3. 信息系统基础知识
本章主要介绍了信息系统的基本概念和发展现状，并就典型的 6 类信息系统的相关知识进行了详细讲解，最后介绍典型的信息系统架构模型。
1 信息系统概述
1.1 信息系统的定义
- 概念
- 由计算机硬件、网络与通信设备、软件、信息资源、信息用户及规章制度共同构成，以采集、存储、处理、传输和提供信息为主要目标的“人机一体化”系统。
- 五大基本功能
- 输入：获取原始数据（传感器、键盘、文件、接口）。
- 存储：持久化数据与信息（数据库、文件系统、云存储）。
- 处理：转换、计算、分析、挖掘（OLAP、DM、AI 算法）。
- 输出：报表、图形、声音、控制信号等多形态呈现。
- 控制：对输入、处理、输出全过程进行监控、调度、安全与质量管理。
- 功能定位
- 将原始数据加工为有价值的信息，辅助组织各级人员进行决策、管理与创新，并可在必要时直接驱动业务流程或生成新的产品与服务。
- 与计算机的区别
- 计算机仅提供硬件与底层软件能力；信息系统包含人、流程、制度，强调人机交互与业务目标的整体实现。
1.2 信息系统的发展
1979年，美国管理信息系统专家诺兰 (Richard L.Nolan) 通过对200多个公司、部门发展信息系统的实践和经验做出的总结，提出了著名的信息系统进化的阶段模型，即诺兰模型。
诺兰认为，数据处理的发展涉及技术的进步、应用的拓展、计划和控制策略的变化以及用户的状况等 4 个方面。
- 诺兰六阶段模型
- 初始阶段：计算机仅作办公设备，少量报表，IT 需求低。
- 传播阶段：需求激增，数据处理快速发展，出现冗余与不一致。
- 控制阶段：设立 IT 领导小组，引入数据库，解决共享与效率问题。
- 集成阶段：统一规划，建立集中式 DB 与综合 IS，预算大幅增长。
- 数据管理阶段：信息视为战略资源，统一平台、标准化、跨部门共享。
- 成熟阶段：IT 与业务深度融合，支持决策与战略，持续优化创新。
1.3 信息系统的分类
- 按功能层次
- 业务(数据)处理系统(Transaction/DATA Processing System,TPS/DPS)：面向操作层，处理日常事务（订单、库存、工资）。
- 管理信息系统 (Management Information System,MIS)：面向管理层，提供汇总报告、KPI 监控。
- 决策支持系统 (Decision Support System,DSS)：面向决策层，利用模型库、数据仓库支持半/非结构化决策。
- 专家系统 (Expert System,ES)：面向专业领域，模拟专家知识进行推理诊断。
- 办公自动化系统 (Office Automation System,OAS)：面向事务与协同，公文流转、邮件、日程、会议。
- 按集成程度
- 单一功能系统：如财务系统、人事系统。
- 综合信息系统：ERP（资源计划）、CRM（客户关系）、SCM（供应链管理）、PDM（产品数据管理）。
- 按覆盖范围
- 部门级 → 企业级 → 跨企业级（B2B、B2C）。
1.4 信息系统的生命周期
- 产生阶段
- 概念提出：依据经营管理需要，形成建设信息系统的初步设想。
- 需求分析：深入调研并输出需求分析报告。
- 开发阶段
- 总体规划：明确目标、架构、资源、实施计划与技术规范。
- 系统分析：建立逻辑模型，梳理业务流程与数据流程。
- 系统设计：完成架构、数据库、接口、安全、管理等详细设计。
- 系统实施：编码、配置、测试、数据迁移、用户培训。
- 系统验收：试运行后对照需求与合同进行正式验收。
- 运行阶段
- 日常运行：监控系统状态，保障业务连续性。
- 维护类型：排错、适应、完善、预防四级维护；维护量随时间呈“浴盆曲线”。
- 消亡阶段
- 更新改造：技术升级或业务扩展导致局部重构。
- 替换/退役：系统老化或新技术出现，计划性下线；需提前规划数据归档、资源回收与替代方案。
1.5 信息系统建设原则
- 高层介入
- 企业高层（含 CIO）全程参与、决策、支持，确保系统目标与企业战略一致。
- 用户参与
- 核心用户（真正使用者）全过程深度参与，从需求到运行，与开发团队融为一体。
- 自顶向下规划
- 先总体架构设计，保证信息一致性；再鼓励子系统创造性详细设计。
- 工程化
- 采用软件工程 / 信息工程方法，规范过程、文档、质量、维护，避免“作坊式”开发。
- 附加原则
- 创新性、整体性、发展性、经济性、安全性、标准化 —— 按需记忆，答题时写“等”。
1.6 信息系统开发方法
- 结构化生命周期法（瀑布）
需求→设计→编码→测试→运维，阶段清晰、文档齐全，适合需求稳定的大型系统。 - 原型法
快速构建可运行原型→用户试用→反复修正，需求易变时高效。 - 面向对象方法
以对象/类为核心，迭代增量开发，封装继承多态，降低复杂度。 - 构件/服务化方法
基于可复用构件或微服务组装系统，缩短周期、提升扩展性。 - 敏捷/迭代法(我额外添加)
小步快跑、持续交付、用户全程参与，适应需求频繁变更。
2 业务处理系统(TPS)
- 概念
- 面向操作层、以事务（Transaction）为核心的数据处理系统，用于自动化完成日常、重复性业务活动。
- 功能
- 数据输入、校验、编辑、存储、检索、输出；快速生成业务凭证、报表。
- 特点
- 高吞吐、低延迟、强一致性；批处理与联机事务处理 (OLTP) 并存；简单查询为主。
- 典型应用
- 订单录入、库存进出、工资发放、银行柜台、票务系统。
- 关键组成
- 数据收集终端 + 事务处理程序 + 数据库 + 输出设备（打印、屏幕、票据）。
3 管理信息系统 (MIS)
- 定位
- 面向中层管理，以人-机整合方式，对组织内人、财、物、产、供、销等管理信息进行全面收集、处理、分析和报告。
- 功能
- 报表/仪表盘生成、业务监控、KPI 分析、计划与调度、例外报警、决策支持（半结构化问题）。
- 特点
- 数据来源于 TPS，强调信息整合与共享；
- 周期性、汇总性报表为主；
- 面向职能（财务、人事、库存、销售）模块化设计；
- 强调时效性与准确性，而非实时交易处理。
- 组成
- 源数据（TPS） → 数据库/数据仓库 → 管理模型库 → 报表生成器 → 输出（屏幕/打印/移动）。
4 决策支持系统(DSS)
20 世纪 70 年代中期，首次提出了决策支持系统 (Decision Support System,DSS) 一词，标志着利用计算机与信息支持决策的研究与应用进入了一个新的阶段，并形成了决策支持系统新学科。
- 定义
- 以数据 + 模型为核心，帮助决策者解决半结构或非结构问题的交互式信息系统。
- 三库结构
- 数据库：内外部历史/实时数据。
- 模型库：预测、优化、仿真模型。
- 方法库：算法、求解器。
- 会话部件：图形界面，支持“如果…怎样”(What-if) 分析。
- 功能
- 数据检索、模型计算、情景模拟、灵敏度分析、报表/图表输出。
- 特点
- 面向高层，强调灵活性与交互；不替代决策者，仅提供支持。
5 专家系统(ES)
- 定义
- 利用某领域专家知识 + 推理机，模拟人类专家解决复杂问题的智能程序系统。
- 核心组成
- 知识库：规则、事实、启发式知识。
- 推理机：正向/反向/混合推理策略。
- 工作存储区：当前事实与中间结论。
- 解释器：向用户说明推理过程。
- 知识获取器：辅助专家录入与维护知识。
- 特点
- 知识密集、解释透明、可不断扩充；适用于诊断、预测、规划、教学等场景。
6 办公自动化系统(OAS)
- 概念
- 人机结合的综合性办公事务管理系统，将计算机、文字处理机、通信、光学、微电子、管理科学等先进技术设备综合应用于办公活动，实现办公事务的科学化、自动化。
- 功能
- 文字处理、电子表格、公文流转、电子邮件、日程管理、会议管理、信息发布、档案管理、决策支持。
- 组成
- 硬件：工作站、服务器、网络设备、扫描仪、打印机、传真机、电话系统。
- 软件：办公套件、群件（Groupware）、工作流系统、电子邮件系统。
- 目标
- 改善工作环境，最大限度提高办公事务的工作质量与效率。
7 企业资源规划 (ERP)
- 概念
- 面向企业全局的信息化管理系统，以财务为核心，将企业所有资源（人、财、物、信息、时间）进行统一计划、调配、控制与优化，实现物流、资金流、信息流“三流合一”。
- 结构
- 三层体系：
- 计划层（战略经营计划、销售与运作计划）。
- 执行层（主生产计划 MPS、物料需求计划 MRP、能力需求计划 CRP）。
- 操作层（采购、库存、车间、销售、财务、人力资源等子系统）。
- 三层体系：
- 功能
- 进销存管理、财务会计、生产计划与控制、成本管理、质量管理、设备管理、人力资源、客户关系、供应链管理、决策支持。
- 目标
- 提高资源利用率、缩短生产周期、降低库存成本、提升客户服务水平，增强企业整体竞争力。
8 典型信息系统架构模型
8.1 政府信息化与电子政务
- 架构：G2G（政府间）、G2B（对企业）、G2C（对公众）。
- 关键：统一门户、数据共享交换平台、CA 认证、法律法规与标准规范。
8.2 企业信息化与电子商务
- 架构：B2B（企业间）、B2C（对消费者）、B2G（对政府）、C2C（消费者间）。
- 关键：ERP/SCM/CRM 集成、在线支付、物流协同、网络安全与隐私保护。