信息系統(tǒng)工程01到05

信息系統(tǒng)工程歐陽(yáng)敏自動(dòng)化學(xué)院系統(tǒng)科學(xué)與工程系華中科技大學(xué)2015年9月<<InformationSystemsEngineering>>教師基本信息2聯(lián)系方式：

E-mail：

min.ouyang@

辦公地點(diǎn)：南一樓西308電話究方向：基礎(chǔ)設(shè)施系統(tǒng)

安全與彈性課程信息31-10周周二5-6節(jié)東九D3071-10周周五5-6節(jié)東九樓D217實(shí)驗(yàn)課4次，時(shí)間待定考試形式：平時(shí)考查、期末閉卷成績(jī)=考試成績(jī)+平時(shí)考查(認(rèn)真、反復(fù))課件郵箱：

ise20140911@126.com

密碼：kj123456主要參考書目4張維明，湯大權(quán)，葛斌，胡升澤。信息系統(tǒng)工程(第2版).電子工業(yè)出版社,2002.5.主要參考書目5吳祖玉.信息系統(tǒng)工程基礎(chǔ).人民郵電出版社，2001.96

農(nóng)民預(yù)計(jì)國(guó)會(huì)將把奶制品的價(jià)格補(bǔ)貼從百分之八十五降低到百分之七十五。減少的利潤(rùn)意味著農(nóng)民為了維持生意就必須提高生產(chǎn)率和效率。圣路易斯市的克斯洛家庭農(nóng)場(chǎng)建立了一個(gè)牧場(chǎng)主管理信息系統(tǒng)，并希望通過(guò)現(xiàn)代化手段來(lái)提高投資的利潤(rùn)率。他們的生產(chǎn)資料包括價(jià)值660,000美元的330頭牛。牧場(chǎng)主管理信息系統(tǒng)的費(fèi)用為70,000美元。但是這筆費(fèi)用很快就從調(diào)整喂牛谷物所節(jié)省的費(fèi)用中償付了。

牧場(chǎng)主的故事7該系統(tǒng)在每頭奶牛的脖子上掛一個(gè)應(yīng)答器，當(dāng)牛把頭伸到飼料槽中時(shí)，自動(dòng)記下該牛消耗的飼料量。系統(tǒng)為湯姆·克斯洛提供每頭牛的名字和號(hào)碼，湯姆在閱讀了半夜打印出來(lái)的報(bào)表之后，就能知道哪一頭牛沒有吃足所需要的飼料，然后給牛進(jìn)行“體貼入微的照料”。使用了該系統(tǒng)后牛奶的產(chǎn)量增加了，每頭牛的平均日產(chǎn)量由原來(lái)的50磅，不久就達(dá)到了過(guò)去十年中的最高出奶量，即每天140磅(近20加侖)。牧場(chǎng)主的故事8本部位于亞特蘭大的Mr．Sweeper商店是銷售真空清潔器和清潔部件、辦公室清潔設(shè)備和必需品的零售商和分銷商。過(guò)去，Mr．Sweeper的雇員需要笨手笨腳地通過(guò)一個(gè)目錄來(lái)查找其需要的部件號(hào)或價(jià)格。因?yàn)槭诸^有8000多種商品，所以工作量很大。Mr．Sweeper商店的行政部門主管BettySmith希望通過(guò)現(xiàn)代化手段來(lái)提高管理效率。Smith與當(dāng)?shù)氐囊患易稍児竞炇鹆艘环?0000美元的合同，這個(gè)合約使Mr．Sweeper商店購(gòu)買了計(jì)算機(jī)、打印機(jī)、軟件，以處理諸如控制存貨、支付帳單、收取款項(xiàng)等工作。所有需要的有關(guān)存貨和會(huì)計(jì)的數(shù)據(jù)都存于同一個(gè)數(shù)據(jù)庫(kù)內(nèi)，個(gè)人電腦通過(guò)通信線路與網(wǎng)絡(luò)相聯(lián)。Sweeper商店的故事9Smith驕傲地說(shuō)：“現(xiàn)在從一個(gè)最小的螺釘?shù)阶畲蟮臋C(jī)器都存于數(shù)據(jù)庫(kù)中了?！毙碌幕谟?jì)算機(jī)的信息系統(tǒng)幫助Smith降低了管理費(fèi)用。信息系統(tǒng)可以指出哪個(gè)產(chǎn)品庫(kù)存已經(jīng)高于標(biāo)準(zhǔn)，哪個(gè)產(chǎn)品的庫(kù)存太低了，它還能幫助計(jì)劃訂購(gòu)周期，甚至還能計(jì)算供應(yīng)商運(yùn)送所訂購(gòu)的產(chǎn)品的平均時(shí)間。Smith估計(jì)：“到下一年，公司可以將其存貨減少一半”。與此同時(shí)，銷售人員可以通過(guò)數(shù)據(jù)庫(kù)中的老訂單幫助顧客記起以前他們?cè)I過(guò)些什么產(chǎn)品。而且，機(jī)械師能查看維修歷史信息。Sweeper商店的故事故事的啟迪：采用現(xiàn)代化信息技術(shù)，提高了企業(yè)管理效率，增加了新的功能，能夠輔助管理者決策，最終提高企業(yè)利潤(rùn)。解決問題的過(guò)程是一項(xiàng)信息系統(tǒng)工程。什么是信息系統(tǒng)工程？10定義：用系統(tǒng)工程的原理、方法指導(dǎo)信息系統(tǒng)建設(shè)與管理的一門工程技術(shù)和工程管理學(xué)科。1.系統(tǒng)2.系統(tǒng)工程7.信息系統(tǒng)工程8.信息系統(tǒng)的產(chǎn)生背景9.大數(shù)據(jù)10.信息系統(tǒng)故障案例3.數(shù)據(jù)4.信息5.知識(shí)6.信息系統(tǒng)1.什么是系統(tǒng)？11錢學(xué)森認(rèn)為:系統(tǒng)是由相互作用相互依賴的若干組成部分結(jié)合而成的，具有特定功能的有機(jī)整體，而且這個(gè)有機(jī)整體又是它從屬的更大系統(tǒng)的組成部分。要有兩個(gè)或兩個(gè)以上的要素；要素之間要相互聯(lián)系、相互作用；要素之間的聯(lián)系與作用產(chǎn)生整體功能構(gòu)成系統(tǒng)必備條件定義Bertalanffy(一般系統(tǒng)論和理論生物學(xué)創(chuàng)始人):Asystemisasetofinteractingorinterdependentcomponentsforminganintegratedwhole.1.什么是系統(tǒng)？12系統(tǒng)的特性：集合性。系統(tǒng)是由許多元素有機(jī)地組成的整體。每個(gè)元素服從整體，追求全局最優(yōu)。相關(guān)性。系統(tǒng)的各個(gè)組成部分之間是互相聯(lián)系、互相制約的。目的性。任何系統(tǒng)都是有目的和目標(biāo)的。層次性。一個(gè)系統(tǒng)往往由多個(gè)部門（或部分）組成。每個(gè)部門可看作為一個(gè)小的系統(tǒng)，稱為子系統(tǒng)，子系統(tǒng)之下又可劃分為子子系統(tǒng)。系統(tǒng)具有層次結(jié)構(gòu)。環(huán)境適應(yīng)性。任何系統(tǒng)都是存在并活動(dòng)于一個(gè)特定的環(huán)境之中，與環(huán)境不斷進(jìn)行物質(zhì)、能量和信息的交換。系統(tǒng)必須適應(yīng)環(huán)境。1.什么是系統(tǒng)？13系統(tǒng)的分類(1)按物質(zhì)構(gòu)成分生物系統(tǒng):主要由動(dòng)植物及其群落構(gòu)成的系統(tǒng)。社會(huì)系統(tǒng):以人為基本單元、人在其中起主導(dǎo)作用的系統(tǒng)。(2)按形成方式:自然系統(tǒng):自然而非人力形成系統(tǒng)－天體、血液循環(huán)等。人造系統(tǒng):人為建造系統(tǒng)－生產(chǎn)系統(tǒng)/運(yùn)輸系統(tǒng)復(fù)合系統(tǒng):自然和人造相結(jié)合系統(tǒng)－農(nóng)業(yè)、水利。1.什么是系統(tǒng)？14系統(tǒng)的分類(3)按與環(huán)境聯(lián)系的方式及密切程度分：封閉系統(tǒng)、開放系統(tǒng)、相對(duì)封閉系統(tǒng)(4)狀態(tài)與時(shí)間：靜態(tài)系統(tǒng)/動(dòng)態(tài)系統(tǒng)(5)對(duì)環(huán)境變化的響應(yīng)：自適應(yīng)系統(tǒng)/非自適應(yīng)系統(tǒng)(6)研究對(duì)象：教育系統(tǒng)/管理系統(tǒng)/軍事系統(tǒng)(7)內(nèi)部結(jié)構(gòu)：開環(huán)系統(tǒng)和閉環(huán)系統(tǒng)等。(8)系統(tǒng)功能劃：工業(yè)控制系統(tǒng)、經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)、基礎(chǔ)設(shè)施系統(tǒng)等。(9)按照抽象程度將系統(tǒng)分為：概念系統(tǒng)（描述系統(tǒng)的主要特征和大致輪廓）、邏輯系統(tǒng)（脫離實(shí)現(xiàn)細(xì)節(jié)的合理系統(tǒng)）、物理系統(tǒng)（實(shí)際存在的系統(tǒng)）1.什么是系統(tǒng)？15常用系統(tǒng)模型：輸入輸出模型環(huán)境：環(huán)境是為系統(tǒng)提供輸入和輸出的場(chǎng)所，既與系統(tǒng)發(fā)生作用，但又不包括在系統(tǒng)內(nèi)的其他事物的總和.輸入/輸出：系統(tǒng)接收的物質(zhì)、能量和信息稱為系統(tǒng)的輸入；經(jīng)系統(tǒng)處理后產(chǎn)生的另一種形態(tài)的物質(zhì)、能量和信息稱為系統(tǒng)的輸出。系統(tǒng)與環(huán)境的分界線，邊界之內(nèi)是系統(tǒng)，邊界之外是環(huán)境。反饋：系統(tǒng)的輸出反過(guò)來(lái)影響系統(tǒng)輸入的現(xiàn)象，稱為反饋。沒有反饋的系統(tǒng)為開環(huán)系統(tǒng)，具有反饋的系統(tǒng)為閉環(huán)系統(tǒng)。系統(tǒng)的反饋主要是信息反饋。1.什么是系統(tǒng)？161.什么是系統(tǒng)？17

概念系統(tǒng)

邏輯系統(tǒng)

物理系統(tǒng)常用系統(tǒng)模型在：抽象層次模型概念系統(tǒng)（描述系統(tǒng)的主要特征和大致輪廓）邏輯系統(tǒng)（脫離實(shí)現(xiàn)細(xì)節(jié)的合理系統(tǒng)）物理系統(tǒng)（實(shí)際存在的系統(tǒng)）1.什么是系統(tǒng)？18

系統(tǒng)

子系統(tǒng)

子系統(tǒng)

二級(jí)子系統(tǒng)

二級(jí)子系統(tǒng)

二級(jí)子系統(tǒng)

二級(jí)子系統(tǒng)…………………常用系統(tǒng)模型：結(jié)構(gòu)層次模型1.什么是系統(tǒng)？19

過(guò)程輸入輸出系統(tǒng)邊界環(huán)境常用系統(tǒng)模型：開放系統(tǒng)模型1.什么是系統(tǒng)？20自行車系統(tǒng)---代步功能1.什么是系統(tǒng)？21鐵路系統(tǒng)---運(yùn)輸功能1.什么是系統(tǒng)？22需求層負(fù)載層拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)層物理面1.什么是系統(tǒng)？231.什么是系統(tǒng)？24需求層負(fù)載層拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)層鐵路系統(tǒng)物理面管理面1.什么是系統(tǒng)？25鐵路系統(tǒng)公路系統(tǒng)航空系統(tǒng)1.什么是系統(tǒng)？26？思考問題設(shè)想一個(gè)系統(tǒng)，分析其特性，并按照不同系統(tǒng)模型對(duì)其進(jìn)行描述。2.什么是系統(tǒng)工程？27

“系統(tǒng)工程是為了更好地達(dá)到系統(tǒng)目標(biāo)，而對(duì)系統(tǒng)的構(gòu)成要素、組織結(jié)構(gòu)、信息流動(dòng)和控制機(jī)理等進(jìn)行分析與設(shè)計(jì)的技術(shù)”（1967年，日本工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)JIS）?！跋到y(tǒng)工程是為了合理地開發(fā)、設(shè)計(jì)和運(yùn)用系統(tǒng)而采用的思想、程序、組織和方法的總稱”(1971年，日本寺野壽郎，系統(tǒng)工程學(xué)).“系統(tǒng)工程是一門把已有的學(xué)科分支中的知識(shí)有效地組合起來(lái)用以解決綜合性工程問題的技術(shù)”（1974年，大英百科全書）。系統(tǒng)工程的定義2.什么是系統(tǒng)工程？28“系統(tǒng)工程研究的是怎樣選擇工人和機(jī)器的最適宜的綜合方式，以完成特定的目標(biāo)”（1975年，美國(guó)百科全書）。

“系統(tǒng)工程是組織管理系統(tǒng)的規(guī)劃、研究、設(shè)計(jì)、制造、試驗(yàn)和使用的科學(xué)方法，是一種對(duì)所有系統(tǒng)都具有普遍意義的科學(xué)方法”（1982年，錢學(xué)森等，論系統(tǒng)工程）?！跋到y(tǒng)工程是按照系統(tǒng)科學(xué)的思想，應(yīng)用信息論、控制論、運(yùn)籌學(xué)等理論，以信息技術(shù)為工具，用現(xiàn)代工程方法去研究和管理系統(tǒng)的技術(shù)”（1984年，宋健，系統(tǒng)工程和技術(shù)革命）。系統(tǒng)工程的定義2.什么是系統(tǒng)工程？29系統(tǒng)工程的基本工作過(guò)程：霍爾三維體系結(jié)構(gòu)制定規(guī)劃制定方案研制生產(chǎn)安裝運(yùn)行更新時(shí)間維各種專業(yè)技術(shù)邏輯維知識(shí)維問題定義決策目標(biāo)確定最優(yōu)化系統(tǒng)分析系統(tǒng)綜合計(jì)劃實(shí)施時(shí)間維表示系統(tǒng)工程的工作階段或進(jìn)程邏輯維是指系統(tǒng)工程每階段工作所應(yīng)遵從的邏輯順序和工作步驟知識(shí)維的內(nèi)容表征從事系統(tǒng)工程所需要的知識(shí)（運(yùn)籌學(xué)，控制論，管理科學(xué)等），也可以反映系統(tǒng)工程的專門應(yīng)用領(lǐng)域（企業(yè)管理系統(tǒng)工程，社會(huì)經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)工程，工程系統(tǒng)工程）2.什么是系統(tǒng)工程？30制定規(guī)劃制定方案研制生產(chǎn)安裝運(yùn)行更新時(shí)間維各種專業(yè)技術(shù)邏輯維知識(shí)維問題定義決策目標(biāo)確定最優(yōu)化系統(tǒng)分析系統(tǒng)綜合計(jì)劃實(shí)施（1）規(guī)劃階段：根據(jù)總體方針和發(fā)展策略制定規(guī)劃和戰(zhàn)略（2）制定方案階段：根據(jù)規(guī)劃提出具體的計(jì)劃方案（3）研制階段：實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的研制方案，分析、制定出較為詳細(xì)而具體的生產(chǎn)計(jì)劃。（4）生產(chǎn)階段：運(yùn)籌各類資源及生產(chǎn)系統(tǒng)所需要的全部“零部件”，并提出詳細(xì)而具體的實(shí)施和“安裝”計(jì)劃（5）“安裝”或系統(tǒng)實(shí)施階段：把系統(tǒng)“安裝”好，制定出具體的運(yùn)行計(jì)劃。（6）運(yùn)行階段：系統(tǒng)投入運(yùn)行，為預(yù)期用途服務(wù)。（7）更新階段：改進(jìn)或取消舊系統(tǒng)，建立新系統(tǒng)。制定規(guī)劃制定方案研制生產(chǎn)安裝運(yùn)行更新邏輯維（1）擺明問題：同提出問題的單位對(duì)話，明確所需要解決的問題及其確切要求，全面收集和了解有關(guān)問題歷史、現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢(shì)的資料。（2）目標(biāo)明確：明確目標(biāo)并據(jù)此設(shè)計(jì)評(píng)價(jià)指標(biāo)體系。確定任務(wù)所要達(dá)到的目標(biāo)或各目標(biāo)分量，擬定評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)。在此基礎(chǔ)上，用系統(tǒng)評(píng)價(jià)等方法建立評(píng)價(jià)指標(biāo)體系、設(shè)計(jì)評(píng)價(jià)算法。（3）系統(tǒng)綜合。設(shè)計(jì)能完成預(yù)期任務(wù)的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，擬定政策、活動(dòng)、控制方案和整個(gè)系統(tǒng)的可行方案。（4）系統(tǒng)分析：針對(duì)系統(tǒng)的具體結(jié)構(gòu)和方案類型建立分析模型，并初步分析系統(tǒng)各種方案的性能。特點(diǎn)，對(duì)預(yù)訂任務(wù)能夠?qū)崿F(xiàn)的程度以及在目標(biāo)和評(píng)價(jià)指標(biāo)體系下的優(yōu)劣次序（5）最優(yōu)化：在評(píng)價(jià)目標(biāo)體系的基礎(chǔ)上生成并選擇各項(xiàng)政策、活動(dòng)、控制方案和整個(gè)系統(tǒng)方案，盡可能達(dá)到最優(yōu)、次優(yōu)或合理，至少能令人滿意（6）決策：在分析、優(yōu)化和評(píng)價(jià)的基礎(chǔ)上由決策者作出裁決，選定行動(dòng)方案。（7）實(shí)施計(jì)劃。不斷的修改、完善以上六個(gè)步驟、制定出具體的執(zhí)行計(jì)劃和下一個(gè)階段的工作計(jì)劃。系統(tǒng)工程的基本工作過(guò)程：霍爾三維體系結(jié)構(gòu)3.什么是數(shù)據(jù)？31數(shù)據(jù)是客觀事物（包括概念）的標(biāo)記、數(shù)量、時(shí)空位置及相互關(guān)系的抽象表示，是一組表示數(shù)量、行為和目標(biāo)的非隨機(jī)的可鑒別的符號(hào)。例如：文字、數(shù)字、圖形、圖像、聲音、電信號(hào)、光信號(hào)。。。數(shù)據(jù)是一種抽象表示。例如一個(gè)人的名字是這個(gè)人的抽象表示；名字是數(shù)據(jù)，但它不能完全代表這個(gè)人；這個(gè)人是客觀存在的有血有肉的人，但他不是數(shù)據(jù)。3.什么是數(shù)據(jù)？32數(shù)據(jù)是一個(gè)邏輯概念，它必須有其物理載體（媒體）。例如一段文字可以寫在紙上，也可以記錄在光盤上，還可以寫在內(nèi)存芯片中，甚至可以記錄在人腦中。沒有了物理載體，數(shù)據(jù)就消失了。同一數(shù)據(jù)可以記錄在不同的媒體上；同一媒體也可以多種不同的數(shù)據(jù)。4.什么是信息？33信息表示事物的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)和存在方式，它賦予數(shù)據(jù)以一定的含義或約定，是經(jīng)過(guò)加工后的數(shù)據(jù)，它對(duì)接收者的行為能夠產(chǎn)生影響，它對(duì)接收者的決策具有價(jià)值。賦予了含義或約定的數(shù)據(jù)才是信息。例如：(940118,M,18,A)——數(shù)據(jù)可以解釋為學(xué)號(hào)為“940118”的學(xué)生，男性，18歲，成績(jī)A等。還可以解釋為1994.1.18日從M地