系统架构设计师——信息系统概述

本文主要是介绍系统架构设计师——信息系统概述，希望对大家解决编程问题提供一定的参考价值，需要的开发者们随着小编来一起学习吧！

定义

信息系统是一个复杂的集成体，它结合了计算机硬件、网络和通信设备、计算机软件、信息资源、信息用户以及规章制度，旨在高效地处理和管理信息流。这个系统不仅仅是技术的组合，还涉及到使用这些技术的人和他们制定的规章，确保信息的有效和安全流通。

信息系统的基本功能可以概括为以下几点：

输入：信息系统的输入功能是指从外部或内部源收集数据的过程。这些数据可以是事务数据、文档、图像等任何形式的原始事实或观察结果。输入的数据需要通过键盘、扫描仪、传感器或其他设备转换成机器可读的形式，以便系统处理。
存储：存储是信息系统保存数据和信息的功能。这涉及到将输入的数据以有效的方式保存在数据库或存储介质中，以支持数据的检索和未来使用。存储的数据需要适当的管理和保护，以防止未授权访问或丢失。
处理：处理功能涉及对输入的数据进行操作和分析，将其转换为有意义的信息。这包括数据清洗、数据整合、数据分析和生成报告等活动。处理过程可以是简单的数据排序，也可以是复杂的决策支持模型和算法。
输出：输出是将处理后的信息呈现给用户的功能。输出可以是屏幕显示、打印报告、图形展示或电子文件等形式。重要的是输出的信息必须是用户友好的、准确的、及时的，并满足用户的需求。
控制：控制功能确保信息系统的其他功能（输入、存储、处理、输出）正确执行。这包括数据安全管理、访问控制、错误检测和纠正、系统监控和性能评估等方面。控制确保系统的质量和效率，同时保护信息免受非授权访问和修改。

发展阶段

诺兰模型（Nolan Stage Model）是由美国管理信息系统专家理查德·诺兰（Richard L. Nolan）在1979年提出的，用于解释计算机信息系统在组织中成长的过程的一个阶段模型。这个模型通过总结200多个公司和部门在发展信息系统方面的实践与经验，揭示了一个组织从初步应用计算机技术到实现信息技术成熟应用的发展道路和规律。

诺兰模型将计算机信息系统的发展划分为六个阶段，这些阶段依次为初始阶段、传播阶段、控制阶段、集成阶段、数据管理阶段和成熟阶段。每个阶段代表了组织内部计算技术应用和管理水平的不同层次。下面对各个阶段进行详细分析：

初始阶段：
- 在这个阶段，计算机刚开始被引入企业，通常被视为一种办公设备，主要用于完成一些报表统计工作，甚至大部分时候仅仅作为打字机使用。
- 企业对计算机的了解非常有限，对其潜在的好处和用途缺乏清晰认识，因此计算机的使用非常有限，采购量少，仅限于少数个体使用。
传播阶段：
- 在这个阶段，企业开始认识到计算机可以解决工作中的问题，并开始逐渐扩大计算机的应用范围，对于IT应用的兴趣和软件开发的热情高涨。
- 由于缺乏规划和控制，容易出现盲目购买硬件和软件的现象，导致应用水平不高，整体IT效用不明显，并伴随着数据处理能力迅速发展和出现许多新问题，如数据冗余、不一致性等。
控制阶段：
- 经过前一阶段的无序发展，企业管理者开始意识到需要对计算机信息系统的扩展进行控制，并着手从整体上进行组织和管理，以解决数据共享问题。
- 这一阶段信息系统建设更加务实，采用数据库技术，实现了一定程度上的网络化，但仍然存在信息孤岛、系统分散等问题。
集成阶段：
- 企业开始对信息系统进行重新规划和设计，努力统一数据库，消除系统间的壁垒，使不同部门的信息系统能够实现数据共享和集成。
- 这一阶段信息系统建设开始由分散走向集中，预算费用迅速增长，集成系统更不稳定，但提升了资源利用率。
数据管理阶段：
- 到了这个阶段，企业已经认识到信息资源的重要性，信息化建设重点关注数据管理和利用。
- 企业选定统一数据库平台和信息管理平台，实现数据的集中管理和高效利用，各部门和系统之间的信息能够充分共享。
成熟阶段：
- 信息系统已经能够满足企业各个层次的需求，从事务处理到支持管理层决策，IT技术与企业管理过程紧密结合。
- 企业在此阶段能够充分利用内外部资源，提升竞争力和市场响应能力，信息系统建设达到了成熟和自我完善的程度。

总的来说，诺兰模型提供了一套理论框架，帮助理解并指导组织中信息系统的发展和管理。通过识别当前所处的阶段，组织可以明确下一步发展方向，并制定符合现阶段特征的信息化策略和措施。

生命周期

信息系统的生命周期包括产生阶段、开发阶段、运行阶段和消亡阶段。这个周期涵盖了从系统构想到最终淘汰更新的整个过程，反映了信息系统在不断变化的环境中的适应和演进过程。以下是对各个阶段的详细分析：

产生阶段
- 概念形成：根据企业经营管理的需要，提出建设信息系统的初步想法。此阶段主要识别和定义信息系统需要解决的问题或要抓住的机会。
- 需求分析：对企业信息系统的需求进行深入调研和分析，并形成需求分析报告。这个阶段的关键任务是明确系统必须完成的功能和性能指标，为后续开发工作奠定基础。
开发阶段
- 总体规划：确定信息系统的开发目标、总体架构、实施计划和技术规范。规划阶段用于指导整个信息系统的开发，优化资源配置。
- 系统分析与设计：进行业务流程分析，构建系统的逻辑模型和物理模型，包括功能模块划分、数据库设计等。这一步骤确保了系统在实现前具备逻辑合理性和可行性。
- 系统实施：购置和安装设备，编写及调试程序，培训操作人员，进行系统调试和试运行。这一阶段将设计图纸转化为实际运行的系统。
- 系统验收：经过测试和验证，确保系统满足需求，进入运行阶段。验收阶段是开发与运行的桥梁，确保交付质量。
运行阶段
- 维护：包括更正性维护（修复问题）、适应性维护（适应环境变化）、完善性维护（提升性能）和预防性维护（避免未来错误）。这些维护活动确保信息系统能够持续满足用户需求，适应变化的环境。
- 监控与评估：通过监控和评估信息系统的运行状况，及时发现并解决新出现的问题，优化系统性能。
消亡阶段
- 更新改造：信息系统可能因技术更新、需求变化等原因需要大规模更新或改造。在信息系统建设的初期就应预见到这些变更的可能性和成本。
- 废弃重建：当信息系统无法通过更新改造来满足需求时，可能面临废弃重建的情况。这个阶段意味着旧系统的生命周期结束，新系统的生命周期开始。

开发方法

信息系统开发方法包括结构化方法、原型化方法、面向对象方法和面向服务方法。这些方法各有特点和应用场景，为信息系统的开发提供了不同的途径和技术手段。以下是对这四种开发方法的详细介绍：

结构化方法
- 基本概念：结构化方法是一种传统的信息系统开发方法，由结构化分析、结构化设计和结构化程序设计三部分组成。它假设被开发的系统是结构化的，通过自顶向下逐步求精和模块化设计来实施。
- 开发过程：结构化方法将系统的生命周期划分为系统调查、系统分析、系统设计、系统实施、系统维护等阶段。每个阶段都有明确的工作内容和目标，强调文档规范化和工作阶段化。
- 优点：结构化方法的主要优点是开发目标清晰、工作阶段明确、文档规范，便于控制开发过程。这种方法特别适用于业务工作比较成熟、定型的系统，如银行、电信和商品零售等行业。
- 缺点：结构化方法也存在一些不足，如开发周期长、难以适应需求变化、很少考虑数据结构。这些问题可能导致在复杂或快速变化的项目中表现不佳。
原型化方法
- 基本概念：原型化方法是一种根据用户初步需求，利用系统开发工具快速建立一个系统模型展示给用户的方法。该方法通过与用户的不断交互，逐步细化和完善系统功能。
- 开发过程：原型化方法首先构建一个基本的系统原型，用户对这个原型进行评估和反馈，然后开发人员根据反馈进行修改和完善，循环这个过程直到满足用户需求。
- 优点：原型化方法的主要优点是开发周期短、见效快、交流方便。特别适用于用户需求模糊、结构性较差的信息系统开发。
- 缺点：原型化方法可能受到需求变更的影响，导致开发过程不稳定。同时，过于依赖用户的反馈可能使项目难以按计划进行。
面向对象方法
- 基本概念：面向对象方法认为客观世界由各种对象组成，每个对象都有自己的属性和行为。复杂系统可以通过对象之间的相互作用来构造。
- 开发过程：面向对象方法包括面向对象的分析（OOA）、面向对象的设计（OOD）和面向对象的程序设计（OOP）三个阶段。该方法强调封装、继承和多态等特性，使系统具有更好的复用性和灵活性。
- 优点：面向对象方法的主要优点是符合人们的思维习惯，有利于系统开发过程中用户与开发人员的交流沟通，缩短开发周期。同时，其信息隐蔽的特性提高了系统的可维护性。
- 缺点：面向对象方法需要一定的技术支持，且在大型项目开发中可能存在局限性。
面向服务方法
- 基本概念：面向服务方法是在接口定义与实现解耦的基础上发展起来的开发方法。它通过服务的概念，将不同构件的功能调用以接口形式暴露，提高系统的互操作性和复用性。
- 开发过程：面向服务方法强调服务的重用和组合，通过定义标准服务接口，实现不同应用系统间的通信和协作。该方法特别适合于需要高度可扩展和集成的企业级应用。
- 优点：面向服务方法的主要优点是支持快速响应需求和环境变化，提高系统可复用性和信息资源共享能力。它是当前信息化建设的重要趋势。
- 缺点：SOA方法还在发展中，许多研究和实践有待进一步深入，并且实施起来可能需要较大的初期投入。

建设原则

信息系统建设的原则包括高层管理人员介入、用户参与开发、自顶向下规划和工程化原则等。这些原则确保信息系统能够有效地支持企业的总体目标，并满足用户需求，保持系统的一致性和可靠性。以下是对各个原则的详细分析：

高层管理人员介入
- 目标一致性：高层管理人员介入信息系统建设可以确保系统与企业的战略目标一致。高层管理人员通常对企业的总体目标有清晰的认识，他们的参与有助于确定信息系统的方向和边界。
- 资源保障：高层管理人员的支持可以保证信息系统建设获得必要的资源，包括资金、人力和设备等。这种支持对于项目的顺利实施至关重要。
- 决策与指导：高层管理人员可以在项目的关键节点提供决策和指导，帮助解决项目过程中遇到的重大疑难问题。
用户参与开发
- 需求准确性：用户参与开发可以确保信息系统更好地满足实际工作需求。通过用户的直接参与，开发人员可以更准确地理解用户的需求和工作流程。
- 减少后期修改：用户在开发过程中的参与可以减少系统交付后的修改量，提高系统的可用性和用户满意度。这避免了因需求不明确而导致的反复调整。
- 全过程参与：用户应参与信息系统开发的全部过程，从概念规划到设计、实施和运行，这样能够确保系统始终符合用户的实际需要。
自顶向下规划
- 信息一致性：自顶向下规划有助于保持信息系统内部的一致性，避免信息孤岛和数据不一致的问题。这种方法强调从整体架构出发，逐步细化到具体模块。
- 分阶段实施：采用自顶向下规划的信息系统可以分阶段实施，每一阶段都在总体规划的指导下进行，确保各子系统之间的协调和整合。
- 灵活性和创新性：虽然强调总体一致性，但自顶向下规划并不抑制细节设计的创新性。相反，它鼓励在总体规划框架下进行灵活和创新的子系统设计。
工程化原则
- 系统可靠性：工程化原则要求信息系统建设采用科学的方法，确保系统的可靠性和可维护性。这包括标准化的设计、编码和测试流程。
- 项目管理：工程化原则强调项目管理的重要性，通过明确的里程碑、预算控制和质量管理来确保信息系统按时按质完成。
- 技术文档规范：规范化的技术文档是工程化方法的重要组成部分，有助于系统的后期维护和升级。
其他原则
- 创新性：信息系统建设应不断引入新技术和新理念，保持系统的先进性和竞争力。
- 整体性：整体性原则强调信息系统是一个有机整体，各部分应相互协调，共同实现系统的整体功能。
- 发展性：发展性原则指出信息系统应具备良好的扩展性，能够适应未来业务变化和增长需求。
- 经济性：经济性原则强调信息系统的投入产出比，确保系统建设成本在合理范围内，并能够带来实际的经济效益。