信息系统技术

第7章信息系统技术第7章信息系统技术信息系统技术是在信息系统开发与应用中所使用的各种技术的总称。其主要内容包括计算机技术、网络通信技术、程序设计技术和数据库技术等。此外还有一些间接技术，如数据采集技术、计算机控制技术、离散事件系统仿真技术，以及商业智能与数据挖掘和地理信息系统等，它们虽不属于信息系统的核心支撑技术，也并非所有信息系统都要用到，但是实践表明，绝大多数信息系统，都会或多或少地使用其中的某一项或某几项技术，并且在某些特定范围内，对信息系统的成功与否起着关键的作用。第7章信息系统技术7.1系统与信息系统的概念7.2数据库与数据仓库技术、知识库与知识仓库技术7.3信息系统的开发工具7.4从电子数据处理系统到决策支持系统的发展过程7.5信息系统的体系结构与应用模式7.6信息系统的开发过程及开发技术简介7.1系统与信息系统的概念系统的概念“系统(System)”一词是目前现代科学的一切领域都离不开的概念，但其含义到底是什么，至今还没有一个统一的定义。通常认为：系统是由一些存在密切联系的部件组成的，为达到某种目的而相互作用的有机整体。系统的分类按照组成系统要素的性质来划分，现实世界中的系统可以分为以下三种：(1)自然系统；(2)人工系统；(3)复合系统。系统的特征从各种各样具体的系统中可以抽象出来系统的共性，这就是系统的特征。一般地，系统都具有如下特征：(1)目的性；(2)相关性；(3)层次性；(4)整体性。信息系统的概念信息系统是与信息的加工、传递、存贮以及利用等有关的系统，它是一个人造系统。人类自从进入文明社会以来就一直从事着信息处理工作，通过手工方法和技术，利用纸笔等工具进行信息的传递和交流。亦即信息系统可以不涉及计算机等现代技术，甚至可以是纯人工的。但计算机与网络通信技术的发展，使信息系统的处理能力得到了很大提高。现代信息系统是由计算机硬件、网络和通讯设备、计算机软件、信息资源、信息用户和规章制度组成的，是以处理信息流为目的的人机一体化系统。1.信息系统的基本功能(1)输入功能；(2)存储功能；(3)处理功能；(4)输出功能；(5)控制功能。2.信息系统的层次在不同的组织里，甚至同一个组织的不同群体里，由于人们的利益、专业和需求层次不相，因此存在着为满足人们不同需要而设计的不同类型的信息系统，这些信息系统相互交叉和集成，共同支持整个组织的完全信息管理。信息系统按组织层次和功能可划分为以下几种：(1)业务处理层系统；(2)管理控制层系统(3)战略计划层系统7.2数据库与数据仓库技术、知识库与知识仓库技术信息系统在运行过程中会产生大量的数据，系统必须将其有效地保存起来并进行加工处理，以便从中抽取有用的信息。因此信息系统的一个重要的功能就是数据和信息的存储，同时还需要借助先进的数据处理技术，以发掘出数据的价值。数据的存储和处理要求具有安全性、保密性、可共享性、可使用性和可维护性，随着信息系统数据量的激增，现代信息系统必须使用计算机来完成数据处理。调查显示，绝大多数现代信息系统使用了数据库和数据仓库来存储信息系统的数据，而随着知识经济时代的到来和知识管理系统的出现，知识库和知识仓库也受到人们的重视并得到广泛应用。1.数据库技术数据库技术是计算机技术中发展最快的领域之一，也是应用最广的技术之一，它是信息系统的核心技术和重要基础。数据库，顾名思义，是存放数据的仓库，但严格地讲，数据库是长期存储在计算机内、有组织、可共享的大量数据的集合。1.数据库系统的特点(1)数据结构化(2)数据共享性好，冗余度低(3)数据独立性高(4)数据由数据库管理系统（DBMS）统一管理和控制2.分布式数据库系统分布式数据库系统（DistributedDatabaseSystem）是在传统集中式数据库系统成熟技术的基础上发展起来的，是计算机技术和网络技术相互渗透和有机结合的产物，具有以下特点：(1)数据独立性；(2)集中与自治相结合的控制结构；(3)适当增加数据冗余度；(4)全局的一致性、可串行性和可恢复性20世纪70年代出现的第二代数据库——关系数据库，发展成为当今最为流行的商用数据库系统。数据库技术与计算机网络通信技术、人工智能技术、面向对象程序设计技术等技术互相渗透与结合，成为当前数据库技术发展的主要特征。随着数据库技术的广泛应用，数据库也在朝着大型化和微型化的两极发展。2.数据仓库技术数据仓库概念是由W.H.Inmon在《BuildingtheDataWarehouse》一书中提出的。通过对比操作型数据和分析型数据，认为数据仓库是一个面向主题的(SubjectOriented)、集成的(Integrate)、相对稳定的(Non-Volatile)、不同时间的(TimeVariant)的数据集合，用于支持经营管理中的决策制定过程。数据仓库的建立，就是为了充分利用已有的数据资源，将数据转换为信息，并从中挖掘出知识，提炼成智慧，最终创造出效益。1.数据仓库的特征(1)面向主题；(2)集成的；(3)稳定的；(4)随时间变化的2.数据仓库的组成(1)数据抽取工具。数据抽取工具又叫ETL(ExtractTransformLoad)工具，它把数据从各式各样的数据存储中抽取出来，并按一定规则进行必要的清洗、转换，再加载到数据仓库内。(2)数据仓库数据库。数据仓库数据库是整个数据仓库环境的核心，它负责数据的存储管理和数据存取，同时为数据仓库访问工具提供检索接口。(3)元数据。元数据是描述数据仓库内数据的结构和建立方法的数据。可将其按用途的不同分为两类，技术元数据和商业元数据。(4)数据仓库访问工具。数据仓库访问工具为用户提供了强大的数据仓库访问手段，包括查询和报表工具、联机分析处理（OLAP）工具、数据挖掘工具、应用开发工具和经理信息系统（EIS）等。3.主流数据仓库产品介绍包含了业界领先的数据库平台、开发工具和应用系统，能够提供一系列的数据仓库工具集和服务，具有多用户数据仓库管理能力，较强的与OLAP工具的交互能力，及快速和便捷的数据移动机制等特性。结合了DB2数据服务器的长处和IBM的商业智能基础设施，集成了用于仓库管理、数据转换、数据挖掘以及OLAP分析和报告的核心组件。Microsoft在SQLServer2005中整合了数据仓库方面的功能，从此正式进入数据仓库管理系统的主流市场，发展势头非常迅猛。于2009年发布了新型数据仓库参考体系结构——SQLServerFastTrack数据仓库Oracle数据仓库解决方案IBM数据仓库解决方案Microsoft数据仓库解决方案3.知识库技术21世纪是知识经济时代，知识已成为最主要的财富来源，组织的发展将更多地依赖于其所拥有的无形知识资产。管理学者彼得·德鲁克(PeterF.Drucker)早在一九六五年即预言：“知识将取代土地、劳动、资本与机器设备，成为最重要的生产因素”。据IDC在1999年的调查显示，企业通过知识管理增加利润收入67%，改善满意度54%，开发新产品与服务35%。知识与知识员工成为组织管理的新内容，组织的信息管理不可避免的需要将知识纳入管理范畴，形成知识管理（KnowledgeManagement,KM），信息管理的内容也就从数据、信息提高到知识层次。1.知识库及其特点知识库(KnowledgeBase)是知识工程中的一种结构化、易操作、易利用、全面、有组织的知识集群，是针对某一(或某些)领域问题求解的需要，采用某种(或若干)知识表示方式在计算机存储器中存储、组织、管理和使用的互相联系的知识单元集合。特点：(1)知识库中的知识根据其应用领域特征、背景特征（获取时的背景信息）、使用特征、属性特征等被转换成便于利用的、有结构的组织形式。(2)知识库的知识是有层次的。(3)知识库中可有一种不只属于某一层次(或者说在任一层次都存在)的特殊形式的知识——可信度(或称信任度，置信测度等)。(4)知识库中还可存在一个通常被称为典型方法库的特殊部分。2.知识库的作用(1)使信息和知识有序化是知识库对组织的首要贡献(2)加快知识和信息的流动，有利于知识共享、交流和创新。(3)帮助企业实现对客户知识的有效管理4.知识仓库技术知识仓库（KnowledgeWarehouse）起初来源于数据仓库，是以多行业、多类别数据仓库组成的一个集合。它涉及多行业、多层次的单位，在形式上包括文字、影像、图形等以多媒体形式的信息，也包括以某种理论、假想算法，推论存在等抽象的知识。它是一个较庞大的知识综合体，大到可以指导一个国家(如各国的智库)乃至一个世界发展的方向，小到可以指导一个企业的发展策略或影响个人的发展前途。知识仓库不等同于知识管理系统，二者在目标和范围都存在差异。知识仓库也不同于知识库，它包含了知识库，不仅含有组织的知识存储，还含有这些知识产生、应用的相关背景和参考经验。知识仓库的功能(1)知识获取功能；(2)知识导入功能；(3)知识的分类存贮和检索功能；(4)知识维护功能；(5)知识推送功能7.3信息系统的开发工具信息系统的开发工具是在信息系统建设的整个过程中使用的各类工具的总称。随着信息系统功能的强大，信息系统的开发过程变得十分复杂，为了满足现代信息系统开发中质量高、速度快和规范化的要求，各种开发工具应运而生并且迅速发展。信息系统开发工具是信息系统技术的代表，它通过自动化、标准化工具帮助开发人员按照需求高效、正确地生成合乎规范的产品。它们有的使用于系统开发的某个阶段，有的则在整个开发过程中发挥作用。简单的开发辅助工具CASE工具集成化软件开发环境1.信息系统开发工具的发展历程信息系统的开发辅助工具是指一些通用的处理软件，如字处理软件、图形编辑软件和简单的编程工具等。计算机辅助软件工程可以加快开发速度，提高应用软件生产率并保证应用软件的可靠品质。将支持计算机系统软件、工具集、信息库、网络管理、人员与场地设施等全部开发资源进行有效灵活的集成。2.几种常用的信息系统开发工具(1)J2EE模型(2)WEB开发工具(3)EJB开发工具(4)应用程序服务器的连接器(5)J2EE项目部署服务(6)数据库服务(1)极具人性化的界面(2)强大的数据库管理功能(3)自动完成和方便的查错、调试功能(4)大量的组件(1)系统功能模型设计模块(2)系统数据模型设计模块(3)应用原型快速生成模块(4)团队开发模块J2EE和MyEclipsePowerDesignerVisualStudio7.4从电子数据处理系统到决策支持系统的发展过程信息管理学思想和信息系统技术的发展共同促进了组织信息系统的进步。它们不但改变了信息系统的功能和目标，还改变着组织的业务模式和经营管理模式。以信息系统技术特别是网络通信技术为标准，对信息系统划分为如下四个发展阶段。(1)电子数据处理(2)管理信息系统(3)决策支持系统(4)战略用户支持系统1.电子数据处理1954年，美国通用电器公司首先使用计算机进行工资和成本会计核算，开始了现代信息系统发展的第一个阶段。在这一阶段(20世纪50-60年代)，信息系统主要应用于以计算机为基础的数据处理和存储，以支持管理工作中的统计计算、制表以及文字处理等事务处理过程，其目标是代替繁重的手工数据处理，提高组织运营的效率以及数据操作的准确性。这一阶段主要的典型系统有以下两种：电子数据处理系统(ElectronicDataProcessingSystems,EDPS)业务处理(TransactionProcessingSystem,TPS)2.管理信息系统20世纪60-70年代随着数据库技术的发展和分布式系统技术的出现，由中型机、小型机和终端机组成的网络被广泛应用于企业管理实践，并形成了传统结构化的管理信息系统(MIS)。这一阶段的主要目标是提高系统处理的综合性、系统性和时效性，使之能从企业全局出发，通过数据共享，发挥系统的综合能力，帮助管理者分析、计划、预测和控制企业信息。与EDPS相比，MIS在信息处理方法、手段和技术方面都有很大改进，