信息系统工程是高校“信息管理与信息系统专业”的主导课程之一。一方面它是管理学、计算机科学与技术、运筹学等学科知识的综合运用;另一方面, 它又是电子商务、电子政务、企业信息化等应用领域的专业基础。而信息系统工程方法又是信息系统工程的重要内容, 只有在深度和广度上理解、掌握和使用信息系统工程方法, 才能教好、学好信息系统工程这门课程。
当前存在的问题是, 信息系统工程方法一般是散落在各种有关信息系统工程教材之中, 使得教师难于系统地对其理解, 从而影响了信息系统工程方法的教学。笔者尝试用系统工程思想对信息系统工程方法进行总结和分析, 以为有关教师在教授信息系统工程课程时的参考。
1 信息系统工程方法
信息系统工程已经经历了近30年的历史。在其发展的过程中, 形成了许多有效的方法, 按其来源的不同, 可分为五类, 即来源于系统工程、软件工程、应用数学、信息工程和其他学科。[5]
1.1 来源于系统工程的方法
信息系统工程是系统工程的一个分支学科, 因而, 绝大部分系统工程方法都可成为信息系统工程方法, 主要有以下五方面。
(1) 系统分析方法。系统分析方法是美国兰德公司40年代提出的一套解决复杂问题的方法。该方法已经成为信息系统工程领域的一个重要方法。在系统分析过程中的常用方法主要有:直接分析建模法、状态空间法、投入产出分析法、层次分析法和德尔菲法等。
(2) 系统仿真法。系统仿真是利用系统模型在模拟的环境和条件下对系统进行研究、分析和实验的方法, 是一种间接的研究方法。在经济管理系统中应用较多的仿真方法有:蒙特卡罗方法和系统动力学方法。
(3) 系统综合评价法。系统综合评价法是建立在系统评价的前提条件、评价原则、评价步骤, 以及评价的指标体系之上的评价方法。
(4) 霍尔的三维结构体系。1962年, 美国贝尔电话公司的工程师霍尔总结了开展系统工程研究和实践的经验, 提出了著名的三维结构方法体系。霍尔三维结构是将系统工程整个活动过程分为前后紧密衔接的七个阶段和七个步骤, 同时还考虑了为完成这些阶段和步骤所需要的各种专业知识和技能。这样, 就形成了由时间维、逻辑维和知识维所组成的三维空间结构。
(5) 软系统方法论。三维结构体系适用于解决结构性问题, 而对于因素多而且复杂的非结构性问题就遇到了困难。英国兰卡斯特大学切克兰德提出的一种系统工程方法论, 受到了系统工程学界的重视。切克兰德把霍尔系统工程方法论称为“硬系统”的方法论, 而把他的方法论, 称之为“软系统方法论”。[4]
1.2 来源于软件工程的方法
信息系统工程是在软件工程的基础上发展起来的, 因而, 大部分软件工程方法通过适当的改造, 都能成为信息系统工程方法。
(1) 结构化方法。结构化方法是由结构化系统分析和设计组成的一种信息系统开发方法。这种方法遵循系统工程原理, 按照事先设计好的程序和步骤, 使用一定的开发工具, 完成规定的文档, 在结构化和模块化的基础上进行信息系统的开发工作。
(2) 快速原型法。快速原型法是一种根据用户需求, 利用系统开发工具, 快速地建立一个系统模型展示给用户, 在此基础上与用户交流和互动, 最终实现用户需求的信息系统快速开发的方法。
(3) 面向对象方法。面向对象方法是对客观世界的一种看法, 它是把客观世界从概念上看成是一个由相互配合和协作的对象所组成的系统。该方法是采用构造模型的观点, 在系统的开发过程中, 各个步骤的共同的目标是建造一个问题域的模型。
(4) 构件方法。构件方法, 即基于构件的开发方法, 原本是一种软件开发的新方法, 它是在一定构件模型的支持下, 复用构件库中的一个或多个软件构件, 通过组合手段高效率、高质量地构造应用软件的过程。近年来, 构件方法被移植到信息系统的开发之中, 成为信息系统开发的重要方法。
(5) 敏捷开发方法。敏捷开发就是把一个大项目分为多个相互联系, 但也可独立运行的小项目, 并分别完成, 在此过程中软件一直处于可使用状态。近年来, 该方法被引入信息系统开发之中。[3]
1.3 来源于应用数学的方法
(1) 运筹学方法。运筹学是用数学方法研究系统最优化问题的学科, 是系统工程的主要基础理论之一。运筹学的内容极为丰富, 主要包括, 规划论 (包括:线性规划、非线性规划、动态规划、整数规划) 、图论、排队论、对策论、库存论等。
(2) 数学建模法。运筹学的模型都是成熟的模型, 而现实问题经常与这些模型并不一定相符, 因而需要根据实际问题建立问题的数学模型。
1.4 来源于信息工程的方法
信息工程是詹姆斯·马丁创立的一门工程学科, 它为信息系统的开发提供了工程依据。来源于信息工程的方法主要有以下三方面。
(1) 企业系统规划方法 (BSP, Business System Planning) 。该方法是最早由IBM公司于20世纪70年代研制并使用的一种企业信息系统开发的方法。它是信息工程的基础, 它的目标是提供一个信息系统规划, 用以支持企业短期的和长期的信息需求。
(2) 战略数据规划方法。该方法是詹姆斯·马丁提出的信息系统开发中极为重要的方法。该方法的要点主要有: (1) 数据环境对于信息系统至关重要; (2) 四种数据环境, 即数据文件、应用数据库、主题数据库和信息检索系统; (3) 建设主题数据库是信息系统开发的中心任务; (4) 围绕主题数据库搞好应用软件开发。
(3) 信息工程方法。信息工程方法与企业系统规划方法和战略数据规划方法是一种交叉关系, 即信息工程方法是其它两种方法的总结和提升, 而其它两种方法则是信息工程方法的基础和核心。[1~2]
1.5 来源于其他学科的方法
在信息系统工程开发和建设过程中, 还会经常用到来源于其他学科的方法。其中比较多的是来源于经济管理等学科的方法。这类方法很多, 现仅举2例。
(1) 项目管理方法。
项目管理是指“在项目活动中运用专门的知识、技能、工具和方法, 使项目能够实现或超过项目干系人的需要和期望”。项目管理方法开始主要用于军事项目的管理, 后来被引入工程建设项目。20世纪90年代以来, 它被广泛引入到信息系统工程项目。
(2) 技术经济分析方法。
技术经济分析方法主要用于投资项目的经济技术可行性分析, 已被引入信息系统工程。
2 信息系统工程方法的应用
一个信息系统, 特别是大型信息系统的开发建设是一个极为复杂的系统工程。信息系统建设的生命周期可分为四个阶段, 即:系统规划阶段、系统设计阶段、系统实施阶段和系统运行阶段。其中每个阶段都要使用若干信息系统工程方法。
2.1 信息系统规划阶段
信息系统规划阶段主要使用来源于信息工程的方法, 包括企业系统规划方法、战略数据规划方法和信息工程方法等。对于比较复杂的大型信息系统, 还可能用到来源于系统工程的方法, 例如, 霍尔的三维结构体系和软系统方法论等。
2.2 信息系统设计阶段
信息系统设计阶段一般包括两方面内容:
一是系统分析。系统分析又分为需求分析和可行性分析, 而可行性分析又包括技术可行性分析、工程可行性分析和经济可行性分析。系统分析用到的方法主要是来源于系统工程的方法, 包括, 系统分析方法、系统仿真方法、系统综合评价方法、霍尔的三维结构体系、软系统方法论等, 大型的信息系统还可能要用到技术经济分析方法。
二是系统设计。系统设计用到的方法比较多, 信息系统工程方法中的绝大部分都要用到, 重点是来源于信息工程和软件工程的方法。
2.3 系统实施阶段
系统实施阶段用到的方法一般与系统设计阶段用到的方法差不多, 但其侧重点有所不同。系统设计阶段一般是比较规范地应用, 而实施阶段则要对方法进行必要的创新、改造和变通, 甚至要对多个方法进行融合。对于大型信息系统来说, 在系统的实施阶段, 可以有时也必要按项目进行管理。
2.4 系统运行阶段
系统运行阶段最重要的工作之一是对系统进行分析评价, 并对运行中出现的问题进行整改。因此, 在系统运行阶段, 要围绕系统评价和解决问题来选用适当的方法。在解决问题时, 要分清整体和局部、管理和技术、普遍和孤立、一般和特殊等。[3]
3 关于信息系统工程方法教学的几点注意事项
笔者曾在国有特大企业做过6年多计算机培训教师和从事过4年多的软件开发。根据笔者的体会, 信息系统工程方法教学应注意以下几点。
3.1 教师要加强对方法的研究
从目前比较流行的信息系统工程教材来看, 大多是针对方法的运用, 而对方法本身的研究却很少。笔者认为, 作为信息系统工程学科的教师来说, 应当对信息系统工程方法做系统的研究, 从方法的来源、功能、适用范围和条件等不同角度做出分析。这里需要指出的是, 如何研究方法?系统工程给出了这个问题的答案, 即系统工程方法论。
所谓方法论, 就是“解决问题, 特别是大型、复杂问题的辩证程序的总体”, 也就是通过一定程序把问题和可用的技术和方法联系起来, 求得问题的解决。这里的“辩证程序”是指在一定原则的指导下, 一定要具体问题具体分析, 而不要不管环境和条件的变化, 生搬硬套。
3.2 把方法融入信息系统工程之中
当教师对信息系统工程方法做了比较深入的研究之后, 一定不要沉溺于方法而不能自拔。重要的是要跳出方法。也就是说, 在具体的教学过程中, 一定要把方法教学融入学科之中。这里要特别指出的是, 要把方法摆在适当的位置, 既不能忽视方法的重要作用, 又不能把方法强调到不适当的地步, 重要的是教给学生运用方法的方法。
3.3 培养在方法上的创新能力
目前, 我们所知道的纷繁的信息系统工程方法是人们在实践中创造、总结出来的。在方法的运用过程中, 可能有些方法由于已经不能适应新的形势和需要而被淘汰掉;也有些方法在实践中显现出某些缺陷而被改进或改造。更重要的是, 在实践中创造出更好的方法, 这就是我们所期望的创新。
因此, 在信息系统工程方法教学中, 培养学生的创新思维和创新习惯是一项重要的任务。
4 结语
信息系统工程方法教学是一个值得深入研究的课题, 本文只是做了极为初步的探讨, 其中有很多问题有待进一步研究。
摘要：本文针对信息系统工程方法比较散乱的实际状况, 运用系统工程思想, 对其进行了系统的分析和归类。在此基础上, 对于方法的应用给出了简要的提示, 并对方法的教学提出了建议。
关键词：信息系统工程,信息系统工程方法,信息系统工程方法教学
参考文献
[1] 高复先.信息资源规划—信息化建设基础工程[M].清华大学出版社, 2002:5～151.
[2] (美) 詹姆斯.马丁.战略数据规划方法学[M].清华大学出版社, 1994:1～120.
[3] 张维明, 等.信息系统工程 (第2版) [M].电子工业出版社, 2009:5～46.
[4] 杜玠, 陈庆华.系统工程方法论[M].国防科技大学出版社, 1994:1～196.
[5] 侯明亮.信息系统工程方法探析[J].价值工程, 2009 (12) .