計算機信息系統(tǒng)(數(shù)據(jù)庫)

時間：2022-12-29 14:30:02 | 來源：信息時代

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    計算機信息系統(tǒng) : 一類應用于企業(yè)(泛指各種部門或組織)管理,對業(yè)務數(shù)據(jù)進行采集、存儲、處理和傳播的系統(tǒng)。計算機信息系統(tǒng)是以計算機為工具收集、存儲、處理和傳播各種類型信息的有完整功能的集合體,多用于支持現(xiàn)代企業(yè)的各種管理和決策活動。它以管理科學思想為指導,以計算機為處理工具,用數(shù)據(jù)庫或數(shù)據(jù)倉庫存儲和管理數(shù)據(jù),通過程序?qū)崿F(xiàn)系統(tǒng)的功能需求,并利用網(wǎng)絡進行信息傳輸、交換,是一類具有社會屬性的技術系統(tǒng)。
美國著名學者James Martin稱計算機信息系統(tǒng)建設為信息工程(information engineering)。信息系統(tǒng)較軟件系統(tǒng)具有更豐富的技術內(nèi)容。而計算機在特定技術領域的數(shù)據(jù)處理應用,稱為計算機應用系統(tǒng)(computer application system),如地理信息系統(tǒng)、圖書情報系統(tǒng)等。
計算機信息系統(tǒng)一般包含五種基本要素:人員、活動、數(shù)據(jù)、網(wǎng)絡和設備,由這五種要素組成一個集成系統(tǒng),通過其有機組合為滿足企業(yè)管理、決策人員處理問題和制定決策的信息需求。人員包含業(yè)務人員和技術人員,業(yè)務人員是系統(tǒng)的使用者,技術人員是系統(tǒng)的設計、實施和維護人員,其中重要的成員有系統(tǒng)分析員(system analyst)和系統(tǒng)維護人員,包括數(shù)據(jù)庫管理員(data administrator)。數(shù)據(jù)是企業(yè)所有業(yè)務活動產(chǎn)生的原始材料,通過加工形成有用信息?；顒影ㄆ髽I(yè)的業(yè)務活動和管理活動以及支持業(yè)務活動的數(shù)據(jù)處理和信息生成活動;網(wǎng)絡反映企業(yè)的業(yè)務、設備的位置分布以及設備間的通信和協(xié)調(diào); 設備是支持系統(tǒng)運行的硬件、軟件設備及相關技術,軟件設備中數(shù)據(jù)庫軟件是其重要組成部分。
1. 計算機信息系統(tǒng)發(fā)展過程
20世紀60年代至今計算機在數(shù)據(jù)處理領域的應用,經(jīng)歷了電子數(shù)據(jù)處理、事務處理系統(tǒng)、管理信息系統(tǒng)、決策支持系統(tǒng)、辦公信息系統(tǒng)及其集成的發(fā)展過程。電子數(shù)據(jù)處理(electronic data processing,EDP)利用計算機模擬手工勞動,可提高工作效率,減輕勞動強度,如計算職工工資,管理員工信息等。事務處理系統(tǒng)(transaction processing system,TPS)用于處理部門中結構化日常事務,其設計考慮: 響應時間(respond time)、吞吐量(throughout)、準確性(accuracy)、一致性(consistency)等,如財會管理系統(tǒng)、物資管理系統(tǒng)等。其特點是:應用面向操作層,以部門應用為主,數(shù)據(jù)資源不能共享,并主要處理結構化日常事務。管理信息系統(tǒng)(management information system,MIS)產(chǎn)生于20世紀70年代初。MIS運用系統(tǒng)工程思想,從企業(yè)整體信息需求出發(fā)設計、建造企業(yè)的計算機信息系統(tǒng),著重考慮企業(yè)各部門系統(tǒng)間的信息共享。決策支持系統(tǒng)(decision support system,DSS)是在20世紀70年代末,為適應市場變化,企業(yè)管理模式和業(yè)務流程重組對信息的需求而產(chǎn)生。決策支持系統(tǒng)是一類利用數(shù)據(jù)和模型,輔助管理人員解決半結構化或非結構化問題的人機交互的計算機系統(tǒng)。當今數(shù)據(jù)倉庫技術、數(shù)據(jù)挖掘技術是DSS技術的新發(fā)展和應用。辦公信息系統(tǒng)(office information system,OIS)或辦公自動化系統(tǒng)(office automation system,OAS)是在現(xiàn)代信息技術支持下,運用行為科學和系統(tǒng)科學思想指導,充分發(fā)揮辦公自動化設備作用的面向辦公人員應用的信息系統(tǒng)。隨著信息技術的發(fā)展,企業(yè)經(jīng)營和管理方式的轉(zhuǎn)變,信息系統(tǒng)的內(nèi)容和作用也在變化,系統(tǒng)不同類型間其界限已不十分明顯。如當前流行的企業(yè)資源計劃(enterprise resource planning,ERP)和客戶關系管理(customer relationship management,CRM)等應用中信息系統(tǒng)建設起到關鍵作用,而數(shù)據(jù)庫也成為系統(tǒng)中不可或缺的重要技術內(nèi)容和組成。信息系統(tǒng)的發(fā)展是一個從低層到高層,從效率到效能,從結構化到非結構化,從程式化到智能化,從功能單一到功能集成,從集中、分布到再集中的發(fā)展過程。
2.信息系統(tǒng)分類模型
信息系統(tǒng)的類型因管理活動的內(nèi)容和決策對象的不同而有差異,一般管理活動分為三類: 戰(zhàn)略規(guī)劃、管理控制和執(zhí)行控制,不同管理層次對信息的需求不同。戰(zhàn)略規(guī)劃(strategic planning)側重建立企業(yè)的政策和目標,需要高度聚合的信息,主要通過企業(yè)的外部資源獲得。操作控制(operational control)保證企業(yè)具體業(yè)務充分且有效進行,需要明確定義且范圍有限的信息,并大部來源于內(nèi)部信息。管理控制(management control)保障有效且充分利用企業(yè)資源,其信息需求介于戰(zhàn)略規(guī)劃和操作控制之間,其信息來源大部分是通過人員間的交互作用獲得。一般決策的過程是: 收集信息,決策方案設計、分析和方案的選擇和實施。決策對象可分為結構化決策(structured decision-making)、非結構化決策(non-structured decision-making)和半結構化決策(semi-structured decision-making),結構化決策是一類重復性和常規(guī)的決策,有確定的決策方法,也稱為程序化決策; 非結構化決策是一類不能用常規(guī)方法處理且無一定規(guī)律可循的決策,也稱為非程序化決策; 半結構化決策是一類介于結構化決策和非結構化決策之間的決策。不同類型的決策問題的信息需求不同,支持不同類型決策問題的信息系統(tǒng)也不同。結合管理和決策活動對信息及信息系統(tǒng)的需求可形成一個信息系統(tǒng)分類的框架模型(見圖1)。

圖1 信息系統(tǒng)分類框架

3.典型的計算機信息系統(tǒng)
目前流傳比較廣泛的計算機信息系統(tǒng)有三種,它們是管理信息系統(tǒng)、決策支持系統(tǒng)以及辦公信息系統(tǒng),它們分別應用于企業(yè)管理、輔助決策及辦公領域的應用。
4.計算機信息系統(tǒng)開發(fā)
計算機信息系統(tǒng)有不同類型,其開發(fā)內(nèi)容、策略和方法卻有較多共同處。典型的管理信息系統(tǒng),開發(fā)時涉及的工作內(nèi)容可概括為: 確定企業(yè)戰(zhàn)略目標和業(yè)務內(nèi)容;明確信息系統(tǒng)基本需求和約束條件;進行信息系統(tǒng)建設的可行性研究: 信息系統(tǒng)開發(fā)策略制定;選擇適當?shù)南到y(tǒng)開發(fā)方法和方式; 進行系統(tǒng)總體規(guī)劃; 建立企業(yè)模型; 劃分開發(fā)步驟,制定詳細實施計劃; 數(shù)據(jù)采集、組織和整理; 設備配置與網(wǎng)絡設計; 軟件設計、軟件開發(fā)工具選定; 選擇系統(tǒng)開發(fā)環(huán)境; 人員組織與培訓;系統(tǒng)的實施和驗收;系統(tǒng)的運行和維護等。
軟件設計中數(shù)據(jù)庫設計和應用程序設計是其主要內(nèi)容。決策支持系統(tǒng)和辦公信息系統(tǒng)有某些特殊內(nèi)容,如模型庫、方法庫設計,辦公自動化設備的配置等。
信息系統(tǒng)開發(fā)應有正確策略:
(1)在高層人員的指導下,建立企業(yè)的總體規(guī)劃,在總體規(guī)劃指導下,由子系統(tǒng)組合構成大系統(tǒng),避免各子系統(tǒng)間的矛盾、沖突和不協(xié)調(diào)。
(2) 自頂向下地進行數(shù)據(jù)規(guī)劃并與不同用戶領域的局部系統(tǒng)設計相結合。
(3)系統(tǒng)規(guī)劃和實施應深刻理解企業(yè)的戰(zhàn)略目標和業(yè)務活動,并由最高層管理人員對各部門工作進行協(xié)調(diào)。
(4)企業(yè)數(shù)據(jù)處理部門與管理者、高層管理者必須加強聯(lián)系,正確設定數(shù)據(jù)處理部門和人員在企業(yè)中的地位。
(5)確定研制隊伍的組織形式和人員,選用外包、聯(lián)合開發(fā)或獨立開發(fā)的適當形式,研制組組長是極重要人選。
(6)根據(jù)開發(fā)對象、任務和環(huán)境選擇合適的開發(fā)方法。
(7)選擇合適的系統(tǒng)設備、工具和開發(fā)平臺,應遵從采用自動化的手段,運用自動化的工具提高系統(tǒng)開發(fā)效率的原則。
(8)疏通業(yè)務人員和開發(fā)人員間的信息渠道,提高系統(tǒng)建設的速度,質(zhì)量和應用效率。
(9)建立合適的組織領導和工作機構,動員企業(yè)人員參與系統(tǒng)建設、提供組織保證。
(10)組織和加強各種類型系統(tǒng)建設人員的培訓。
從歷史發(fā)展看,信息系統(tǒng)開發(fā)方法論曾經(jīng)歷:基于經(jīng)驗的開發(fā)、采用軟件工程方法從自底向上開發(fā)過渡到自頂向下開發(fā)、模型化的方法、信息工程方法等。
經(jīng)驗的積累推動了技術的進步。軟件工程方法形成于軟件危機的出現(xiàn),是一類結構化的系統(tǒng)開發(fā)方法; 自頂向下的開發(fā)運用了系統(tǒng)工程的思想,有利于大系統(tǒng)的規(guī)劃和建設; 模型化將相關的開發(fā)技術理論化,瀑布模型、螺旋模型和噴泉模型是較成熟的實例;信息工程方法是20世紀80年代提出并發(fā)展的方法論,或稱為James Martin方法。結構化生命周期方法形成于軟件開發(fā)并逐步應用于信息工程,是系統(tǒng)開發(fā)中常用的方法。方法將開發(fā)的生命周期劃分為分析、設計、實施和維護等階段,并清晰地規(guī)定每一階段應完成的任務、采用的工具和必須產(chǎn)生的文檔。分析階段明確和定義系統(tǒng)基本需求和約束條件; 設計階段確定系統(tǒng)的總體結構,進行數(shù)據(jù)庫設計和應用程序設計及其他設計。結構化生命周期方法是一種預先定義系統(tǒng)需求的方法。最先應用于軟件的開發(fā),是一種軟件工程方法,后將其整體思路和技術應用于信息系統(tǒng)。相近的方法還有企業(yè)系統(tǒng)規(guī)劃(business systems planning,BSP)方法,是由IBM公司研制的指導企業(yè)信息系統(tǒng)規(guī)劃的方法,其研制于20世紀70年代,看重于幫助企業(yè)作出信息系統(tǒng)的總體規(guī)劃,以滿足其近期和長期的信息需求。戰(zhàn)略數(shù)據(jù)規(guī)劃(strategic data-planning,SDP)方法,又稱James Martin方法,是由James Martin于20世紀80年代在其著作Strategic Data-planning Methodologies(1982)詳細論述的。提出了信息工程應以數(shù)據(jù)為中心的思想,闡述了主題數(shù)據(jù)庫(subject database)的概念。著重論述建立企業(yè)模型、信息資源規(guī)劃和主題數(shù)據(jù)庫設計的方法和技術。James Martin曾指出“在20世紀70年代,人們就已經(jīng)清楚地認識到,計算機的信息是對企業(yè)和組織具有較高價值的資源。對這個資源的開發(fā),需要進行總體規(guī)劃,這個規(guī)劃的實施迫切需要一套形式化的,更易于計算機化的,與數(shù)據(jù)庫設計有關的方法學。”而戰(zhàn)略數(shù)據(jù)規(guī)劃方法學就是為建立企業(yè)信息系統(tǒng)而提供的一套形式化的方法,而這些方法本質(zhì)應屬于結構化的方法學。原型化方法是開發(fā)信息系統(tǒng)的另一類方法。原型化(prototyping)是用于開發(fā)某種產(chǎn)品或其組成部件的一個小規(guī)模工作模型所使用的一種工程技術。應用于信息系統(tǒng)開發(fā),是指用戶需求提取、表示,并快速構造一個最終系統(tǒng)的、具有進化能力的工作模型,是一種動態(tài)定義信息系統(tǒng)需求的有效需求定義策略。
5.信息系統(tǒng)與數(shù)據(jù)庫
James Martin認為,信息系統(tǒng)建設,即現(xiàn)代信息工程的實施前提是: 信息處理應以數(shù)據(jù)為中心,而數(shù)據(jù)的存儲和管理需通過各種數(shù)據(jù)系統(tǒng)軟件(即DBMS)來實現(xiàn)。圖2給出建立和修改數(shù)據(jù)的各項處理,通過適當?shù)?、準確的控制方法來收集和輸入數(shù)據(jù),數(shù)據(jù)還要進行周期性的修改,以及做各種使用數(shù)據(jù)的相應處理。數(shù)據(jù)庫技術的發(fā)展正是由現(xiàn)代數(shù)據(jù)處理的應用需求所驅(qū)動。

圖2 數(shù)據(jù)系統(tǒng)軟件支持的數(shù)據(jù)處理

數(shù)據(jù)庫及其管理系統(tǒng)已成為現(xiàn)代信息系統(tǒng)的核心和基礎。數(shù)據(jù)庫管理軟件的作用是使信息系統(tǒng)中大量數(shù)據(jù)按一定的模型加以組織,并提供存儲、維護,檢索數(shù)據(jù)的功能。信息系統(tǒng)各部分的有效結合及所提供的數(shù)據(jù)處理功能都是通過數(shù)據(jù)庫管理軟件實現(xiàn)。數(shù)據(jù)庫的合理和有效的邏輯設計和物理設計是實現(xiàn)和建成一個完備的信息系統(tǒng)的基本保證。
沒有數(shù)據(jù)庫技術的發(fā)展,沒有相應的數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)開發(fā)工具的支持,就難以完成當前復雜的信息系統(tǒng)的建設。
主題數(shù)據(jù)庫(subject database)是信息系統(tǒng)建設的數(shù)據(jù)庫技術應用的發(fā)展。數(shù)據(jù)庫應用發(fā)展中,曾形成兩類數(shù)據(jù)庫,即應用數(shù)據(jù)庫和主題數(shù)據(jù)庫。主題數(shù)據(jù)庫與組織機構的業(yè)務主題有關,而應用數(shù)據(jù)庫與傳統(tǒng)的計算機應用項目有關。在工廠,主題數(shù)據(jù)庫應是產(chǎn)品數(shù)據(jù)庫,而不是與產(chǎn)品有關的各個獨立的存貨、訂貨或質(zhì)量控制等應用數(shù)據(jù)庫。多個應用項目可使用同一個主題數(shù)據(jù)庫。主題數(shù)據(jù)庫的數(shù)目和內(nèi)容也可按需求增減。主題數(shù)據(jù)庫的設計目的是為加快信息系統(tǒng)應用項目的開發(fā)和保持系統(tǒng)的穩(wěn)定。信息系統(tǒng)的全局規(guī)劃的重要目標之一,就是確定所需要的主題數(shù)據(jù)庫,在企業(yè)中典型主題有產(chǎn)品、客戶、零件、顧客、訂貨、賬目、人事、檔案、工程規(guī)范等。數(shù)據(jù)庫、軟件工程和信息工程是實現(xiàn)現(xiàn)代信息系統(tǒng)的重要和主要技術支持。從某種意義上講,不同類型的計算機信息系統(tǒng)就是不同類型的數(shù)據(jù)庫應用系統(tǒng),其基本結構如圖3所示。

圖3 計算機信息系統(tǒng)基本結構示意

6. 系統(tǒng)分析員
信息系統(tǒng)建設中的系統(tǒng)分析員(system analyst)是專用名詞,指大型信息系統(tǒng)開發(fā)分析、設計和實施的組織者,肩負技術和管理任務。其知識構成應是:
(1)理解和明確企業(yè)經(jīng)營、管理業(yè)務和系統(tǒng)建設目標、發(fā)展方向。
(2)可設計和確定企業(yè)信息系統(tǒng)建設長、近期目標。
(3)分析系統(tǒng)建設可行性。
(4)制定符合實際的開發(fā)策略。
(5)選擇開發(fā)方法和工具。
(6)建立企業(yè)業(yè)務模型和技術模型。
(7)建立開發(fā)組織,實施人員培訓。
(8)制定開發(fā)計劃,組織實施。
系統(tǒng)分析員的具體職責是:
(1) 完成企業(yè)信息系統(tǒng)建設中系統(tǒng)的需求分析、功能設計和系統(tǒng)實施,把握整體,了解局部,掌握系統(tǒng)開發(fā)的關鍵點,即里程碑。
(2)實現(xiàn)企業(yè)管理人員、系統(tǒng)監(jiān)理人員和開發(fā)人員間的聯(lián)系和信息的溝通。
(3)根據(jù)企業(yè)客觀條件滿足信息系統(tǒng)的常規(guī)需求和能根據(jù)經(jīng)驗并運用個人智慧去完善和改進系統(tǒng)。
除了對知識構成的要求外,系統(tǒng)分析員還應具有某些特殊素質(zhì):
(1)具有深入觀察問題的能力,善于透過現(xiàn)象認清問題的本質(zhì)。
(2)有豐富的想像力和創(chuàng)造力,易于接受新鮮事物,善于從經(jīng)驗積累中進行創(chuàng)造。
(3)有很強的談判和協(xié)商能力,能將自己正確的理念和主張推銷給用戶。
(4)有很強的組織和管理能力,保證在大系統(tǒng)開發(fā)中的高效率和高質(zhì)量。
(5)善于與人合作共事,能帶領開發(fā)組成員齊心同力完成各自承擔的任務。
系統(tǒng)分析員是一類具有事業(yè)心和使命感,并能從實際出發(fā)采取科學態(tài)度解決具體問題、具有務實精神的杰出復合型人才。
系統(tǒng)分析員的選拔途徑: 從專業(yè)人員中選拔、培訓或在計算機或管理人員中選拔再培訓。在信息系統(tǒng)開發(fā)中應建立系統(tǒng)分析員隊伍。