计算机信息系统(数据库)

时间：2022-12-29 14:30:02 | 来源：信息时代

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    计算机信息系统 : 一类应用于企业(泛指各种部门或组织)管理,对业务数据进行采集、存储、处理和传播的系统。计算机信息系统是以计算机为工具收集、存储、处理和传播各种类型信息的有完整功能的集合体,多用于支持现代企业的各种管理和决策活动。它以管理科学思想为指导,以计算机为处理工具,用数据库或数据仓库存储和管理数据,通过程序实现系统的功能需求,并利用网络进行信息传输、交换,是一类具有社会属性的技术系统。
美国著名学者James Martin称计算机信息系统建设为信息工程(information engineering)。信息系统较软件系统具有更丰富的技术内容。而计算机在特定技术领域的数据处理应用,称为计算机应用系统(computer application system),如地理信息系统、图书情报系统等。
计算机信息系统一般包含五种基本要素:人员、活动、数据、网络和设备,由这五种要素组成一个集成系统,通过其有机组合为满足企业管理、决策人员处理问题和制定决策的信息需求。人员包含业务人员和技术人员,业务人员是系统的使用者,技术人员是系统的设计、实施和维护人员,其中重要的成员有系统分析员(system analyst)和系统维护人员,包括数据库管理员(data administrator)。数据是企业所有业务活动产生的原始材料,通过加工形成有用信息。活动包括企业的业务活动和管理活动以及支持业务活动的数据处理和信息生成活动;网络反映企业的业务、设备的位置分布以及设备间的通信和协调; 设备是支持系统运行的硬件、软件设备及相关技术,软件设备中数据库软件是其重要组成部分。
1. 计算机信息系统发展过程
20世纪60年代至今计算机在数据处理领域的应用,经历了电子数据处理、事务处理系统、管理信息系统、决策支持系统、办公信息系统及其集成的发展过程。电子数据处理(electronic data processing,EDP)利用计算机模拟手工劳动,可提高工作效率,减轻劳动强度,如计算职工工资,管理员工信息等。事务处理系统(transaction processing system,TPS)用于处理部门中结构化日常事务,其设计考虑: 响应时间(respond time)、吞吐量(throughout)、准确性(accuracy)、一致性(consistency)等,如财会管理系统、物资管理系统等。其特点是:应用面向操作层,以部门应用为主,数据资源不能共享,并主要处理结构化日常事务。管理信息系统(management information system,MIS)产生于20世纪70年代初。MIS运用系统工程思想,从企业整体信息需求出发设计、建造企业的计算机信息系统,着重考虑企业各部门系统间的信息共享。决策支持系统(decision support system,DSS)是在20世纪70年代末,为适应市场变化,企业管理模式和业务流程重组对信息的需求而产生。决策支持系统是一类利用数据和模型,辅助管理人员解决半结构化或非结构化问题的人机交互的计算机系统。当今数据仓库技术、数据挖掘技术是DSS技术的新发展和应用。办公信息系统(office information system,OIS)或办公自动化系统(office automation system,OAS)是在现代信息技术支持下,运用行为科学和系统科学思想指导,充分发挥办公自动化设备作用的面向办公人员应用的信息系统。随着信息技术的发展,企业经营和管理方式的转变,信息系统的内容和作用也在变化,系统不同类型间其界限已不十分明显。如当前流行的企业资源计划(enterprise resource planning,ERP)和客户关系管理(customer relationship management,CRM)等应用中信息系统建设起到关键作用,而数据库也成为系统中不可或缺的重要技术内容和组成。信息系统的发展是一个从低层到高层,从效率到效能,从结构化到非结构化,从程式化到智能化,从功能单一到功能集成,从集中、分布到再集中的发展过程。
2.信息系统分类模型
信息系统的类型因管理活动的内容和决策对象的不同而有差异,一般管理活动分为三类: 战略规划、管理控制和执行控制,不同管理层次对信息的需求不同。战略规划(strategic planning)侧重建立企业的政策和目标,需要高度聚合的信息,主要通过企业的外部资源获得。操作控制(operational control)保证企业具体业务充分且有效进行,需要明确定义且范围有限的信息,并大部来源于内部信息。管理控制(management control)保障有效且充分利用企业资源,其信息需求介于战略规划和操作控制之间,其信息来源大部分是通过人员间的交互作用获得。一般决策的过程是: 收集信息,决策方案设计、分析和方案的选择和实施。决策对象可分为结构化决策(structured decision-making)、非结构化决策(non-structured decision-making)和半结构化决策(semi-structured decision-making),结构化决策是一类重复性和常规的决策,有确定的决策方法,也称为程序化决策; 非结构化决策是一类不能用常规方法处理且无一定规律可循的决策,也称为非程序化决策; 半结构化决策是一类介于结构化决策和非结构化决策之间的决策。不同类型的决策问题的信息需求不同,支持不同类型决策问题的信息系统也不同。结合管理和决策活动对信息及信息系统的需求可形成一个信息系统分类的框架模型(见图1)。

图1 信息系统分类框架

3.典型的计算机信息系统
目前流传比较广泛的计算机信息系统有三种,它们是管理信息系统、决策支持系统以及办公信息系统,它们分别应用于企业管理、辅助决策及办公领域的应用。
4.计算机信息系统开发
计算机信息系统有不同类型,其开发内容、策略和方法却有较多共同处。典型的管理信息系统,开发时涉及的工作内容可概括为: 确定企业战略目标和业务内容;明确信息系统基本需求和约束条件;进行信息系统建设的可行性研究: 信息系统开发策略制定;选择适当的系统开发方法和方式; 进行系统总体规划; 建立企业模型; 划分开发步骤,制定详细实施计划; 数据采集、组织和整理; 设备配置与网络设计; 软件设计、软件开发工具选定; 选择系统开发环境; 人员组织与培训;系统的实施和验收;系统的运行和维护等。
软件设计中数据库设计和应用程序设计是其主要内容。决策支持系统和办公信息系统有某些特殊内容,如模型库、方法库设计,办公自动化设备的配置等。
信息系统开发应有正确策略:
(1)在高层人员的指导下,建立企业的总体规划,在总体规划指导下,由子系统组合构成大系统,避免各子系统间的矛盾、冲突和不协调。
(2) 自顶向下地进行数据规划并与不同用户领域的局部系统设计相结合。
(3)系统规划和实施应深刻理解企业的战略目标和业务活动,并由最高层管理人员对各部门工作进行协调。
(4)企业数据处理部门与管理者、高层管理者必须加强联系,正确设定数据处理部门和人员在企业中的地位。
(5)确定研制队伍的组织形式和人员,选用外包、联合开发或独立开发的适当形式,研制组组长是极重要人选。
(6)根据开发对象、任务和环境选择合适的开发方法。
(7)选择合适的系统设备、工具和开发平台,应遵从采用自动化的手段,运用自动化的工具提高系统开发效率的原则。
(8)疏通业务人员和开发人员间的信息渠道,提高系统建设的速度,质量和应用效率。
(9)建立合适的组织领导和工作机构,动员企业人员参与系统建设、提供组织保证。
(10)组织和加强各种类型系统建设人员的培训。
从历史发展看,信息系统开发方法论曾经历:基于经验的开发、采用软件工程方法从自底向上开发过渡到自顶向下开发、模型化的方法、信息工程方法等。
经验的积累推动了技术的进步。软件工程方法形成于软件危机的出现,是一类结构化的系统开发方法; 自顶向下的开发运用了系统工程的思想,有利于大系统的规划和建设; 模型化将相关的开发技术理论化,瀑布模型、螺旋模型和喷泉模型是较成熟的实例;信息工程方法是20世纪80年代提出并发展的方法论,或称为James Martin方法。结构化生命周期方法形成于软件开发并逐步应用于信息工程,是系统开发中常用的方法。方法将开发的生命周期划分为分析、设计、实施和维护等阶段,并清晰地规定每一阶段应完成的任务、采用的工具和必须产生的文档。分析阶段明确和定义系统基本需求和约束条件; 设计阶段确定系统的总体结构,进行数据库设计和应用程序设计及其他设计。结构化生命周期方法是一种预先定义系统需求的方法。最先应用于软件的开发,是一种软件工程方法,后将其整体思路和技术应用于信息系统。相近的方法还有企业系统规划(business systems planning,BSP)方法,是由IBM公司研制的指导企业信息系统规划的方法,其研制于20世纪70年代,看重于帮助企业作出信息系统的总体规划,以满足其近期和长期的信息需求。战略数据规划(strategic data-planning,SDP)方法,又称James Martin方法,是由James Martin于20世纪80年代在其著作Strategic Data-planning Methodologies(1982)详细论述的。提出了信息工程应以数据为中心的思想,阐述了主题数据库(subject database)的概念。着重论述建立企业模型、信息资源规划和主题数据库设计的方法和技术。James Martin曾指出“在20世纪70年代,人们就已经清楚地认识到,计算机的信息是对企业和组织具有较高价值的资源。对这个资源的开发,需要进行总体规划,这个规划的实施迫切需要一套形式化的,更易于计算机化的,与数据库设计有关的方法学。”而战略数据规划方法学就是为建立企业信息系统而提供的一套形式化的方法,而这些方法本质应属于结构化的方法学。原型化方法是开发信息系统的另一类方法。原型化(prototyping)是用于开发某种产品或其组成部件的一个小规模工作模型所使用的一种工程技术。应用于信息系统开发,是指用户需求提取、表示,并快速构造一个最终系统的、具有进化能力的工作模型,是一种动态定义信息系统需求的有效需求定义策略。
5.信息系统与数据库
James Martin认为,信息系统建设,即现代信息工程的实施前提是: 信息处理应以数据为中心,而数据的存储和管理需通过各种数据系统软件(即DBMS)来实现。图2给出建立和修改数据的各项处理,通过适当的、准确的控制方法来收集和输入数据,数据还要进行周期性的修改,以及做各种使用数据的相应处理。数据库技术的发展正是由现代数据处理的应用需求所驱动。

图2 数据系统软件支持的数据处理

数据库及其管理系统已成为现代信息系统的核心和基础。数据库管理软件的作用是使信息系统中大量数据按一定的模型加以组织,并提供存储、维护,检索数据的功能。信息系统各部分的有效结合及所提供的数据处理功能都是通过数据库管理软件实现。数据库的合理和有效的逻辑设计和物理设计是实现和建成一个完备的信息系统的基本保证。
没有数据库技术的发展,没有相应的数据库系统开发工具的支持,就难以完成当前复杂的信息系统的建设。
主题数据库(subject database)是信息系统建设的数据库技术应用的发展。数据库应用发展中,曾形成两类数据库,即应用数据库和主题数据库。主题数据库与组织机构的业务主题有关,而应用数据库与传统的计算机应用项目有关。在工厂,主题数据库应是产品数据库,而不是与产品有关的各个独立的存货、订货或质量控制等应用数据库。多个应用项目可使用同一个主题数据库。主题数据库的数目和内容也可按需求增减。主题数据库的设计目的是为加快信息系统应用项目的开发和保持系统的稳定。信息系统的全局规划的重要目标之一,就是确定所需要的主题数据库,在企业中典型主题有产品、客户、零件、顾客、订货、账目、人事、档案、工程规范等。数据库、软件工程和信息工程是实现现代信息系统的重要和主要技术支持。从某种意义上讲,不同类型的计算机信息系统就是不同类型的数据库应用系统,其基本结构如图3所示。

图3 计算机信息系统基本结构示意

6. 系统分析员
信息系统建设中的系统分析员(system analyst)是专用名词,指大型信息系统开发分析、设计和实施的组织者,肩负技术和管理任务。其知识构成应是:
(1)理解和明确企业经营、管理业务和系统建设目标、发展方向。
(2)可设计和确定企业信息系统建设长、近期目标。
(3)分析系统建设可行性。
(4)制定符合实际的开发策略。
(5)选择开发方法和工具。
(6)建立企业业务模型和技术模型。
(7)建立开发组织,实施人员培训。
(8)制定开发计划,组织实施。
系统分析员的具体职责是:
(1) 完成企业信息系统建设中系统的需求分析、功能设计和系统实施,把握整体,了解局部,掌握系统开发的关键点,即里程碑。
(2)实现企业管理人员、系统监理人员和开发人员间的联系和信息的沟通。
(3)根据企业客观条件满足信息系统的常规需求和能根据经验并运用个人智慧去完善和改进系统。
除了对知识构成的要求外,系统分析员还应具有某些特殊素质:
(1)具有深入观察问题的能力,善于透过现象认清问题的本质。
(2)有丰富的想像力和创造力,易于接受新鲜事物,善于从经验积累中进行创造。
(3)有很强的谈判和协商能力,能将自己正确的理念和主张推销给用户。
(4)有很强的组织和管理能力,保证在大系统开发中的高效率和高质量。
(5)善于与人合作共事,能带领开发组成员齐心同力完成各自承担的任务。
系统分析员是一类具有事业心和使命感,并能从实际出发采取科学态度解决具体问题、具有务实精神的杰出复合型人才。
系统分析员的选拔途径: 从专业人员中选拔、培训或在计算机或管理人员中选拔再培训。在信息系统开发中应建立系统分析员队伍。