系统分析师-01.01信息与信息系统

2024-07-29 15:56:05   0  举报

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"系统分析师-01.01信息与信息系统"是一份详细的研究报告，着重探讨了信息与信息系统的核心概念、架构和实际应用。这份报告以简洁明了的语言和生动的实例，全面阐述了信息与信息系统的基本原理、关键技术，以及在各行各业中的实际应用。同时，报告还深入讨论了信息与信息系统对组织决策、业务运营和战略规划的重要影响，以及如何在实际工作中运用这些信息系统来提升效率和竞争力。这份研究报告适合于企业管理人员、信息技术专业人士以及对信息与信息系统感兴趣的读者。

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大纲/内容

香农认为，信息是不确定性的减少

由此可知，信息就是确定性的增加

香农不但给出了信息的定义，还给出了信息的定量描述，并确定了信息量的单位为比特(bit)

比特的信息量，在变异度为2的最简单情况下，就是能消除非此即彼的不确定性所需要的信息量

这里的“变异度”是指事物的变化状态空间为2，例如，大和小、高和低、快和慢等

香农将热力学中的“嫡”引入信息论

在热力学中，嫡是系统无序程度的度量，而信息与嫡正好相反，信息是系统有序程度的度量，表现为负嫡,

计算公式如下:H (x)=-ZP (xi) lbP -(xi)-

式中xi代表n个状态中的第i个状态，P(xi)代表出现第i个状态的概率，H(x)代表用以消除系统不确定性所需的信息量，即以比特为单位的负嫡

1．信息的特征

香农关于信息的定义揭示了信息的本质，同时，人们通过深入研究，发现信息还具有很多其他的特征，列举如下：

(1）客观性

(2)普遍性

(3)无限性

(4)动态性

(5)相对性

(6)依附性

(7)变换性

(8)传递性

(9)层次性

(10)系统性

(11)转化性

2．信息的功能

信息在人类认识世界和改造世界的过程中，与物质、能源一样，发挥着十分重要的作用

其主要功能如下：

(1)为认识世界提供依据

人们认识世界，首先要获取认识对象的有关信息，并通过对这些信息的加工获得有关知识，从而形成正确的认识

(2)为改造世界提供指导

人们认识世界的目的是改造世界，而改造世界就必须有正确的观念作指导

这些观念包括活动的计划、环境分析、结果的预测和发展变化的对策等，这些都离不开信息的指导

(3)为有序的建立提供保证

人们所有活动的目的都是使得客观世界变得更加有序

这种有序至少要包括两种情况

一是使得本来有序的客观世界得到改善，变得更加有序

二是打破原来的有序,建立一种新的有序

无论哪种情况，都需要有信息的保证

(4)为资源开发提供条件

人类社会的生存和发展要建立在资源之上，所有这些资源可分为两类，即有形资源和无形资源

有形资源包括物质和能量，物质供给材料、能量供给动力，它们是人类发展的基础

无形资源主要是信息资源，信息供给智力，是人类发展的精神力量

无论是开发有形资源还是无形资源，都需要信息

(5)为知识的生产提供材料

生产是人类生存和发展的基他和的提，既包括物质产品的生产，也包括精神产品的生产，其中知识的生产是精神产品生产的主要内容，而信息则为知识的生产提供材料

3．两个相关概念

与信息相关的概念主要有两个,分别是数据和知识

(1)信息与数据

信息是经过加工后的数据，数据是信息生成的材料，是信息的存在形式和状态，'即信息是被解释或被理解的数据

(2)信息与知识

知识是经过加工的信息

信息与信息系统

信息是一种客观事物，它与材料、能源一样,都是社会的基础资源

但是，理性认识信息却只有几十年的历史

1948年，美国科学家香农(C.E. Shannon)在对通信理论深入研究的基础上，提出了信息的概念，创立了信息理论

此后，人们对信息的研究迅速增加，形成了一个新的学科——信息论

至今，信息论已发展成为一个内涵非常丰富的学科，与控制论和系统论并称为现代科学的“三论”

计算机技术和网络技术的迅速发展和普及，更加提高了“三论”在现代科学技术中的地位

同时，信息论为计算机技术和网络技术的发展提供了方向上的指导，为信息化提供了较好的理论支撑

系统及相关理论

系统是由相互联系、相互依赖、相互作用的事物或过程组成的具有整体功能和综合行为的统一体

在日常生活中，经常使用“颁统”的概含，例知，经济领吨冲的商业剎纳舍金的系统，自然界中的冰系球和社拥系拥制

从数学角度来看，系统是一个集合，是由许多相互作用、相互依存的事物（集合元素)，为了达到某个目标组成的集合

研究系统的一般理论和方法，称为系统论

系统是系统论的主要研究对象,而要研究系统，首先应该认识系统的特性

1．系统的特性

(1)整体性

系统是一个整体，元素是为了达到一定的目的，按照一定的原则。有序地排列起来组成系统，从而产生出系统的特定功能

(2)层次性

系统是由多个元素组成的，系统和元素是相对的概念

(3)目的性

任何一个系统都有一定的目的或目标”

(4)稳定性

在外界作用下的开放系统有一定的自我稳定能力，能够在一定范围内进行自我调节，从而保持和恢复原来的有序状态，以及原有的结构和功能

(5)突变性

突变性是指系统通过失稳，从一种状态进入另一种状态的一种剧烈变化过程，它是系统质变的一种基本形式

(6)自组织性

开放系统在系统内外因素的作用下，自发组织起来，使系统从无序到有序，从低级有序到高级有序

(7)相似性

系统具有同构和同态的性质，体现在系统结构、存在方式和演化过程具有共同性

系统具有相似性,根本原因在于世界的物质统一性

(8)相关性

元素是可分的和相互联系的，组成系统的元素必须有明确的边界，可以与别的元素区分开来。另外，元素之间是相互联系的，不是哲学上所说的普逾联系那种联系，而是实实在在的、具体的联系

(9)环境适应性

系统总处在一定环境中，与环境发生相互作用

系统和环境之间总是在发生着一定的物质和能量交换

2. 系统论的任务

系统论的任务不仅在于认识系统的特点和规律，更重要的还在于利用这些特点和规律去控制、管理、改造或创造系统，使得系统的存在、发展更符合人们的需要

也就是说，研究系统的目的在于调整系统结构，协调各元素的关系，使系统达到优化目标

(1)改变人类的思维方式

系统论，连同控制论、信息论等其他科学一起，为人类认识世界提供新的思路和新的方法，从而促进各门科学的发展

(2)提供科学的理论和方法

(3)形成统一的系统科学体系

3. 系统理论

系统理论是20世纪人类取得的最伟大的科学成就之一，它为人们提供了一套崭新的科学思维方式，同时，还为人们提供了优化的工作方法和定量的数学工具"

由于研究的视角不向，研究者背景木同等原因，系统论还没有形成一个统一的理论体系，还是处在不停的演变和发展过程中，综合各种研究成果，大数包括以下8个基本原理:

(1)系统的整体性原理

系统是由多个元素组成的，而且这些元素之间按一定的方式相互联系、相互作用产生了系统的整体性。

凡系统都有整体的形态、整体的结构、整体的边界、整体的特性、整体的行为、整体的功能、整体的空间占有和时间展开

(2)系统的整体突变原理(非加和原理)

系统是由若千元素按一定方式相互联系形成的有机整体，从而产生出它的元素和元素的总和所没有的新性质

这种性质只能在系统中表现，不等于各个元素的性质和功能的简单相加

(3)系统的层次性原理

由于系统组成元素在数量和质量以及结合方式等方面存在差异，使得系纳组织在地位与作用、结构与功能上表现出等级秩序，形成具有质的差异的系统等级

(4)系统的开放性原理（开放系统）

系统总是从普遍联系的客观世界中相对地划分出来的，与外部世界有着密切的联系，既有元素与外部的直接联系，也有系统整体与外部的联系，系统具有不断与外界环境交换物质、能量、信息的性质和功能

(5)系统的目的性原理

系统与环境的相互作用，在一定范围内其发展变化不受或少受条件变化的影响，坚持表现出某种趋向预先确定的状态的特性

(6)系统环境互塑共生原理

系统对环境有两种相反的作用和输出，一种是积极的、有利的，称之为功能;另一种是消极的、不利的，称之为污染

环境对系统也有两种相反的作用和输入，一种是积极的、有利于系统发展的资源，另一种是消极的、不利于系统发展的压力

(7)系统的秩序原理

系统的形戒和发展全过程中都存在有序和无序两种形态特征，有序性是系统内部和内外之间有规则、确定的相互联系，无序性是系统纳内部和内外之间无规则、不确定的关系

(8）系统的生命周期原理(演化原理)

系统有一个从产生到发展，直至最终消亡的不断演化过程

当具备一定条件后，一个系统从内外不分到内外有别，系统在与环境相互作用过程中不断发展，最终因为内外因素的作用，导致系统发生病变、消亡

4. 信息系统

信息系统就是输入数据,通过加工处理,产生信息的系统

面向管理是信息系统的显著特点，以计算机为基础的信息系统可以定义为，结合管理理论和方法，应用信息技术解决管理问题，为管理决策提供支持的系统

管理模型、信息处理模型和系统实现条件三者的结合，产生信息系统

管理模型指系统服务对象领域的专门知识，以及分析和处理该领域问题的模型，也称为对象的处理模型

信息处理模型指系统处理信息的结构和方法

管理模型中的理论和分析方法，在信息处理模型中转化为信息获取、存储、传输、加工和使用的规则

系统实现条件指可供应用的计算机技术和通信技术、从事对象领域工作的人员，以及对这些资源的控制与融合

系统工程

从整体出发合理开发、设计、实施和运用系统科学的工程技术

极据总体协调的儒要，综给应用自然科学和社会科学中有关的思想、理论和方法，利用计算机作为工多，"对系统的结构、元素、他息和反情等进行分析，以达到最优规划、最优设计、最优管理和最优控制的目的

系统工程方法论

是指运用系统工程研究问题的一套程序化的工作方法和策略;也可以理解成为了达到预期目标，运用系统工程思想和技术解决问题的工作程序或步骤

是在综台应用运筹学、控制论、信息论、管理科学、心理学、经济学和计算机科学等有关学科的理论和方法的基础上形戒的科学思想和方法，是用于解决复杂系统问题的一套工作步骤、方法、工具和技术

在长期的发展过程中，系统工程专家在从事系统工程的研究和应用中，逐渐形成了具有各自专业特点的工作方法和步骤，它们是系统工程方法论的真正基础

霍尔(A.D. Hall的三维结构方法体系

为解决大型复杂系统的规划、组织和管理问题提供的一种统一的思想方法，将系统工程整个活动过程分为前后紧密衔接的7个阶段和7个步骤

逻辑维度

逻辑维即解决问题的逻辑过程

运用系统工程方法解决某一大型工程项目时，一般可分为问题确定、目标确定、系统综合、系统分析、方案选择、评价决策和实施计划7个步骤

问题确定步骤通过全面收集有关资料和数据，弄清问题的历史、现状及发展趋势

目标确定步骤提出解决问题所要达到的目标，制订评价方案的标准和指标，以便对方案进行评价

系统综合步骤按照问题的性质和预期目标，形成一组可供选择的系统方案。

系统分析步骤对可能入选的方案进一步说明其性质和特点，以及与整个系统的相互关系

为了对众多备选方案进行分析比较，往往要通过构造模型，将这些方案与系统的评价目标联系起来下

方案选择步骤也就是系统优化阶段，即在一定的限制条件，选择最优方案或确定方案的优劣顺序

评价决策步骤由决策者根据全面要求,最后确定一个或几个方案来试行

实施计划步骤将最后选定方案付诸实施

时间维度

时间维即是工作进程

对于一个具体的工作项目，从系统规划起一直到更新为止，全部过程可分为规划阶段、制订方案、研制阶段、生产阶段

知识维度

知识维即是专业科学知识

系统工程除了要求为完成上述各步骤、各阶段所需的某些共性知识外，还需要其他学科的知识和各种专业技术，霍尔将这些知识分为工程、医药、建筑、商业、法律、管理、社会科学和艺术等

各类系统工程,都需要使用相应的专业基础知识

霍尔三维结构方法论的韩点是强渭明确目标，认为对任何系纳的分析都必须潍足其目标的刚求，其栋心内容是模型化和最优化

霍尔认为，现尖问越都可以归结为工程间题，从而可以应用定置分析方法求得最优的系统方案

在20世纪60年代，系统工程主要用来寻求各种战术问题的最优策略，或用来组织与管理大型工程建设项目

这类项目最适合应用霍尔的三维结构方法论，因为工程项目的任务一般比较明确，问题的结构一般是清楚的，属于结构化问题·

这时可以充分运用自然科学和工程技术方面的知识和经验，有的项目甚至可以进行试验

属于这类性质的问题，都可以应用数学模型进行描述，用优化方法求出模型的最优解

切克兰德将霍尔系统工程方法论称为硬系统方法论

他认为，典全教规箭决工罂问剎的得路来们决社全会的趣和奢科学同镉，将遵到很多E础，至什么是“噪优矿”，由于A们)的立联、利)各牌，判斯价值现不愿，。很难蹿单地取得一致的糕——园。句行“和“常贮”的糟会愿靳什错了“噪代"的微启还有一些问题只有通过概念模型或意识模型的讨论和分析后，才使得人们对问题的实质有进一步的认识，经过不断碰商，再经过不断的反馈，逐步弄清问题，得出满意的可行解

切克兰德(P.B.Checkland)的软系统方法论

他认为，完全按照解决工程问题的思路来解决社会问题和软科学问题，将遇到很多困难，至于什么是“最优”，由于人们的立场、利益各异，判断价值观不同，很难单地取得一致的看法

因此，"“可行”和“满意”的概念逐渐代替了“最优”的概念

还有一些问题只有通过概念模型或意识模型的讨论和分析后,才使得人们对问题的实质有进一步的认识，经过不断磋商，再经过不断的反馈，逐步弄清问题，得出满意的可行解

切克兰德根据以上思路提出他的方法论,并称它为软系统方法论-

软系统方法论主要按照以下5个步骤来分析问题:

1.问题现状说明

说明现状的目的是为了改善现状，弄清问题本身的基本定义

⒉理清问题的关联因素

搞清楚与改善有关的各种因素及其相互关系

3 建立概念模型

运用系统的观点和系统思想描述系统活动的现状，可用结构模型或流程图来表达