Transcript 第12章信息系统工程的进展

第12章
信息系统工程的进展
第12章 信息系统工程的进展
12.1 企业经营过程重组
12.2 软系统方法
13.3 软件开发工具
习题12
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12.1 企业经营过程重组
20世纪90年代以来，美国、西欧一些国家出现企
业经营过程重组BPR(Business Process Reengineering)热
潮。1994年初对621家公司的调查表明，在497家美国
公司中有69%、在124家西欧企业中有75%都推行了一
项或多项不同的重组项目，其余企业半数以上已将经
营过程重组排上了企业的议事日程。目前，企业经营
过程重组已波及事业单位和政府机关，其热潮正从北
美和西欧蔓延，在世界范围内兴起。
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12.1.1 BPR的定义
对BPR有不同的理解和说法，如核心过程再设计
(core process redesign)、新工业工程(new
industriaengineering)等等，其规范化的定义是：对企业
经营过程进行根本性的再思考和彻底的重新设计，以
求获取可以用诸如成本、质量、服务和速度等方面的
业绩来衡量的巨大的成就。这个定义包含四个关键性
的观念。
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1. 根本性的(fundamental)
企业经营过程重组关心的是事物“应该是什么样
子”，而不计较“现在是什么样子”。因此，首先提
出的问题不是“如何把现在的事情做得更好”，而是
“为什么要做我们所做的事情”、“为什么要用现在
的方法做事情”这些根本性的问题，促使人们对管理
企业方法所基于的习惯和假设进行观察和思考。通过
观察思考，往往会发现这些习惯和假设已经是过时的，
甚至是错误的，因而是不适用的。
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实施企业经营过程重组初期，没有任何条条框框，
必须摈弃通常已经认可的假设。例如提出“如何才能
更有效地完成客户的审查工作”这个问题本身就值得
深思。它已经假设必须审查顾客信用，然而在许多情
况下，信用审查的费用实际上可能已超过审查工作可
避免的损失。
2. 彻底的(radical)
彻底的重新设计意味着追根溯源，从根本上重新
设计经营过程，而不是表面的改变或修修补补。其作
法是完全丢弃所有的陈规陋习，忽视旧的结构与过程，
创造新的工业方法。
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3. 巨大的(dramatic)
经营过程重组要求的目标不是要获得小的改善，
而是要取得业绩上的突飞猛进。如果一家公司希望业
绩提高5%或10%，那么这家公司不必实施经营过程重
组，因为有许多传统的方法，从激励员工队伍到建立
质量保证计划，都可以达到目的。只有当公司需要彻
底改变时，才实施经营过程重组。经验表明，实施经
营过程重组的企业有三类：
第一类企业发现自己已经陷入困境，不大力整顿，
就有生存危机。例如发现自己的生产经营成本比竞争
对手高出许多，或者因服务太差经常受到顾客的公开
指责等等。这类企业最适合实施经营过程重组。
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第二类企业虽然目前经营状况良好，但已预感到
竞争的压力，有可能走下坡路。这类企业为了摆脱潜
伏的困境而提前实施经营过程重组。
第三类企业正处在鼎盛时期，它们现在或可预见
的将来都没有明显的困难。这类企业的管理者雄心勃
勃，积极进取，为了保持领先地位而实施经营过程重
组。他们把实施经营过程重组看作提高竞争力的一种
机会，提高自己的业绩，筑起更高的保护屏障，使对
手的经营举步维艰。
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经营过程重组确实为很多企业带来了戏剧性的变
化。例如IBM信贷公司实施经营过程重组后，把为顾
客提供融资服务的时间由7天缩减为4个小时，交易额
提高了100倍。福特公司实施经营过程重组之后，负责
账款支付的人员由500人减少到125人。某些公司耗费
在账款支付上的费用减少了95%。类似的例子很多。
尽管如此，从总体上讲，经营过程重组给人们带来的
实际利益还远未达到它所具备的潜力。
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4. 过程(process)
所谓过程，是把一种或多种输入转换成对顾客有
价值的输出的一系列活动。每个企业都是由过程组成
的，如从原材料的采购到向顾客交付产品的系列活动
是一个过程(制造过程)；从发出订单到原材料入库形成
采购过程；从新产品的构思、形成概念到生产构成产
品开发过程；服务过程则包括顾客询问到解决顾客问
题的一系列活动。显然，过程有一定的层次性，一个
过程可以进一步细化为更具体的过程。
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过程是实施企业经营过程重组的重心，但是一般
企业却很难想象到它的存在。建立在亚当斯密有关分
工的管理理论基础上的方法，使完整的系列活动被组
织机构分割和掩盖。人们往往熟悉部门、科室和班组，
但不熟悉过程。组织分工明确，界限清楚，可以明白
地画在组织机构图上，而过程却不是这样。过程不仅
看不见，没有名称，而且往往没有被管理，因为人们
被分配负责一个部门或某一个具体的任务，而没有人
负责一个完整过程的工作。由于各部门之间沟通协调
不够，过程进行到何处也无人清楚。
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企业经营过程重组的对象是过程而不是组织，但
它的实施将导致组织机构的变化。实际上，只要对经
营过程实行重组，那么完成工作所真正需要的组织结
构形式将变得越来越清楚。企业内部原来的组织安排、
部门分工将会改变，有的部门将会消失。
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典型案例
IBM信贷公司是IBM的一个全资子公司，它为IBM
公司销售的计算机、软件提供融资服务，即为IBM的
顾客提供贷款服务。该公司早期的经营方式如图12.1所
示。
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图12.1 IBM信贷公司的经营过程
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整个过程平均耗费7天时间，遇特殊情况需要两周。
从营销代表的角度看，这个过程实在太长了。在这7天
当中，顾客可能去寻找其他融资渠道，可能被其他计算
机卖主拉走而终止与IBM的交易。尽管营销代表一次次
电话催问“我们的交易申请在什么地方？什么时候给我
结果?”但没有线索，因为申请表已消失在过程链中。
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IBM信贷公司曾尝试了几种方法改进这个过程。
例如，他们曾决定增设一个控制服务台以便回答营销
代表的询问。这时，申请表不是由上一个部门送至下
一个部门，而是每个部门把所完成的文件送返控制台，
由控制台人员将完成情况记录在案，再送至下一个部
门。这样，控制台掌握每份申请表的具体位置，能清
楚地回答营销代表的询问。但是，整个过程的时间更
长、代价更高。
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IBM信贷公司的两位高级管理人员进行了深入调查
研究。他们亲自受理了一份融资申请，带着这份申请
走遍了上述五个部门，让每个部门的职员放下手中的
事情来处理这份特殊的申请。结果完成全部工作只需
90分钟。这一发现，使管理层关注整个借款过程的核
心问题，并进行更深入地思考。进而管理层决心改变
经营过程，决定用多面手取代信用信核员、定价员等
专业人员。申请表不再从一个办公室送到另一个办公
室，而是由交易员从头至尾负责全部工作，取消了申
请表的往返传递。
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原先的过程设计建立在一个根深蒂固的劳动分工
的基础上，并假设每一次交易请求既独特又复杂，因
而需要4个训练有素的专业人员分工处理。实际上，这
种假设是错误的。事实上，大多数贷款申请既简单又
直截了当。高级管理人员发现，大多数人员都是不同
程度地例行手续，如在数据库中查找借方的信用等级、
在一张标准表格中填上数字、从一份文件中抽出几条
特殊条款等等。这些任务在一台计算机帮助下完全可
以由一个人单独完成。因此，该公司开发了一种新型
的信息系统来支持交易员工作。
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在大多数情况下，系统可以向交易员提供行动指南；
在特殊情况下，交易员可以从信用审查和定价方面的
专家那里得到帮助。即使在这种情况下，申请表也不
用往返传递，因为他们都在同一小组或团队中工作。
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如前所述，IBM公司对以上过程的重新设计带来了
巨大的绩效。过程周期由平均7天被减少到4小时。这
一过程的重新设计使公司所处理的交易额增加了100倍。
这个例子清楚地说明了企业经营过程重组的真正
含义。企业经营过程重组就是对企业经营过程进行根
本性的再思考和彻底的重新设计，从而获得成本、质
量、服务和速度等绩效指标的巨大改进。它不是对原
有的东西进行修补或进行局部改变而保持原有的组织
结构完整不变，它要抛弃运作已久的规程，对企业制
造产品或服务的工作过程进行重新审视。这意味着要
摈弃所有的陈规陋习，一切从头开始。
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12.1.2 BPR的特点
从BPR的定义和前面的例子中，我们可以看出企业
经营过程重组有以下特点。
1、 以过程为导向。
绝大部分企业是任务导向、人力资源导向或结构
导向的。IBM信贷公司若把精力集中在狭义的任务上，
在原先确定的组织界限内工作，就不可能取得如此巨
大的绩效。它正是以过程为导向，消除了组织之间的
界限，从而给公司带来了戏剧性的收益。
BPR要打破传统的思考方式，以作业流程为中心实
施改造，其中有很多原则值得注意：
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（1）把分散在各功能部门的作业，整合成单一流
程，以提高效率；
（2） 在可能的情况下，以平行作业取代顺序作业；
（2）促进组织扁平化，以促进企业内的沟通效率。
扁平化即是要减少上下层次，增加管理幅度。如前所
述，经营过程重组的实施，将导致组织结构的变动，
通常都会造成组织的扁平化。
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2、 目标远大。
企业经营过程重组要求绩效的提升不是5%或10%，
而是70%、80%，甚至是十倍以上的效益。这是BPR与
全面质量管理等其他现代管理技术的最大不同。
宏伟的目标增强了难度和风险。它是困难和长期
的行动而不是权宜之计。它要求企业的高层管理者必
须具备雄心壮志和成功的欲望，乐于冒险、勇于变化。
许多企业实施经营过程重组的业绩无可辩驳地说明了
它的远大目标是可以实现的。
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3、打破常规。
打破常规是经营过程重组的一个本质特点。打破
常规首先要从思想上破除对劳动分工等一切旧有的管
理原则的迷信。尤其是企业的高层管理者，若不从思
想上破除对旧有的管理原则、模式和方法的迷信和依
赖，就不可能实施企业经营过程重组。
常规与人们的价值观和企业的文化紧密相关。打
破常规，需要去除人们旧的文化习俗，树立新的价值
观念，建立新的企业文化。
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4、创造性地应用信息技术。
信息技术是企业经营过程重组的推动剂。正是信
息技术的应用发展使企业能够打破陈旧的制度，创建
全新的过程模式，使远大的目标得以实现。
早期的信息系统着眼于业务处理的自动化。信息
技术的应用，也确实改善了人们的工作条件，提高了
工作效率。但是，不改变旧的经营过程，不可能从根
本上解决问题。事实上，IBM信贷公司在经营过程重
组之前已经使用了计算机，信息部门从计算机中查找
借方的信用状况，交易部门借助计算机修改标准贷款
协议以答复顾客申请，估价员用计算机计算顾客的贷
款利率等等。
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即使用计算机网络把五个部门联系起来，可以加
快信用文件在部门之间的传递，但信用申请的程序不
改变，仍不能减少处理文件的等待时间。运用过程重
组方法，借助信息技术可将原来的五个部门减少为一
个部门，从而使公司的经营效率获得根本的改善。美
国福特公司总部原有500名会计出纳人员，应用计算机
信息系统后，减少到100人。他们以为很不错了，当他
们知道日本马自达公司只有5名会计出纳人员时，他们
震惊了。经过从根本上重新审视整个工作过程后，发
现很多传统习惯是不必要的，于是他们把整个过程进
行了改造，使员工减少了75%，效率大大提高，减少
了管理费用和间接成本。
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由此可见，信息技术真正的能力不在于它使传统
的工作方法更有效率，而在于它使企业打破了传统的工
作规则，创造了新的工作方式。这正是企业经营过程重
组的核心内容。企业经营过程重组不等于自动化，它关
注的是如何利用信息技术的能力实现全新的目标，是如
何用新技术“做好当前和过去没做过的工作”。为此，
它需要探讨新的理论方法，创造性地应用信息技术。
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12.1.3 企业经营过程分析
企业经营过程重组是一场深刻的变革，它将在三
个层次影响企业。第一个层次是在作业层，引起工作
方式和经营过程的变化。第二个层次是在管理层，引
起包括领导型态、组织结构、激励制度、企业策略的
变化。第三个层次是在理念层，引起包括管理原理、
价值观的变化。没有第二个层次的相应改变，第一个
层次改变所发挥的功效将十分有限。而只有达到第三
个层次的变化，经营过程重组才能稳定，防止“复
辟”。
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经营过程的重新设计是经营过程重组的重点。实
施重组之后，原先一些不同的工作将整体化为一项工
作并由一人完成。工作将摆脱传统的工作步骤而按自
然次序排列，在最适当的地方完成。常规过程中的许
多检验和控制将减少。经营过程的变化将导致组织机
构扁平化。经过重组后的企业有能力把集权和分权的
优点结合在同一个过程中，使决策成为实际工作的一
部分。责权下放到了各个角落，每个人都是自己工作
的管理者。当然，经营过程重组绝不是彻底地消灭管
理等级，这场革命仍使得某些人比其他人拥有广泛的
责和权。
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管理者观念必须从热衷于扩张拓展到服务，学会多元
化的思维方式，把人视为具有多种潜能的多面手，尊
重雇员，善于调动雇员的积极性。他们不必担心失去
控制，相当多的时候，实现控制的惟一办法就是放弃
控制。
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企业经营过程重组，是一场深刻的企业文化的革
命，特别是价值观的革命。企业文化是企业发展过程
中，由人们创造的物质和精神财富的总和，核心是价
值观。企业的价值观，是以企业为主体的价值观念。
它指企业内部职工群体对企业生产经营和目标追求的
总体评价与总看法。作为群体意识，它规定了企业应
该做什么、朝什么方向做和怎样做才能效益更好，以
及评价的标准。企业的价值系统，虽然不象组织机构、
企业制度、管理程序那样直观，但它存在于职工的意
识和行动中，通过经营活动反映出来。共同的价值观，
造成职工对企业的忠诚，使企业具有很强的凝聚力和
向心力。
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12.1.4 实施BPR的工作步骤
1. 发动
企业经营过程重组是一场深刻的变革，但在许多
情况下，企业的员工并没有看到它的必要性，因而持
怀疑甚至抵制的态度。如职工担心裁员，经理担心失
去控制权。为保证重组项目的正常进行，领导者需要
不断地向全体员工提供企业经营过程重组必要性的最
清晰的信息：一方面要分析公司处于何种地步，为什
么不能维护现状；另一方面指出需要变成什么样子，
定义企业经营过程重组目标。领导者首先应与企业的
高级管理层沟通。
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有时，告诉企业的高级管理者，企业正在破裂，必须
动大手术，不是一件容易的事情，因为企业是他们亲
手创建或在其中发挥过重要作用的。然而，只有高层
达成共识，才能更有效地传播给全体员工，达到组织
上下共识。
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2. 选择再设计过程
通常一个企业不会同时对其全部主要过程进行再
设计，一般在画出过程图之后需要决定对哪一个过程
进行再设计。选择需要再设计的过程没有公式化的方
法，一般有三个标准可考虑：第一是功能低下，哪些
过程遇到了最大的麻烦；第二是重要性，哪些过程对
顾客影响最大；第三是可行性，哪些过程当前最容易
进行成功的再设计。
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关于第一个标准，有几种典型的“过程病症”，
可以帮助识别和选择需要再设计的过程。第一种是对
自然过程的人为破碎，表现为繁多的信息交流，资料
冗长，重复传递。第二种是应付不确定情况的系统资
源缓冲量过大。第三种是过程断裂，表现为过多的检
验和控制。第四种是不适当的反馈，表现为返工和重
复。第五种是简单过程的增大，表现为例外和特殊问
题多。
第二个标准是重要性，即过程对外部顾客的影响
深度，例如看哪些过程对产品成本、交货准时、产品
性能等指标影响最大。
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第三个标准是可行性，即分析过程的影响范围大
小、成本、重组、团队及项目主任的能力等方面。
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3. 过程分析
确定需要重新设计的经营过程之后，应成立负责
这一任务的团队，指定项目主任，具体承担这一项目。
过程分析即是对需要重新设计的过程进行分析。
首先需要建立该过程的理想目标。过程重组的最终目
标是创造一个满足顾客需要的新过程，因此，对顾客
需求的真正了解至关重要。为此，需要从顾客的角度
出发，了解顾客想要什么，他们有什么问题。一般而
言，目标有以下几种：降低成本、提高质量、缩短处
理时间、增进顾客满意程度、增强竞争力。
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分析现行过程的方法是先了解企业经营过程的工
作和信息流程，分析活动间的先后关系及其所需的人
力及其他资源，计算过程中各项活动的投入和产出，
计算各个活动应分担的成本和对附加价值的贡献，以
便衡量各项改革建议的利弊。
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4. 重新设计
重新设计企业过程是对现行制度及其背后的假设提
出挑战。重新设计的步骤为：
(1) 简化。在考虑自动化之前，先进行简化工作，
如减少不必要的核查、删除没有附加值的工作步骤、
合并需要密切协调的工作步骤等。
(2) 整合。将散乱无章的步骤整合为有条理、有效
率的过程。这类过程往往是跨部门的，整合过程有助
于组织机构的改组。
(3) 自动化。应用信息技术收集和分析所需要的信
息，减少不必要的人为介入。
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5. 评估
应用功能经济分析工具建立有关成本、效益、风
险等方面的评估标准，评估前一阶段提出的各种可行
方案，选择最合适的方案。
6. 执行
在大规模的过程革新时，可以先建立一个原型的
过程系统，试运行以取得经验，取得初步成效之后，
再进行大规模推广。新过程实施会给企业带来人事、
结构、权力和责任的变化，应预先做准备，加以疏导。
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12.2 软 系 统 方 法
12.2.1 软系统方法论的轮廓
结构化方法和面向对象方法都属于系统工程学方
法。系统工程学方法的核心是，认为有一类重要的现
实世界问题能够由这样的方式表示：存在一个目标状
态S1 和一个当前状态 S0 ，并且有各种方式从S0到达S1。
按照这种观点，“问题求解”的步骤为：定义S0 和S1 ，
并选择最好的方法减少两者的差距。(S1—S0)定义了
“需求”或要达到的目标，如图12.5所示。
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现实世界的问题能以这种方式表述，是所有“硬”系
统思想的根本特征。从20世纪50年代以来，系统方法
论的文献一直坚持必须定义需求，说明要达到的目标
及设计好的系统要完成的任务等等。结构化方法和面
向对象方法有一个共同点：在研究的初始阶段必须知
道并陈述系统目标，然后再用系统思想指导我们选择
一种有效的方法来达到目的。这种观点构成了“硬”
系统思想的基础。由于系统工程源于工程学和工程经
济的领域，所以这也是不可避免的。
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图12.5 问题求解步骤
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这种观点对设计工程师来说是自然的。设计工程师
面临的是一个构造性的问题：目标状态与当前状态之
间有着差距，问题是怎样跨越这个差距。对于一个职
业工程师来说，需要和目标是要在求解问题之初给出
的。他们的任务是为满足这一特定需求提供一种有效
的方法。设计工程师在这种情景中练就其职业风格：
需求明确以后，必须认真考虑的是怎样才能满足需求。
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设计工程师的技能和资质都是为“怎样做”提供巧妙
答案。最好的设计工程师是提出最便宜、最有效和最
巧妙答案的人。比如，首先设计出拱形结构桥的人就
是好的设计工程师。以前的梁承结构桥需要密集的、
互相隔开的支柱。相比之下，拱桥方案显然更便宜、
更精致和更有效。
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软系统方法论的目标是产生一种能使用系统观点
来处理软的、无良好结构问题的方法。它的目的也包
括要找到更多关于这类问题的描述。对于社会系统中
的问题，问题的提出本身是难以把握的。什么是“一
个问题”，这个问题本身就成了要研究的一部分。有
时难于提出问题，有时又觉得有问题但不能确定问题
是什么，如果能说出问题是什么来，也就可以自己去
解决它。要处理的是现实世界的管理者所面临的实际
问题，其成功的标准是有关人员感到问题已被“解
决”，或问题情景已经改善，或获得了洞察力。
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为简洁起见，这里把软系统方法论表示为图解的
形式。 图12.6表示一个从1到7的时间序列，这只是一
种便于描述的逻辑顺序。例如，有可能从阶段4开始一
个方案，因为原则上起点可以放在任何地方。有时返
工和重复也是必要的。事实上，方法论的最有效的使
用者是那些能够把它作为一个框架，把目的性活动置
于其中进行系统研究的人，而不是那些把它作为一份
菜谱使用的人。在实际研究中，最有效的系统思想者
将在不同的细节层次上，在几个阶段同时工作。方法
论本身是一个系统，即前面章节中所描述的那种人工
抽象系统，该系统中任何一个阶段的变化都会影响到
其他阶段。
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图12.6 软系统方法论梗概
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方法论包含两种类型的活动。阶段1、2、5、6、7
是“现实世界”的活动，必须包括问题情景中的人。
阶段3、4、4a、4b是“系统思想”活动，是否包括问
题情景中的人取决于具体的研究情景。一般说来，前
一类型活动的语言可以是问题情景中的任何规范的语
言，因为在这一阶段，现实世界的高度复杂性通过翻
译成更高层次的系统论的语言(或元语言)而得到阐明和
理解。
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阶段1和阶段2是“表达”阶段，即建立尽可能多
的问题情景(problem situation)，在问题情景中感到有问
题。阶段3包括命名一些看起来可能与假设的问题相关
的系统，并简明地定义这些系统是什么，目的是得到
一个对某些系统性质的简洁清楚的陈述。这些系统日
后可能被看出与改善问题情景有关。这当然不是固定
的，随着理解的加深，该陈述随时都可以进行反复的
修改。阶段3的这些定义被称之为“根定义”(Root
Definition)，旨在表明它囊括了选出的系统的基本性质。
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给出这个定义之后，阶段4的任务是构造在根定义
中得到命名和定义的人类活动系统的概念模型
(ConceptuaModel)。构造模型的语言要求非常简单，但
却是细致的和有力的。构造模型的活动由4a和4b加以促
进和补充：4a是运用一般人类活动系统的模型来检查所
构造的模型是否有根本缺陷；4b的任务则是修改模型，
如果有必要，把模型转变为其他更适于特定问题的形式。
例如，用系统动力学的语言重新表述可能更为恰当，或
者把它重新表述为一个“社会—技术系统”。
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硬、软两种方法论的主要差别是：前者把问题和
需求当作是“给定的”，因而一开始提出的问题是：
“设计什么系统来解决问题？”或者“什么系统将满
足这个需要？”而后者却不得不允许后面的阶段出现
完全不可预料的回答。这样，软方法论包含了比较阶
段，而硬方法论没有相应的阶段。在比较阶段，系统
思想为关于变革的讨论提供了一个框架。而硬方法论
此时忙于实施设计好的系统。
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关于武器系统的兰德式的系统分析，其结果是产
生一个具体的武器系统，但运用软系统方法论分析，
则可能建议裁军、让步或政治协商，当然也可能是具
体的武器系统。撇开这种主要区别，软系统方法论可
以看作一般情形，而硬方法论是其中的一种特例。如
果讨论的问题有足够的良好定义，则概念化就成了系
统设计，“改善概念模型”转化为“优化定量模型”，
实施某些变革就成为实施一个设计好的系统。
第12章
信息系统工程的进展
与硬系统方法论相比，软系统方法对解决不良结构的
社会系统问题，提供了更有益的思路和实施手段。
1、把人的主观性因素纳入考虑范围。有利于克服系统建模
与目标定义的片面性，系统建模更为灵活。
2、在实施过程方面，以更灵活的“学习过程”取代硬系统
方法论中的优化过程，以“问题求解系统”取代单纯的
系统化的工程过程，方法灵活。
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12.2.2 多视点方法
这一节介绍的方法称为多视点(multiview)方法。这
种方法以软系统方法论为指导，综合了20世纪70年代
以来几个重要方面的研究成果，把人类活动系统分析，
社会—技术系统观点与数据分析、结构化分析结合起来，
为信息系统开发创立了一个理论框架。
第12章
信息系统工程的进展
一般来讲，这种方法包括五个阶段，每个阶段都
有相应看问题的观点和处理相应问题的方法。这五个
阶段是：
(1) 人类活动系统分析；
(2) 信息分析(也称为信息模型化)；
(3) 社会—技术分析与设计；
(4) 人—机界面设计；
(5) 技术方面设计。
第12章
信息系统工程的进展
这五个阶段的内部联系如图12.7所示。图中，方框
表示分析阶段，椭圆表示设计阶段，箭头表示内部关系，
某个阶段的输出可能为其随后阶段所用，其余输出用虚
线箭头表示。这些输出提供的信息如表12.1所列。
第12章
信息系统工程的进展
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图11.26 多视点方法的轮廓
第12章
信息系统工程的进展
表12.1 产生的输出提供的信息
输 出
信 息
社会方面
它将对我有什么影响？
角色集合
我的工作有变化吗？有什么变化？
人的任务
我必须做什么？
人—机界面
我怎样用计算机工作？输入、输出是什么？
数据库
包括哪些数据？
数据库维护
我怎样维护数据的完整性？
恢复
出错时会发生什么情况？
监测
系统是否按规定执行？
控制
怎样保证安全和保密？删除什么错误？
信息检索
我将获得什么信息？
应用
系统将做什么？
非应用领域必需的输入/输出
对计算机子系统有无其他影响？
第12章
信息系统工程的进展
1、 人类活动系统分析
这一阶段的中心问题是寻求一种特别的观点(即“维
特沙”：Weltanschauung，有时也称为假设、世界观)。
这种观点形成描述系统需求的基础，并将推进后续阶段。
这种观点可以通过讨论组织机构的主要宗旨，从问题情
景中抽取。“公司的目标是获得最大的长期利润”，
“医院追求最高护理水平”是这种观点的两个例子。
第12章
信息系统工程的进展
这个阶段可以分成4个子阶段，10个步骤：
(1) 理解问题情景(步骤1～3)；
(2) 构建系统模型(步骤4～7)；
(3) 比较系统模型与现实(步骤8)；
(4) 决策与执行(步骤9和10)。
图12. 8是人类活动分析的简要说明。有几处可能
出现反复，图中没有画出。例如，描绘富图(rich
picture)就是反复的过程。
第12章
信息系统工程的进展
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图12. 8 人类活动系统分析
第12章
信息系统工程的进展
富图显示处理过程的构造及相互之间的联系。富图的要
素包括系统的客户、参与的人员、需完成的任务、环境、
系统的业主。富图有助于问题的解决者(系统分析员、
项目组)理解问题情景，也便于与业主讨论与交流。绘
图时需要采集资料，对资料进行鉴别和筛选，系统分析
员需要与业主反复交流，取得他们广泛的帮助。这通常
需要多次反复，直到双方满意为止。
问题的解决者从富图抽取问题主题(problem themes)。
这是指图中可能引发问题因而值得更加详细地研究的对
象，如两个部门之间缺乏通信、供应不足等。
第12章
信息系统工程的进展
得出主题之后，问题解决者设想和命名相关系统
(relevant systems)。相关系统使问题主题更明白清晰。
例如：问题主题：两个部门冲突。
相关系统：消除冲突系统或重新划分部门边界系统。
本阶段最重要的讨论，是比较几个不同的相关系
统，并从中选取最适用的一个。问题解决者与业主必
须决定用什么观点描述相关系统。例如消除冲突系统
可以描述为“为使冲突最小而采用严格的行为和决策
规则的系统”，也可以描述为“行动者充分加强部门
之间通信和理解的综合决策系统”，甚至还可以描述
成“任何把不同意见汇集于中心体而使部门之间的冲
突减少到最小的系统”。
第12章
信息系统工程的进展
选定一种特定观点或根定义(root definition)之后，
还要进一步推敲。根定义可以从它必须包括的要素进
行分析检查，例如：系统的业主是谁？是否包括了全
部行动者？系统的受利者、受害者分别是谁？等等。
第12章
信息系统工程的进展
若业主和问题解决者对得到的根定义都表示满意，
则可以列出覆盖根定义所规定系统必不可少的活动的
动词表，构建系统的概念模型(conceptuamodel)。根定
义描述了系统“是什么”，而概念模型描述系统将要
“做什么”。用形式概念系统和其他系统思想对概念
模型进行核查，使之更完善更适用。
下一步是将完善的概念模型与富图表达的“现实
世界”进行比较，找出二者的差别，与业主讨论改善
问题情景的措施。
第12章
信息系统工程的进展
2、信息分析
这一阶段也称为建立信息模型(information
modelling)阶段，目的是根据上一阶段得到的根定义和
概念模型，分析系统的实体与功能。这个阶段不考虑
最终如何开发系统。其步骤为：
(1) 开发功能模型。首先识别系统的主功能，然而
将主功能逐层分解为子功能，直到系统分析员认为不
必再分解为止。问题情景复杂程度不同，分解层数也
不同，一般可分解四至五层。数据流图(DFD)是进行功
能分解、表达功能模型的工具。
第12章
信息系统工程的进展
(2) 开发实体模型。开发实体模型，系统分析员需
要从相应领域抽取和命名实体。实体(entity)是需要保
持记录的任何事物。例如，根据问题情景，实体可以
是客户、销售员或者是病人、病床。实体之间的关系
也需建立，如“病人使用病床”、“医生诊疗病人”。
深入理解问题情景对于识别实体及其关系十分重要。
前一阶段的工作(人类活动分析)为建立实体模型打
下了良好的基础。实体模型(entity model)是一张图，在
实体模型图中，实体用方框表示，实体之间的联系用
线和箭头表示。
第12章
信息系统工程的进展
3、 社会—技术方面的分析与设计
信息系统必须满足组织的需求，必须适应它的使
用者。使用者乐于使用，是信息系统成功的必要条件
之一。因此，信息系统的建设者一方面要考虑人及其
需要，考虑具体的工作环境，另一方面要考虑组织结
构，考虑计算机系统及其必要的工作任务。
第12章
信息系统工程的进展
这个阶段的工作主要是识别各种选择，如图12.9所
示。选择社会配置满足社会方面的目标，选择技术配
置满足技术目标。综合这两方面产生社会—技术选择。
这些选择先按上述要求排列，再按成本、资源、约束
排列。用这种办法找出“最好的”社会—技术解决方案，
并确定对应的计算机任务、角色集合(role-sets)和人承
担的任务。
第12章
信息系统工程的进展
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图12.9 社会—技术分析与设计
第12章
信息系统工程的进展
需要强调的是，这个阶段不是开发系统而是说明
选择系统，按照社会和技术方面的重要性进行选择。
这个阶段用到的一项重要技术是未来分析(future
analysis)，它有助于系统分析员与用户预测未来的环境，
根据这种预测更好地确定安排社会—技术选择。
这个阶段的输出是计算机任务需求、角色集合、
人的任务和社会方面的变革。计算机任务需求、角色
集合和人的任务，是下一个阶段设计者人—机界面的输
入。角色集合、人的任务及社会方面的变革也是重要
的输出。
第12章
信息系统工程的进展
4、人—机界面设计
前面几个阶段关心的是系统“做什么”，这个阶
段和下一阶段考虑如何达到提出的要求。第二阶段导
出的实体模型，第三阶段导出的计算机任务，角色集
合和人员任务是本阶段的输入。这个阶段关心的是人—
机界面的技术设计。
第12章
信息系统工程的进展
用户使用计算机的方便程度直接关系到用户是否
接受信息系统。首先要决定是采用批处理方式还是联
机方式。联机方式，用户通过终端或工作站直接与系
统通信。批处理方式则把要处理的事务集中起来输入
计算机进行处理，得到相应的输出。其次，要确定特
定用户与信息系统的通信方式、必须的输入、输出及
有关的提示。
第12章
信息系统工程的进展
人—机界面确定下来之后，需要达到的技术要求也
应设计。这些要求是下一阶段的输入。
5、技术方面的设计
这一阶段的输入是第二阶段得到的实体模型和第
四阶段的技术要求。前者描述相关领域的实体及实体
间的关系，后者描述了系统的详细技术要求。
系统分析员在这一阶段的任务，就是应用各种技
术手段进行有效的设计，写出完整的技术说明书，如
图12.10所示。
第12章
信息系统工程的进展
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图12.10 技术说明书的框图
第12章
信息系统工程的进展
12.3 软件开发工具
12.3.1 软件开发的发展
软件开发工具是一个比较新的技术领域。软件开
发工具是指在第三代语言基础上，在软件开发各个阶
段帮助开发者提高工作质量和效率的一类新型软件。
第12章
信息系统工程的进展
在理解这一概念时，我们强调：
① 它是一种软件；
② 它是继高级程序语言之后，软件技术进一步发展的产物；
③ 它的目的,是在软件开发过程的不同方面给予人们支持和
帮助。
第12章
信息系统工程的进展
为了理解软件开发工具的概念，我们先简要回顾
一下软件开发的发展过程。这个发展过程可以归纳为
四个不同的阶段，如图12.11所示。
从图12.11可以看出一种发展规律，即在软件开发
中，开发者所做的工作离硬件越来越远，而离用户越
来越近。人们把更多的工作交给计算机去做，使自己
解放出来。
第12章
信息系统工程的进展
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图12.11 软件开发的发展过程
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第12章
信息系统工程的进展
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图12.11 软件开发的发展过程
(a) 初级阶段；(b) 第二阶段；(c) 第三阶段；(d) 第四阶段
第12章
信息系统工程的进展
12.3.2 软件开发工具的分类
软件开发工具可以分为需求分析工具、设计工具、
编码工具、测试工具、运行维持工具和项目管理工具。
1. 需求分析工具
需求分析工具是在系统分析阶段用来严格定义需
求规格的工具，它能将应用系统的逻辑模型清晰地表
达出来。需求分析工具应具备对分析的结果进行一致
性和完整性检查，发现并排除错误的功能。
第12章
信息系统工程的进展
需求分析工具属于系统分析阶段的工具，它主要
包括数据流图(DFD)绘制与分析工具、图形化的E-R图
编辑和数据字典的生成工具、面向对象的模型与分析
工具以及快速原型构造工具等。例如美国LogicWorks
公司的ERwin和Bpwin，就是基于数据结构设计方法的
数据库设计工具，它能进行E-R图的绘制，直接生成各
种数据库的关系模式，还能从现有的数据库应用系统
中生成相应的E-R图。美国Rational公司的Rose是使用
统一建模语言进行面向对象系统分析与设计的可视化
工具。
第12章
信息系统工程的进展
2. 设计工具
设计工具是用来进行系统设计的，它将设计结果
描述出来形成设计说明书，并检查设计说明书中是否
有错误，然后找出并排除这些错误。
总体设计的工具主要是系统结构图的设计工具。
详细设计的工具主要有HIPO图工具、PDL支持工具、
数据库设计工具及图形界面设计工具等。
第12章
信息系统工程的进展
3. 编码工具
在程序设计阶段，编码工具可以为程序员提供各
种便利的编程作业环境。
编码阶段的工具主要包括各种正文编辑器、常规
的编译程序、链接程序、调试跟踪程序以及一些程序
自动生成工具。在数据库应用开发方面还有支持数据
访问标准化的软件工具，比如美国INTERSOLV公司的
ODBC(开放数据库互联方案)。它提供的统一编程接口
的开发环境，避免了涉及访问和操作众多的DBMS的
具体细节，使在某种平台上开发的DBMS应用可方便
地移植到其他平台上，并支持多达35种不同的数据源。
第12章
信息系统工程的进展
4. 测试工具
软件测试历来是软件质量的保证，它是为了发现
错误而执行程序的过程。测试工具应能支持整个测试
过程，包括测试用例的选择、测试程序与测试数据的
生成、测试的执行及测试结果的评价。目前很多应用
系统是client/server(客户/服务器)环境，实际环境中每
个client站点的软硬件配置可能不同，而且在运行过程
中，服务器都有许多客户机并发访问，因此测试工具
的功能还应包括对并发用户数对性能的影响、服务器
数据量对性能的影响、多个客户端应用对相互之间的
冲突和死锁及网络配置对应用的影响等测试。
第12章
信息系统工程的进展
测试阶段的工具有静态分析器、动态覆盖率测试器、
测试用例生成器、测试报告生成器、测试程序自动生
成器及环境模拟器等。在Windows client/server应用领
域较出色的产品有美国SQA公司的SQA Suite，其中
SQA TeamTest提供客户端图形用户界面(GUI)应用的自
动化测试手段，SQA client/server用于多用户并发运行
情况下的测试。
第12章
信息系统工程的进展
5. 运行维护工具
运行维护的目的不仅是要保证系统的正常运行，使
系统适应新的变化，更重要的是发现和解决性能障碍。
软件运行维护阶段的工具主要包括反汇编程序及反
编译程序、方便程序阅读和理解的
程序结构分析器、源程序到程序流程图的自动转换
工具、文档生成工具及系统日常运行管理和实时监控程
序等。
第12章
信息系统工程的进展
6．项目管理工具
目前支持项目管理的常用工具有 PERT图工具、
Gantt图工具、软件成本与人员估算建模及测算工具、
软件质量分析与评价工具以及项目文档制作工具、报
表生成工具等。在这个领域中INTERSOLV公司的产品
PVCS就是一套标准的软件开发管理系统。它是一个集
成系统，覆盖了开发管理领域的所有重要问题。
第12章
信息系统工程的进展
12.3.3 实用的开发工具简介
下面简单介绍一些实用的开发工具，主要是系统实
施阶段用于程序编制的开发工具。
1. 可视化编程工具
可视化编程工具的典型代表有VB(VisuaBasic)和
Delphi。
VB是第一个实用可视编程的工具。它除具有可视化
编程环境的基本功能外，还包含功能强大的数据库管理
功能，可以方便地创建数据库应用程序；它支持多用户，
以面向事务方式对不同格式数据库进行存取，并支持对
象链接与嵌入OLE 2.0及32位编程；它支持ODBC，并可
嵌入SQL，大大减轻了编程工作的复杂度。
第12章
信息系统工程的进展
Delphi由Borland Pasca7.0发展而来，继承了全功
能平台特性，弥合了可视化与全功能平台之间的鸿沟。
它具有编译效率高，可执行代码质量高等优点，在面
向client/server数据库基础上，可以开发出任何要求的
应 用 程 序 。 它 可 以 同 时 与 dBASE 系 列 、 Paradox 、
ODBC数据源(如Oracle，Sybase等)连接并访问数据，
还可通过ODBC与其他一些数据连接。
第12章
信息系统工程的进展
2. 数据库管理系统开发工具及语言
常用的DBMS主要面向关系型数据库，即RDBMS。
RDBMS产品经历了从集中式到分布式、从单机环境到
网络环境、从支持信息管理和辅助决策到联机事务处
理的发展过程。目前各种RDBMS产品的工具都已进入
4GL及图、文、声、像并举的时代，快捷的应用开发
工具和生成工具唾手可得，第三方数据库开发工具也
是应有尽有。常用的RDBMS产品有Borland公司推出的
dBASE 5.0 for Windows，Microsoft公司的VisuaFoxPro
for Windows，还有Oracle，Ingres，
第12章
信息系统工程的进展
Sybase，Imformix等功能完善、结构先进的大型DBMS，
以及UNIFACE、PowerBuilder等架构在前类DBMS产品
之上的，能提供更丰富的开发环境的第三方数据库开
发工具。这类产品具有一定的互联各厂家数据库产品
的功能。
VisuaFoxPro for Windows将可视化编程技术引入
4GL语言编程环境，使数据库管理应用软件的开发更
简捷。其面向对象编程技术的引入，增强了开发大型
应用软件的能力，弥补了FoxPro其他版本的缺陷。
第12章
信息系统工程的进展
PowerBuilder是数据库应用开发的强大可视化工具。
它由美国PowerSoft公司按照client/server体系结构研制
设计，采用面向对象技术和图形化的应用开发环境，
是数据库的前端开发工具。它同时支持各种数据库管
理系统，其语言为PowerScript，是一个功能很强的类
Base 4GL语言，简单易学，开发人员可以不需精通其
他专用语言而直接转向面向对象软件开发。该工具在
国内使用很广，可以说是大型关系数据库前端应用软
件的理想开发平台。
第12章
信息系统工程的进展
如果制作多平台数据库应用软件，理想的开发工
具是荷兰Uniface公司推出的UNIFACE。它作为第四代
开发环境，可以开发出独立于硬件平台、操作系统及
数据库和网络环境的应用软件，使应用程序透明地运
行于传统的宿主式处理系统与client/server结构体系之
间，用户在本地工作站开发的应用程序可以不加修改
地运行于网络系统中。
第12章
信息系统工程的进展
3. MIS应用生成工具
在我国，随着计算机应用的深入普及，越来越多
的单位希望能开发出适合本单位需求的计算机管理信
息系统，各种微机MIS应用生成工具大量涌现，如雅
奇MIS、DBPro、王特MIS等。它们的出现既提高了专
业人员的开发速度，也使非专业人员自行开发一些不
太复杂的系统成为可能。
第12章
信息系统工程的进展
这些生成工具具有共同的特点，一般都是基于
DOS、Windows操作系统和Foxpro数据库管理系统，用
户采用快速原型开发模式，在面向对象的可视化交互
设计环境中，把自己业务范围的相关数据和功能用生
成工具建立成数据库，选择、生成相应的功能构件(如
窗口界面元素、录入维护、查询统计、报表计算打印、
代码维护、封面设计等)，最后用挂接技术将数据库和
功能构件封装起来，就生成了一个数据库应用系统。
第12章
信息系统工程的进展
这类MIS应用生成工具与国外的产品相比具有一些
优点，如中文处理能力强，报表输出符合国情，价格
低廉，简单易用等。对于结构化较强、静态数据占主
导地位、业务流程相对单纯的小型系统来说，利用它
们可以收到较好的效果。但对于业务处理灵活，对数
据库管理要求较高，或多个子系统关联密切的大型应
用，目前的工具就不能完全适用。
第12章
信息系统工程的进展
习 题 12
1. 什么是企业BPR？它有什么特点?
2. 实施企业过程重组有哪些步骤?
3 .软系统方法论对系统思想有哪些发展？