信息系统基础Word文件下载.docx

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乌家培把信息的定义分解为三个层次：

（1）语法或结构形式层次，反映信息的确定度。

（2）语义或逻辑内容层次，反映信息的真实度。

（3）语用或实用价值层次，反映信息的效用度。

对信息的量的研究，与第一个层次有关，构成经典信息论的内容；

对信息的质的研究，与第二、第三两个层次有关，构成现代信息论的内容。

人们通过深入研究，发现信息的特征如下：

（1）客观性。

信息是客观事物在人脑中的反映。

而反映的对象则有主观和客观的区别，因而，信息可分为主观信息（如决策、指令、计划等）和客观信息（如国际形势、经济发展等信息）。

（2）普遍性。

物质的普遍性决定了信息的普遍存在，因而信息无所不在。

（3）无限性。

客观世界是无限的，反映客观世界的信息自然也是无限的。

（4）动态性。

信息是随着时间的变化而变化，因而是动态的。

（5）依附性。

信息是客观世界的反映，因而要依附于一定的载体而存在，需要有物质的承担者。

信息不能完全脱离物质而独立存在。

（6）变换性。

信息通过处理可以实现变换或转换，使其形式和内容发生变化，以适应特定的需要。

（7）传递性。

信息在时间上的传递就是存储，在空间上的传递就是转移或扩散。

（8）层次性。

客观世界是分层次的，反映它的信息也是分层次的。

（9）系统性。

信息可以表示为一种集合，不同类别的信息可以形成不同的整体。

因而，可以形成与现实世界相对应的信息系统。

（10）转化性。

信息的产生不能没有物质，信息的传递不能没有能量，但有效地使用信息可以把信息转化为物质或能量。

1.2信息系统

系统一词源于古希腊，是指由多个元素有机地结合在一起，执行特定的功能以达到特定目标的集合体。

1.2.1系统的特性

系统一般具有如下的特性：

（1）整体性。

系统是个整体，元素是为了达到一定的目的，按照一定的原则，有序的排列起来组成系统，从而产生出系统的特定功能。

（2）层次性。

系统是由多个元素组成的，系统和元素是相对的概念。

元素是相对于它所处的系统而言的，系统是从它包含元素的角度来看的，如果研究问题的角度变一变，系统就成为更高一级系统的元素，也称作子系统。

（3）目的性。

任何一个系统都有一定的目的或目标。

（4）稳定性。

在外界作用下的开放系统有一定的自我稳定能力，能够在一定范围内自我调节，从而保持和恢复原来的有序状态、原有的结构和功能。

（5）突变性。

系统通过失稳从一种状态进入另一种状态的一种剧烈变化过程，它是系统质变的一种基本形式。

（6）自组织性。

开放系统在系统内外因素的作用下，自发组织起来，使系统从无序到有序，从低级有序到高级有序。

（7）相似性。

系统具有同构和同态的性质，体现在系统结构、存在方式和演化过程具有共同性。

系统具有相似性，根本原因在于世界的物质统一性。

（8）相关性。

元素是可分的和相互联系的，组成系统的元素必须有明确的边界，可以与别的元素区分开来。

另外，元素之间是相互联系的，不是哲学上所说的普遍联系那种联系，而是实实在在的、具体的联系。

（9）环境适应性。

系统总处在一定环境中，与环境发生相互作用。

系统和环境之间总是在发生着一定的物质和能量交换。

1.2.2系统理论

系统论已经成为各行、各业、各界认识和研究事物的一种科学的思想方法和研究工具。

那么它包括哪些核心理论呢？

由于研究的视角不同，研究者背景不同等原因，系统论还没有形成一个统一的理论体系，还是处在不停的演变发展过程中，综合各种研究成果，基本都包括以下8个基本理论。

（1）系统的整体性原理。

系统的整体性原理是指，系统是由多个元素组成的，而且这些元素之间按一定的方式相互联系、相互作用产生了系统的整体性。

凡系统都有整体的形态、整体的结构、整体的边界、整体的特性、整体的行为、整体的功能、整体的空间占有和时间展开。

（2）系统的整体突变原理。

又称非加和原理。

系统是由若干要素按一定方式相互联系形成的有机整体，从而产生出它的元素和元素的总和所没有的新性质。

这种性质只能在系统中表现，不等于各个元素的性质和功能的简单相加。

（3）系统的层次性原理。

由于系统组成元素在数量和质量以及结合方式等方面存在差异，使得系统组织在地位与作用、结构与功能上表现出等级秩序，形成具有质的差异的系统等级。

（4）系统的开放性原理。

系统总是从普遍联系的客观世界中相对地划分出来的，与外部世界有着密切的联系，既有元素与外部的直接联系，也有系统整体与外部的联系，系统具有不断与外界环境交换物质、能量、信息的性质和功能。

（5）系统的目的性原理。

系统与环境的相互作用中，在一定范围内其发展变化不受或少受条件变化的影响，坚持表现出某种趋向预先确定的状态的特性。

（6）系统环境互塑共生原理。

系统对环境有两种相反的作用和输出，一种是积极的、有利的，称之为功能，另一种是消极的、不利的，称之为污染；

环境对系统也有两种相反的作用和输入，一种是积极的、有利系统发展的资源，另一种是消极的不利系统发展的压力。

（7）系统的秩序原理。

系统的形成和发展全过程中都存在有序和无序两种形态特征，有序性是系统内部和内外之间有规则、确定的相互联系，无序性是系统内部和内外之间无规则、不确定的关系。

（8）系统的生命周期原理。

又称为演化原理。

系统有一个从产生到发展直至最终消亡的不断演化过程。

当具备一定条件后，一个系统从内外不分到内外有别，系统在与环境相互作用过程中不断发展，最终因为内外因素的作用，导致系统发生病变、消亡。

1.2.3系统工程

系统工程是从整体出发合理开发、设计、实施和运用系统科学的工程技术。

它根据总体协调的需要，综合应用自然科学和社会科学中有关的思想、理论和方法，利用计算机作为工具，对系统的结构、元素、信息和反馈等进行分析，以达到最优规划、最优设计、最优管理和最优控制的目的。

霍尔（A.D.Hall）于1969年提出了系统方法的三维结构体系，通常称为霍尔三维结构，这是系统工程方法论的基础。

霍尔三维结构以时间维、逻辑维、知识维组成的立体空间结构来概括地表示出系统工程的各阶段、各步骤以及所涉及的知识范围。

也就是说，它将系统工程活动分为前后紧密相连的7个阶段和7个步骤，并同时考虑到为完成各阶段、各步骤所需的各种专业知识，为解决复杂的系统问题提供了一个统一的思想方法。

1．逻辑维

逻辑维是解决问题的逻辑过程。

运用系统工程方法解决某一大型工程项目时，一般可分为7个步骤：

（1）明确问题。

通过系统调查，尽量全面地搜集有关的资料和数据，把问题讲清楚。

（2）系统指标设计。

选择具体的评价系统功能的指标，以利于衡量所供选择的系统方案。

（3）系统方案综合。

主要是按照问题的性质和总的功能要求，形成一组可供选择的系统方案，方案是按照问题的性质和总的功能要求，形成一组可供选择的系统方案，方案中要明确待选系统的结构和相应参数。

（4）系统分析。

分析系统方案的性能、特点、对预定任务能实现的程度以及在评价目标体系上的优劣次序。

（5）系统选择。

在一定的约束条件下，从各入选方案中择出最佳方案。

（6）决策。

在分析、评价和优化的基础上作出裁决并选定行动方案。

（7）实施计划。

这是根据最后选定的方案，将系统付诸实施。

以上7个步骤只是一个大致过程，其先后并无严格要求，而且往往可能要反复多次，才能得到满意的结果。

2．时间维

时间维是系统的工作进程。

对于一个具体的工程项目，从制定规划起一直到更新为止，全部过程可分为7个阶段：

（1）规划阶段。

即调研阶段，目的在于谋求活动的规划与战略。

（2）拟定方案。

提出具体的计划方案。

（3）研制阶段。

作出研制方案及生产计划。

（4）生产阶段。

生产出系统的零部件及整个系统，并提出安装计划。

（5）安装阶段。

将系统安装完毕，并完成系统的运行计划。

（6）运行阶段。

系统按照预期的用途开展服务。

（7）更新阶段。

即为了提高系统功能，取消旧系统而代之以新系统，或改进原有系统，使之更加有效地工作。

3．知识维

知识维完成各阶段、各步骤所需的专业科学知识。

系统工程除了要求为完成上述各步骤、各阶段所需的某些共性知识外，还需要其他学科的知识和各种专业技术，霍尔把这些知识分为工程、医药、建筑、商业、法律、管理、社会科学和艺术等。

各类系统工程，如军事系统工程、经济系统工程、信息系统工程等，都需要使用其他相应的专业基础知识。

1.2.4信息系统工程

简单地说，信息系统就是输入数据，通过加工处理，产生信息的系统。

面向管理是信息系统的显著特点，以计算机为基础的信息系统可以定义为：

结合管理理论和方法，应用信息技术解决管理问题，为管理决策提供支持的系统。

管理模型、信息处理模型、系统实现的基础条件三者的结合产生现实信息系统，如图1-1所示。

图1-1信息系统

管理模型指系统服务对象领域的专门知识，以及分析和处理该领域问题的模型，也称为对象的处理模型。

信息处理模型指系统处理信息的结构和方法。

管理模型中的理论和分析方法，在信息处理模型中转化为信息获取、存储、传输、加工、使用的规则。

系统实现的基础条件指可供应用的计算机技术和通信技术、从事对象领域工作的人员，以及对这些资源的控制与融合。

从事信息系统的专业人员必须具备广阔的商务知识，懂得利用信息技术增强组织性能，有较强的分析和评判思维能力，具备良好的沟通能力、团队精神和正确的伦理价值观，如图1-2所示。

图1-2信息系统专业人员的4个基本能力

1．信息系统的基本功能

信息系统具有数据的输入、传输、存储、处理、输出等基本功能。

（1）数据的采集和输入。

识别信息有3种方法：

第一，由决策者识别；

第二，系统分析员亲自观察识别；

第三，先由系统分析员观察得到基本信息，再向决策人员调查，加以修正、补充。

（2）数据的传输。

包括计算机系统内和系统外的传输，实质是数据通信，其一般模式如图1-3所示。

图1-3数据传输

信源即是信息的来源，编码是指把信息变成信号，所谓码，是指按照一定规则排列起来的、适合在信道上传输的符号序列。

信道就是信息传递的通道，是传输信息的媒介，信道的关键问题是信道的容量。

噪声就是杂音或干扰。

译码是编码的反变换，其过程与编码相反。

信宿即是信息的接收者，可以是人、机器或者另一个信息系统。

（3）信息的存储。

数据存储的设备目前主要有三种：

纸、胶卷和计算机存储器。

对数据存储设备的一般按要求是存储容量大且价格便宜。

信息存储的概念比数据存储的概念要广，主要问题是确定存储哪些信息、存储多长时间、以什么方式存储、经济上是否合算等，这些问题都要根据系统的目标和要求确定。

（4）信息的加工。

信息加工的范围很大，从简单的查询、排序、归并到负责的模型调试及预测。

（5）信息的维护。

包括经常更新存储器中的数据，使数据保持合用的状态。

广义上来讲，包括系统建成后的全部数据管理工作。

信息维护的主要目