强规划的约束力，维护好规划的权威性、严肃性，做到规划落地。

总体规划应满足如下要求：
(1)要具有指导性、针对性，能够引领和指导企业信息化的发展。
(2)内容应包括(但不限于)企业战略和信息化战略说明、现状分析评估、信息化目标任务、信息化架构、信息化重点建设项目、实施路径和保障措施。
(3)要依据信息化水平评价体系对信息化规划进行考评，从而实现持续改进。

规划报告，通常包括如下内容：
(1)现状分析与诊断
现状分析以需求调研的结果为基础，以组织的信息化现状、业务发展为重点，进行业务和信息化现状分析、诊断和梳理。

• 信息化现状。规划需对信息化建设的现状进行需求调研，如业务应用服务、信息公开和信息服务、业务应用系统建设、信息资源建设、信息化基础设施、信息安全、运维、管理和技术的标准规范等情况。
• 业务发展。规划根据收集的企业业务发展相关材料，并组织开展高层访谈和部门业务访谈，明确未来一定时期本单位的总体发展思路、战略目标任务、主要战略
  措施和关键业务发展目标等。
• 业务分析。根据本单位的业务战略和业务目标，结合当前业务现状进行分析和总
  结。
• 差距分析。根据行业/集团信息化总体要求、企业战略、信息化需求以及业务分析结果，分析信息化存在的主要差距，明确规划的关键内容。

(2)组织/企业战略描述。
以收集的企业战略、高层访谈结果为基础，系统地分析行业的总体发展趋势、未来的业务模式、企业的战略目标和战略措施，并对信息化建设提出的要求。

企业战略分析需充分考虑如下方面：

• 行业变革趋势分析
  需收集行业/集团发展趋势相关的材料，并运用系统科学的方法，对行业的管控模式、生产方式、协作方式以及未来一定时期可能的变革进行分析和梳理。
• 企业发展战略分析
  需收集企业总体发展战略相关材料，组织高层访谈，分析行业发展变革对本单位的影响，并明确企业战略对本单位的业务运营、综合管控和指挥决策所带来的影响。
• 信息化战略影响分析
  需分析行业变革、企业战略对信息化工作的总体影响，包括信息化的战略定位、信息化的基本能力和基本要求等。

(3)信息化战略描述
应以企业战略分析和现状分析诊断的结果为依据，分析并明确本企业信息化建设的指导思想、目标任务、基本原则和技术路线等。

信息化战略分析需充分考虑如下方面：

• 指导思想。需明确信息化工作的总体指导思想，包括总体思路、所遵循的原则和
  方法等。
• 目标任务。需紧扣行业/集团信息化的总体要求、企业战略对信息化的总体要求，制定清晰明确的信息化战略目标。
• 技术路线。要依据信息技术发展趋势、行业信息化标准规范、企业信息化战略目标，确定企业信息化建设所遵循的技术路线。

(4)业务架构
以信息化规划需求调研、现状分析为基础，一般包括方针政策、业务目标、业务组织、业务分类、业务事项、业务流程、业务规则等，采取从上至下的方式，建立本企业业务架构。

业务架构需充分考虑如下方面：

• 业务建模。需对当前业务要素进行建模和说明。
• 业务优化。需对业务建模优化内容及过程进行说明和描述。
• 业务蓝图。需构建和描绘业务未来发展的架构和蓝图。

(5)应用架构
以业务架构为依据，对应用体系的结构和相互关系进行说明。应用架构包括应用现状、应用要素和应用体系设计的描述，为创建一体化的信息系统奠定基础。

应用架构需充分考虑如下方面：

• 应用现状。应对现有应用系统情况进行描述。
• 应用要素。应包括对服务域、服务类、服务组件的说明。
• 应用体系设计。应按照信息化建设要求，规划设计主要业务和相关领域的应用系统。

(6)数据架构
通过分析数据资源现状，系统地梳理关键数据要素，并对数据存储、加工、数据集成交换、数据资源开发利用等进行总体设计。

数据架构需充分考虑如下方面：

• 数据现状。分析现有数据库及相关关系、数据内容、数据的地理空间分布、数据交换和数据资源开发利用现状。
• 数据要素。数据要素包括元数据、主数据、数据分类编码、主要交易数据、分析数据等。
• 数据架构体系设计。主要内容应包括数据资源综合管理体系、数据加工存储体系、数据集成交换体系、数据资源开发利用体系的总体规划设计。

(7)技术架构
通过信息技术现状的分析，对基础设施、应用集成、信息安全等架构进行总体设计。

技术架构需充分考虑如下方面：

• 技术现状。对现有信息技术应用现状进行描述。
• 架构设计。对机房环境、网络通信、计算存储、数据库、中间件、应用集成、信息安全等技术架构进行总体设计，并明确关键的技术要求。

(8)治理架构
通过对信息化管理体系的组织机构、权责配置、管理机制、运作流程进行梳理分析，编制IT治理架构。

治理架构需充分考虑如下方面：

• 治理架构。主要内容应包括(但不限于)IT组织结构治理、IT投资治理、IT项目治理、IT运维治理、IT绩效治理等。
• 组织机构。应从决策机制、信息化投资管理、项目管理、安全管理、标准规范管理、运维管理等方面，明确机构和权责的分配。
• 工作流程。应遵从国际、国家和行业的质量管理体系和标准，制定IT治理所涉及的IT规划、IT建设、IT运维和IT监控等领域的流程，并按流程规范执行。
• 监控机制。应对IT规划实施、IT资产运行、业务连续性和稳定性、IT与业务要求的一致性、资源分配效率、IT服务和业务创新能力等方面进行监控，并持续改进治理架构。

(9)规划实施
确定待建项目以及项目优先级、实施计划、投资预算、保障措施、实施策略等相关内容，并制定分年度的实施计划。