1.3 信息系统

信息系统是一个人造复合系统。它由人、硬件、软件和数据资源组成，目的是及时、准确地收集、加工、存储、传递和提供信息，实现组织中各项活动的管理、协调和控制。

1.3.1 信息系统的概念

人们为了支持组织决策的制定、协调和控制，利用信息技术构建的，对信息进行收集、整理、存储、加工、分配、查找、传输的系统就是信息系统。可以从三个角度来认识信息系统，即用户角度、系统角度和技术角度。

1. 用户角度

用户关心的是系统的功能，在他们看来信息系统是为了实现某一功能而存在的，因此，不同的功能对应着不同的信息系统。具体来说，从用户所处的组织来看，信息系统可分为政府信息系统、企业信息系统、军队信息系统等；从用户所属部门的职能来看，信息系统可分为财务会计信息系统、人力资源信息系统、生产制造信息系统、市场销售信息系统等；从用户所在层次的角度来看，信息系统可分为战略层信息系统、管理层信息系统、知识层信息系统、操作层信息系统等。

图1.5所示为安东尼模型，它是一种被普遍接受的从用户角度认识信息系统的理论。在该模型中，组织被划分为战略、管理、知识和操作四个层次，并进一步被划分为市场销售、生产制造、财务管理、会计、人力资源等功能领域。

2. 系统角度

从系统论的角度来认识信息系统，就要分析信息系统的输入元素、处理元素、输出元素和控制元素及其相互关系。信息系统具有以下一些特点。

（1）信息系统是一种“人—机”系统。

信息系统的目的在于组织决策的制定、协调和控制，因而必须是一个人机结合的系统，人机协调程度越高，信息系统的整体效率也越高。

（2）信息系统是一种动态系统。

随着环境和技术的变化，组织的目标会有所变化，信息系统也应该随之做出相应的调整。尤其是近年来随着网络技术的发展，出现了信息系统整合的趋势，原来分散的信息“孤岛”逐步连成一个整体。

（3）信息系统是一个相对封闭的系统。

信息系统的输入是有关组织运行状态的信息，而输出则是帮助管理者进行决策的制定、协调和控制的信息。输入/输出都通过特定的方式和途径进行，从这个意义上说，信息系统是一个相对封闭的系统。

（4）信息系统是综合系统。

信息系统与组织目标密切相关，因此必然有控制元素在其中，数据库中的数据一致性检验就是信息系统控制功能的一种。

信息系统是一个综合性的系统。一方面，信息系统体现了对组织的全面综合管理，它可以提供广泛、全面的信息以协助决策的制定、协调和控制；另一方面，信息系统体现了管理思想与信息技术的综合，人们越来越认识到，仅有先进的信息技术并不能保证信息系统的成功和组织目标的实现。

3. 技术角度

从技术角度来看，信息系统一般由人、硬件、软件、数据库和工作规程组成。系统中的人员分为终端用户和系统技术人员两类；硬件包括计算机、服务器、网络、数据输入/输出设备等；软件包括操作系统和应用程序；数据库是数据和数据存储管理设备的综合；工作规程包括系统的使用规则、人员职责权限规则和系统控制的标准。

1.3.2 信息系统的功能

信息系统是任何一个单位中都存在的一个子系统，渗透到单位的每一部分。信息系统的作用与其他子系统不同，它不是从事某一具体工作，而是为单位的管理与业务工作服务，起到全局协调一致的作用。我们将信息系统一般定义为：主要指以计算机进行信息处理为基础的人机系统。

一个完整的信息系统通常都具有以下功能：

（1）数据收集和输入功能。信息系统的首要任务是把分散在企业内外各处的数据收集并记录下来，整理成信息系统要求的格式和形式。

（2）数据存储功能。当企业的数据达到一定的数量后，实际上就形成了数据仓库。

（3）数据传输功能。为了收集和使用信息，需要把信息从一个子系统传送到另一个子系统，或者从一个部门传送到另一个部门，即数据通信。

（4）数据加工处理功能。包括从简单的查询、排序、合并、计算一直到复杂的经济模型的仿真、预测、优化计算等。数据仓库、数据挖掘就是典型的数据加工方法。

（5）数据输出功能。对加工处理后的数据，根据不同的需要，以不同的形式和格式向不同的通信端口进行输出。

（6）查询功能。信息系统应具有各种查询功能，用户可以进行单项查询、组合查询和模糊查询。查询功能应既可以实现查询本地信息，也可以通过网络系统实行远程信息查询。

（7）统计分析功能。各信息系统一般都具有运用统计理论和概率理论对大量数据进行统计分析的功能。

（8）预测决策功能。根据统计分析的结果和历史数据，应用数学模型对业务活动进行预测，并建立决策支持系统（DSS）或智能决策支持系统（IDSS），对某一问题提供一个或多个方案供使用者参考。

（9）系统管理功能。系统管理功能主要包括系统维护和数据恢复备份功能。

1.3.3 信息系统的类型

信息系统分为事务处理系统、管理信息系统、决策支持系统三类。

（1）事务处理系统（TPS），主要用以支持操作层人员的日常活动。它主要负责处理日常事务。

（2）管理信息系统（MIS），需要包含组织中的事务处理系统，并提供了内部综合形式的数据，以及外部组织的一般范围和大范围的数据。许多战略层提供的信息能按照该层管理者希望的那样以熟悉的和喜欢的形式提供。但是，为战略层管理者提供的另外一部分信息和大多数为战略层管理者提供的信息是不可能事先确定的，这些不确定性对管理信息系统的设计者来说是个很大的挑战。

（3）决策支持系统（DSS），能从管理信息系统中获得信息，帮助管理者制定好的决策。该系统是一组处理数据和进行推测的分析程序，用以支持管理者制定决策。它是基于计算机的交互式的信息系统，由分析决策模型、管理信息系统中的信息、决策者的推测三者相组合达到好的决策效果。

1.3.4 信息系统的发展历程

计算机应用的发展与计算机技术、通信技术和各相关学科的发展紧密相关。近几十年来，信息系统经历了由单机到网络，由简单到复杂，由电子数据处理到管理信息系统，再到决策支持系统，由数据处理到智能处理的过程。这个发展过程大致经历了以下几个阶段。

1. 事务处理系统

事务处理系统（Transaction Processing Systems，TPS）是对组织中的基本业务活动进行记录、文档化、修改、归纳等处理的信息系统。它的输入往往是原始单据，它的输出往往是分类或汇总的报表，如订货单处理、旅馆预约系统、工资系统、雇员档案系统和运输系统等。当代的企业TPS所处理的数据量大得惊人，是手工无法完成的。例如，一个银行营业所白天8小时所积累的业务，用手工至少加班4小时才能处理完，而计算机只需几分钟就处理完。利用TPS系统，一个人一天可以处理500笔业务，如不用计算机可能要10个人才能完成。TPS已成为现代企业无法离开的系统。电子数据处理系统的特点是将企业的基本业务活动处理过程计算机化，自动对组织中的日常活动进行记录、传送、分类、统计、汇总，并输出事务处理结构等处理。

TPS系统由于处理的问题处于较低的管理层，因而问题比较结构化，也就是能够按照事先制定好的规则或程序进行。其主要的操作是输入、排序、列表、更新和生成，主要使用的运算是简单的加、减、乘、除，主要使用的人员是运行人员。

TPS的作用首先是可以保证企业数据记录和处理的准确性，可以快速及时地产生企业运营所需要的各种数据报表，同时改善了数据处理的效率和精确度。这些对于任何一个组织都是至关重要的，是企业信息化的首先要实现的目标。其次，TPS是信息系统与它的外部环境的边界，如订单处理系统、进销存系统包括对外部输入信息的处理模块。因此，它从某种意义上来说TPS是企业形象的代表。最后，TPS是企业信息的生产者，其他的系统将利用它所产生的信息为企业做出更多的贡献。

早期的TPS是单机系统，TPS现有跨越组织和部门的趋势。不同组织的TPS连接起来，如供应链系统和银行的清算系统相连，甚至可把这些组织结成动态联盟，因此，TPS对企业来说是非常重要的系统。

2. 知识工作系统和办公自动化系统

随着信息社会的到来，人们的工作方式在不断变化，由以体力工作为主的方式转到以脑力工作为主的方式。知识工作成为许多组织的主要工作。知识工作者也将成为组织的主体，他们的工作内容主要是创造新信息，他们需要有工具、有环境、有系统来支持他们的工作。

知识工作系统（Knowledge Work Systems，KWS）是一种能利用专业领域的知识对知识工作者的工作进行支持的系统。例如，科学和工程设计的工作站系统，又叫作计算机辅助设计系统（Computer Aided Design Systems，CADS），它能协助设计出新产品，产生新的信息。现在，在企业管理上开始应用的协同工作的计算机系统（Computer System for Collaboration Work，CSCW），允许企业中各部门如市场部、财务部和生产部的人员，在上面协同工作，然后产生一份策划或计划报告，也就是产生了新的信息。支持教师工作或支持企业人员培训工作的计算机辅助教学系统（Computer Aided Instruction Systems，CAIS），是支持教师工作的知识系统，知识工作系统（KWS）可以大大提高知识工作的效率，缩短设计时间，改善输出知识产品的质量。由于未来企业的效率和效益越来越依赖于知识工作，因而利用知识工作系统提高企业效率和效益受到越来越多的关注。

办公室自动化系统（Office Automation System，OAS）是支持较低层次的脑力劳动者工作的系统。这些劳动者包括秘书、簿记员、办事员等，他们的工作不是创造信息，而是处理数据。典型的办公自动化系统处理和管理文件，包括字符处理文件印刷、数字填写、调度（通过电子日历）和通信（通过电子邮件、语音信件、可视会议等）。

知识工作者创造和生产知识，也往往用办公室自动化系统予以协助。当然，他们更好的工具是工作站，这种工作站不仅具有文件的能力，而且具有图形和分析的功能，还具有很强的通信能力，可收集各种用途的企业内部和外部的信息。现在许多这种工作站还能运行三维动画软件，使系统更加逼真，达到虚拟现实的效果。

3. 管理信息系统

20世纪70年代初，随着数据库技术、网络技术和科学管理方法的发展，计算机在管理上的应用日益广泛，管理信息系统（Management Information Systems，MIS）逐渐成熟起来。

管理信息系统最大的特点是高度集中，它将组织中的数据集中起来，进行快速处理，统一使用。MIS的重要标志是有一个中心数据库和计算机网络系统。MIS的处理方式是在数据库和网络基础上的分布式处理。随着计算机网络和通信技术的发展，不仅能把组织内部的各级管理联结起来，而且能够克服地理界限，把分散在不同地区的计算机网互连，形成跨地区的各种业务信息系统和管理信息系统。

管理决策可以分为结构化决策、非结构化决策和半结构化决策三种。结构化决策是指可以利用一定的规章或公式来解决的决策；非结构化决策是指一般没有公式可算，无章可循的决策问题；半结构化决策是介于结构化和非结构化决策之间，有的决策问题有一定的决策规律，有的则无章可循。

MIS是解决结构化决策的现代方式。应用MIS支持决策，就要研究如何使非结构化的、非数量化的、单次性的、不确定性的决策数量化、程序化，如何把人的经验和智慧吸收进来，把计算机和人结合起来。管理信息系统的另一特点是利用定量化的科学管理方法，通过预测、计划优化、管理、调节和控制手段来支持决策。

4. 决策支持系统

随着信息技术应用的深入，信息系统已不仅支持信息的处理，而且向上发展，支持管理的决策。要支持决策就要有分析能力和模型能力，所以决策支持系统（Decision Support Systems，DSS）是利用计算机分析和模型能力对管理决策进行支持的系统。用户可以针对管理决策的问题，建立一个模型以考查一些变量的变化对决策结果的影响。例如，用户可以观察利率的变化对一个新建制造厂的投资的影响。

决策支持系统求解问题（或称支持决策）的过程为：用户通过交互语言系统把问题的描述和要求输入决策支持系统；交互语言系统对此进行识别和解释；问题处理系统通过知识库系统和数据库系统收集与该问题有关的各种数据、信息和知识，据此对该问题进行识别、判定问题的性质和求解过程；通过模型库系统集成构造解题所需的规则模型或数学模型，对该模型进行分析鉴定；在方法库中识别进行模型求解所需的算法并进行模型求解，对所得结果进行分析评价。最后通过语言系统对求解结果进行解释，输出具有实际含义、用户可以理解的形式。在上述求解过程中，用户可以根据需要与决策支持系统交互对话，进行多次求解，直到得到用户满意的结果。

5. 专家系统

专家系统（Expert System，ES）的任务是解决需要经验、专门知识和缺乏结构的问题的计算机应用系统，它是人工智能发展的一个重要分支。

专家系统与用户进行“咨询对话”，对于用户而言，就像他在与某些方面有经验的专家进行对话一样，解释他的问题，建议进行某些实验，以及向专家系统提出询问以求得到有关解答等。目前的专家系统，在咨询任务如化学和地质数据分析、计算机系统结构、建筑工程以及医疗诊断等方面，其质量已达到较高的水平，可以把专家系统看作人类专家和人类用户之间的媒介。人类专家用“知识获取模型”与专家系统进行人机对话；人类用户用“咨询模型”与专家系统进行人机对话。专家系统的基本结构如图1.6所示。

其中，知识库（包括知识库及管理系统）用于存取和管理所获取的专家知识和经验，供推理机使用；具有知识存储、检索、编排、增删、修改、扩充等功能。推理机（包括推理机及其控制系统）利用知识进行推理，求解专门问题，具有启发推理、算法推理；正向、反向成混合推理，并行或串行推理等功能。咨询解释装置的主要功能是接受用户的问题并进行理解，向用户输出推理结果并进行解释。知识获取手段从人类专家那里获得知识并存储到知识库中。

专家系统可以解决的问题通常包括解释预测、诊断、设计、规划、监视、修理、指导、控制等。