第1章 信息系统基本知识 信息系统概述 信息系统类型 职能信息系统

1.1信息系统概述 1.1.1信息系统的概念 1．认识一个信息系统：高校教务信息系统 教务系统是高校进行教学活动管理的信息系统。它将教学计划、课程、学生、教师等有关信息采用数据库进行集中存储，通过基于网络的应用程序为教师、学生、教务员等用户提供信息服务。

基于Internet的浏览器/服务器架构（Browser/Server，简称B/S）。 教务信息系统的系统结构 基于Internet的浏览器/服务器架构（Browser/Server，简称B/S）。 在学校网络信息中心建立数据库服务器用来存储和管理数据，建立Web服务器发布Web应用程序，用户在能够接入Internet的计算机上使用Web浏览器就可以访问Web网站，使用系统提供的各种管理和服务功能。 图1.1 教务信息系统的系统结构

系统包括三个功能模块，各类用户登录系统后使用相关功能： （a）学生模块 支持课程信息查询、选课和退课、成绩查询等功能； （b）教师模块 支持打印班级名册、录入考试成绩、成绩分析等功能； （c）教务员模块 支持对课程、教师、班级、学生的基本信息维护，生成专业名册、班级名册，优秀生选拔等功能。

学生模块：支持课程信息查询、选课和退课、成绩查询等功能。

教师模块：支持打印班级名册、录入考试成绩、成绩分析等功能。

教务员模块：支持对课程、教师、班级、学生的基本信息维护，生成专业名册、班级名册，优秀生选拔等功能。

在教务系统中，核心要素是信息资源，它存储在数据库中，通过计算机硬件、网络和软件提供各种信息服务，支持由各类用户参与的以信息为中心的教学管理活动。

2．信息系统的概念 系统：从控制论的观点看，系统是一些部件为了某种目标而有机地结合的一个整体。 信息系统：是一个以人为主导，利用计算机硬件、软件、网络通信设备以及其他办公设备，进行信息的收集、传输、处理、存储和利用，以达到特定目标的人机系统。

系统支持的信息活动 系统的 信息资源 组成部分 系统的组成 信息系统 基本涵义 处理对象 功能应用

1.1.2信息和信息资源 数据和信息 数据 反映客观事物的性质、属性及其相互关系的一种表示形式。（字母、数字、图像、声音等）。 数据的形式并不能完全表达其内容，必须经过相应的语义解释。 数据经过加工和处理，能够为人所用时，数据成为了信息。 信息 包含于数据之中的内容和含义，是一个相对抽象的概念。 信息是经过加工后的数据，具有特定的意义，它对接收者的决策或行为具有现实或潜在的价值。 数据是记录信息的符号载体，信息则是数据语义的内涵表示。

信息系统是将对某种应用需求有意义的信息以数据形式进行描述、组织和利用的一种信息利用手段。因此，在一些对信息系统的描述中，数据和信息两个概念常被赋予相同含义，从存储和处理的角度看，它是数据；从管理和利用的角度看，它是信息。

2．信息的特性 依附性 动态性 普遍性 可加工性 共享性 可传递性 时效性 ① 普遍性。各种各样的事物存在于自然界、人类社会和思维领域并且不断变化，在信息社会的今天可以说事事有信息，时时有信息，处处有信息。 ② 动态性。客观事物总是在不停地运动和变化，而信息存在于客观事物的运动和变化中，信息的内容和数量不断变化。 ③ 依附性。信息依附性又称为信息的寄载性，即信息必须依附在一定的实物上，如依附在声波、纸张、电磁波、磁性材料等物质上。 ④ 可传递性。信息的传递性也称为转移性，即信息可以在空间上从一个地点转移到另一地点，或者在时间上从某一时刻保存到另一时刻。信息可以通过多种渠道（政府、组织、团体、朋友等），并采用多种方式（报纸、电台、电视、网络等）进行传递。 ⑤ 可共享性。信息可以在相同或不同的时间、地点，为多个使用者所获取、占有和使用，并且不会因被分享而减少。 ⑥ 可加工性。加工性也称为变换性，即信息可以变换描述形式，并在信息加工过程中保持或增加一定的信息量。 ⑦ 时效性。信息的时效性是指信息在一定的时间内是有价值的，应该出现在需要它们的时刻，过时的信息可能会失去价值。

3．信息的价值 信息的价值根本体现在对应用需求有用。 要注意: 信息的准确性和时效性也是保证信息有价值的基本要素。 信息的价值不能简单依据数据量多少计算，过滥或冗余的信息会降低信息的价值。

4．信息资源和信息资源管理 信息资源意识是发展信息化的基础 信息资源概念 狭义地讲，信息资源就是指信息本身，是人类社会经济活动中经过加工处理后的有序化信息的集合，如教务信息、科学技术信息、市场信息、金融信息等。 广义地看，信息资源不仅包含信息本身，它包括信息源、信息服务和信息系统。 信息搜集和信息系统的目的。与组织中的人员的信息服务需求相关。 信息资源本身和信息来源或信息渠道。信息源与实际的管理对象和任务有关。 按照信息服务的要求，利用信息技术将信息资源进行处理的方法和工具。与组织采用的计算机和信息技术有关。

信息资源管理 信息源、信息系统和信息服务构成了信息资源管理的总体。 对于组织而言，信息源与实际的管理对象和任务相关，信息系统与组织采用的信息技术相关，信息服务与组织中的人员的信息服务需求相关。 信息资源管理就是以最有效的模式管理、利用一个组织的信息资源的各种要素，以支持一个组织能正确、高效地进行管理和决策。

1.1.3 信息系统的组成 信息系统融合了信息、技术和人来满足信息服务需求。因此，它不只是一个单纯的技术系统，而是一个人机系统，可以分为技术组成部分和社会组成部分。

系统工作的基本硬件和软件环境，主要包括： 硬件设备 、系统软件及开发环境 、数据库 、模型库和算法库 、信息系统应用软件 、信息系统文档 。 1．信息系统的技术组成部分 系统工作的基本硬件和软件环境，主要包括： 硬件设备 、系统软件及开发环境 、数据库 、模型库和算法库 、信息系统应用软件 、信息系统文档 。 2．信息系统的社会组成部分 信息系统开发和使用过程中的组织或人员，主要包括： 组织、最终用户；系统开发者；系统管理者。 由于信息系统是一个复杂的人机系统，系统设计者不应该期望机器全权处理一 切问题，而是要合理地分析什么工作交给机器做，什么工作由人做比较合适， 人和机器如何联系等等，建设人与机器的和谐应用环境。

1.1.4 信息系统的功能 信息采集 信息处理 信息输出 信息系统支持的主要信息活动 信息存储 信息传输 信息管理 信息反馈

1.1.5信息系统的作用 随着信息技术的发展，信息系统不只是辅助业务活动一种技术系统，它还是一种管理理念和竞争战略，是现代企业和组织机构不可或缺的组成部分。信息系统对组织机构的主要影响表现在： （1）提高办事效率，获取竞争优势 （2）提高组织机构的管理水平，提高文化氛围 （3）信息资源共享，提高决策的科学性

1.2 信息系统的类型 从层次化管理的角度看，一个组织一般涉及三个管理层次：业务层、管理层和决策层，各层次人员面临着不同的管理问题，有不同的信息系统需求，需要不同的信息系统类型提供信息管理和服务支持。

（1）业务层 业务层人员主要负责组织日常的业务处理工作，工作流程明确，单调重复。该层需要信息系统支持业务处理，替代繁琐的手工重复劳动，提高业务处理效率和准确性。 例如：教务系统中教师成绩登记、学生选课、教务员排课等功能；其他如工资发放、车票订购、档案调阅、超市收银等功能。

（2）管理层 管理层人员负责计划、管理和调控组织的业务活动，从而实现组织的短期战略目标。该层要求信息系统结合管理学理论来辅助业务管理，为管理行为提供信息依据和管理方法。例如： 教务系统中的管理人员通过汇总课程开设和选修情况、教师工作量、教室利用情况等了解教学管理活动中的资源需求和利用情况，以改进教学安排或扩充教学资源； 企业内的供应计划管理系统，及时平衡人力、设备、资金、材料等资源条件以获得较好的生产效益。

（3）决策层 决策层人员负责制定组织的面向中长期的总体发展规划和战略；该层要求信息系统根据历史业务处理信息，得到分析汇总结果或进行趋势预测，从而辅助决策。 例如： 教务系统中对优培班政策的实施效果评价；对延迟毕业学生学习状态进行分析，以便了解关键因素，确定改进教学组织方法等； 超市货品的摆放对顾客购买率的影响； 利率的变化对新建工厂的投资影响等。

1.2.1事务处理系统 支持业务层活动的信息系统类型是联机事务处理（OnLine Transaction Processing，OLTP）。 事务是完成某一特定业务的一个程序逻辑单元，执行完成后可以保证数据的完整性。 1．事务处理系统的结构 OLTP系统结构简单，一般由数据库和业务处理程序构成。

（1）数据库 数据库是目前信息系统的基本数据组织方式。数据库是存储在计算机中的有结构的、大量的、共享的数据集合。 数据库可以实现对数据资源的统一规划和集中管理，它将经过抽象的业务信息以周密的数据结构描述并集中成为资源，数据冗余少，并通过事务逻辑保证数据的完整性、安全性，支持多用户并发访问。因为集中管理，使应用程序与数据独立，不受存储格式的影响。

（2）业务处理程序 业务处理程序完成数据库的访问和数据处理，实现数据的采集、存储、检索、加工、变换和传输。 OLTP系统的信息结构化强，处理步骤比较固定，应用流程明确。业务处理一般包括以下五个阶段： 数据输入、数据库查询、数据处理、数据库更新、结果输出或报表生成。

2．事务处理系统的特点 OLTP系统是辅助完成组织机构业务活动的基础信息系统，一般用于专门性业务，帮助用户减轻处理原始数据的负担，实现日常业务活动的自动化，以提高工作效率和服务质量。 例如：教务系统中的学生选课子系统；成绩登记子系统；航空公司的订票系统；银行的存取款系统；宾馆的客房预定与结算系统。 由于OLTP系统支持组织机构的日常业务处理，要求系统具有较高的可靠性、一定的实时性、保证数据完整性。OLTP系统一旦出现故障，就有可能导致组织机构无法正常运作。

1.2.2分析处理系统 支持管理层活动的信息系统类型是联机分析处理（OnLine Analytical Processing，OLAP）。 OLAP通过对预先存在的历史数据进行分析来辅助管理和决策。 1．分析处理系统的结构 OLAP系统一般由数据源、数据仓库、OLAP服务器和前端工具构成。

（1）数据仓库 数据仓库是整个OLAP系统的核心。数据仓库是面向主题的、集成的、稳定的、反映历史变化的数据集合，用以支持管理决策。 数据仓库是一种只读的、用于分析的数据库，它的数据来源可以是多个事务型数据库，也可以是文件。 它从大量的历史数据中抽取面向主题决策分析需要的数据，并将其清理、转换为新的存储格式，其突出特点是对海量数据的支持和满足决策分析需要。数据仓库按照数据的覆盖范围可以分为企业级数据仓库和部门级数据仓库（通常称为数据集市）。

（2）数据源 数据仓库的数据来源，可以是多个事务型数据库，也可以是各类数据文件。 （3）OLAP服务器 OLAP服务器对分析需要的数据进行有效集成，按多维模型予以组织，以便进行多角度、多层次的分析，并发现趋势。 （4）前端工具 前端工具主要包括各种报表工具、查询工具、数据分析工具、数据挖掘工具以及各种基于数据仓库的应用开发工具。其中数据分析工具主要针对OLAP服务器，报表工具、数据挖掘工具主要针对数据仓库。

2．分析处理系统的特点 OLAP系统通过多维的方式对历史数据进行查询、分析和生成报表，支持复杂的分析操作，并且提供直观易懂的查询结果。 它主要是进行大量的查询操作，对时间的要求不太严格，主要应用在决策支持方面。例如： 银行信用卡风险的分析与预测； 公司市场营销情况分析； 客户的消费模式分析等。

1.2.3知识处理系统 为决策层提供决策支持服务的信息系统主要是知识处理系统。 知识处理就是帮助组织在信息系统中发现、组织、分配和运用知识。 知识处理系统的主要技术是数据挖掘，它关注探索性的数据分析，发现未知的信息关系或模式。 数据挖掘(Data Mining，DM)又称为知识发现，是从存放在数据库、数据仓库或其他信息库中的大量的数据中获取隐含的、未知的、但又具有潜在应用价值的信息和知识的过程。

1．知识处理系统的结构 数据挖掘系统包括以下三个阶段的工作：数据准备、数据挖掘、结果表达和解释。

数据准备： 将从各种数据源获得的数据进行清理、选择和集成后放入数据库或数据仓库，将专家提供的知识和规数据挖则存放到知识库。 数据挖掘： 挖掘引擎通过一定的分析算法并使用知识库中的规则对数据进行分析，发现数据间潜在的相关性、趋势或模式。 结果表达和解释： 系统对分析结果评估后以一定的文字、图、表等形式进行表达，用户进一步对结果进行解释，形成有用的知识。

数据挖掘的主要分析方法有： ① 分类。首先从数据中选出已经分好类的训练集，在该训练集上运用数据挖掘分类的技术，建立分类模型，然后按照固定分类对没有分类的数据进行分类。例如对信用卡申请者分类为低、中、高风险。 ② 估计。估计一个连续分布的量值。 例如根据购买模式，估计一个家庭的孩子个数 ，估计家庭的收入。 ③ 预测。一般通过分类或估值得出模型，然后用于对未知变量的预测。例如航空公司通过分析客流、燃油等变化趋势，对不同航线制定精细的销售策略。 ④ 关联。发现一个事件导致另一个事件的相关性，确定哪些事情将一起发生。例如超市中客户在购买商品A的同时，经常会购买商品B，或在购买A后，隔一段时间会购买B。 ⑤ 聚类。聚类是对相似的数据进行分组。聚类和分类的区别是它不依赖于预先定义好的类，不需要训练集。例如一些特定症状的聚集可能预示了一个特定的疾病；对用户手机上网的行为进行聚类分析，通过客户分群，进行精确营销。

2．知识处理系统的特点 数据挖掘基于数据库与数据仓库、人工智能、数理统计、可视化、并行计算等技术的支持，扩充了OLAP并达到策略管理能力， 提供预测性而不是回顾性的模型，获得隐藏的和意外的知识，对决策产生价值。 知识处理系统的使用效果直接与数据挖掘分析方法的使用、领域知识库的构建相关。

1.3 职能信息系统 不同类型的组织机构，其职能的划分或管理内容都有很大的差别，需要建设与之相应的职能信息系统。 下面介绍几个职能信息系统使之对信息系统及其应用有更多的认识。

1.3.1企业ERP系统 ERP （Enterprises Resources Planning）是整合企业管理理念、业务流程、基础数据、制造资源、计算机硬件和软件于一体的企业资源管理系统。 企业资源包括企业的“三流”资源，即物流、资金流和信息流。 ERP系统的主要业务系统包括：销售管理、生产管理、库存管理、采购管理、供应链管理、客户关系管理、人力资源管理、财务管理。

数据在各业务系统之间高度共享，所有源数据只需在某一个系统中输入一次，保证了数据的一致性。由于对企业内部业务流程和管理过程进行优化，主要的业务流程实现了自动化。基于网络的分布式体系结构，使用户在能入网的地方都可以方便地接入到系统中来。 ERP体现现代企业管理思想： 对整个企业供应链实施管理，有效地安排企业的产、供、销活动，使它们密切协作形成竞争优势； 体现精益生产和敏捷制造的思想，通过不断降低成本、提高质量、增强生产灵活性、实现无废品和零库存等手段保障企业的竞争优势； 通过快速组织一个特定的供应商和销售渠道来形成“虚拟工厂”实现敏捷制造抢先占有市场； 体现了事先计划与事中控制的思想。

2．金融信息系统 金融业是信息密集型行业，是最早应用信息系统的行业之一。各大金融机构都已利用先进的计算机手段实现了综合业务系统。 例如： 城市间的资金汇划、消费结算、储蓄存取款、信用卡交易的电子化、电话银行、网络银行、许多银行开通了环球银行间的财务通信系统，与海外银行建立了代理行关系。

自助银行是一种由金融机构提供给客户自行操作的无人值守的营业网点。 自助设备可以包括：自动柜员机ATM（Automatic Teller Machine）、自动存款机、自动补登机、多媒体查询机、客户信息打印机、夜间金库、IC圈存机、安全监控系统、外币兑换机等。

系统工作过程如下： 1）自助设备接受用户请求，形成各种交易数据包并发往业务主机 2）业务主机访问数据库并完成交易，如果交易成功，则数据库中相应的数据信息进行更改；如果交易失败，则返回错误信息，数据库不做任何修改。 3）每一笔交易要同时记入自助设备的交易数据表，设备运行情况数据记入设备运行情况数据表，以供监控主机查询。 4）银行业务主机返回的代码发送给自助设备，自助设备据此完成最后交易。 监控主机监控各类交易和自助设备的运行情况和密钥的改变，保证交易安全，并可根据交易情况分析评估各自助银行的运营效益。

1.3.3电子商务系统 电子商务系统是指在Internet开放的网络环境下，支持买卖双方在不谋面的情况下进行各种商贸活动，实现消费者的网上购物、商户之间的网上交易和在线电子支付以及各种商务活动、交易活动、金融活动和相关的综合服务活动的一种的信息系统。 。 它不同于一般组织内部的信息系统，往往涉及消费者、商家、银行、物流、认证中心等多家单位，系统的安全性要求高，系统功能复杂。 按交易对象分类 BtoB（Business to Business）、BtoC（Business to Customer）、CtoC（Customer to Customer） 系统构成 网站系统、电子支付系统、客户关系管理系统（CRM）、物流信息系统

例：淘宝网业务跨越C2C和B2C

1.3.4电子政务系统 电子政务是指政府机构在其管理和服务职能中运用现代信息技术，实现政府组织结构和工作流程的重组优化，超越时间、空间和部门分隔的制约，建成一个精简、高效、廉洁、公平的政府运作模式。 我国电子政务系统采用“三网一库”体系。“外网”、“内网”和“专网”，以及建立在该三网平台上进行交互共享的政府业务信息资源数据库。 “外网”是公众信息网，与Internet相连，其上运行的系统面向公众提供信息发布和应用服务； “内网”是指政府部门内部的各类关键业务管理信息系统及核心数据应用系统，也包括办公自动化系统。 “专网”是政府部门内部以及部门之间的网络，其信息系统主要支持各类公文、一般涉密数据及政务部门之间的数据交换； 各层网络之间有隔离措施，以确保数据安全。

我国电子政务系统总体结构图

办公自动化系统（OAS，Office Automation System） 电子政务系统应用 我国电子政务重点实施了“金字”工程，目的是建设各行业的信息系统，实现电子化政府。 金税工程、金财工程、金贸工程、金关工程、金审工程、金卡工程、金农工程、金水工程、金盾工程、金桥工程、金旅工程、金智工程和金卫工程。 办公自动化系统（OAS，Office Automation System） 是电子政务的重要组成部分，也是各组织信息化的基本系统，功能主要包括办公文字处理、办公信息管理和数据处理、工作流管理等。

1.3.5地理信息系统 地理信息系统（Geographic Information System, 简称GIS）通过把其他属性数据显示在地图上，并进行编辑、处理、分析、输出和应用等操作，以分析和处理在一定地理区域内分布的各种现象和过程，解决复杂的规划、决策和管理问题。 GIS以地理空间数据为操作对象是GIS与其它信息系统的根本区别。 GIS采用高度抽象的方法将空间地物或现象抽象成几种基本类型——点、线、面和复合对象，空间、地物间的位置关系采用空间拓扑关系来描述。

GIS应用 支持高效管理各种空间相关的资源:矿产资源、旅游资源、污染源、自来水设施等 提供辅助决策：疾病、林火等突发事件的检测和预警、企业选址、房地产管理等 提供和获得与空间位置相关的服务：位置查询、监控和导航等。 协助自动化制作地图。 例如： 百度的交通路线查询

课后作业 调研你身边的一个信息系统，分析其主要功能、用途、系统类型等。