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什么是信息工程

发布时间:2019-07-15 00:49 来源:未知 编辑:admin

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  “信息工程”英文是Information Engineering,信息工程专业是建立在超大规模集成电路技术和现代计算机技术基础上,研究信息处理理论、技术和工程实现的专门学科。该专业以研究信息系统和控制系统的应用技术为核心,在面向21世纪信息社会化的过程中具有十分重要的地位。信息工程是将信息科学原理应用到工农业生产部门中去而形成的技术方法的总称。

  信息工程的诞生,也象其它学科的出现一样,有它自己的特殊原因和驱动。它是数据处理危机的必然结果。整个60年代和70年代,以美国为代表的一些计算机技术发达的国家,差不多都经历了计算机在数据处理(DP)领域应用的发展时期。开始搞成批处理(Batch Processing),如工资计算,单据汇总,库存盘点等;后来逐步搞日常数据处理,如生产统计,库存控制等等。但是,当人们试图开发综合的信息服务系统,即所谓的管理信息系统(MIS),和进一步支持决策的信息系统,即所谓的决策支持系统(DSS)时,就发现原先的开发方法和工具是远不适应的。尽管70年代数据库理论与技术有了很大的发展,以软件工程开始普遍使用,但事实表明这一时期所形成的一套方法只是在一些较小的系统上取得了成功,对中大型、复杂信息系统的开发,不仅耗资大,成功小,而且还造成许多后来难以克服的隐患。当管理上的要求越来越高,为满足用户的需求,一些老系统要修改或重建,就连一些单项应用也要加以不断的维护;特别是随着计算机设备的不断跌价,个人计算机越来越多地出现在管理人员的办公桌上,要发挥这些设备的效益,必须把它们互联起来,既满足每个管理人员的信息需要,又给高层领导提供及时的决策信息。这时,人们才吃惊地发现,分散的开发所带来的严重后果:修改原先的软件,重新组织数据,连成一个统一的大系统,所耗费的人力和资金比重新建立还要多;甚至,采取维护和修改的办法是根本行不通的。美国80年代初的统计表明,国防部每年支付的软件维护费为20亿美元,估计到80年代末要高达160亿美元;80年代初美国全国每年软件维护费耗资200亿美元。系统维护问题就象病魔似的缠住了数据处理的发展,这就是人们所说的数据处理危机。传统的数据处理开发方法所遭到的一些失败,也是这种危机的表现。例如,IBM公司为日本的两家报社搞自动化系统,总编辑在终端上如何工作的问题一直搞不清楚,使IBM公司损失200万美元;而这些无畏的开发者们不懈努力,在几年后使美国的新闻管理工作自动化,设计文档资料竟达2400页。这使人们开始怀疑,从需求分析开始的传统的生命周期开发方法论,是否符合大型复杂信息系统的开发?

  以詹姆斯·马丁(James Martin)为代表的美国学者,总结了这一时期数据处理发展的正反两方面经验,在有关数据模型理论和数据实体分析方法的基础上,再加上他发现的企业数据处理中的一个基本原理--数据类和数据之间的内在联系是相对稳定的,而对数据的处理过程和步骤则是经常变化的,于1981年出版了《信息工程》[1]一书,提出了信息工程的概念、原理和方法,勾画了一幅建造大型复杂信息系统所需要的一整套方法和工具的宏伟图景。第二年出版了《总体数据规划方法论》[2]一书,对信息工程的基础理论和奠基性工作--总体数据规划方法,从理论上到具体作法上详加阐述。经过几年的实践和深入研究,詹姆斯·马丁于80年代中期又出版了《信息系统宣言》[8]一书,对信息工程的理论与方法加以补充和发展,特别是关于自动化的自动化思想,关于最终用户与信息中心的关系,以及用户在应用开发中应处于恰当位置的思想,都有充分的发挥;同时加强了关于原型法(Prototyping)、第四代语言和应用开发工具的论述;最后,向与信息工程有关的各类人员,从软件公司到计算机制造商,提出了各自的宣言(Manifesto),实际上是一系列关于建设高效率高质量的复杂信息系统的经验总结。到此,可以认为信息工程作为一个学科已经形成了,用信息工程方法指导,成功地开发了越来越多的信息系统,逐渐引起了人们的注意。

  约翰·柯林斯(John Collins)在为世界第一本信息工程专著[1]所写的序言中说:信息工程作为一个学科要比软件工程更为广泛,它包括了为建立基于当代数据库系统的计算机化企业所必需的所有相关的学科。

  从这一定义中可以看出这样三个基本点:一、信息工程的基础是当代的数据库系统;二、信息工程的目标是建立计算机化的企业管理系统;三、信息工程的范围是广泛的,是多种技术、多种学科的综合。这自然要联系到软件工程,马丁认为,软件工程仅仅是关于计算机软件的规范说明、设计和编制程序的学科,实际上是信息工程的一个组成部分。

  1)数据位于现代数据处理的中心。借助于各种数据系统软件,对数据进行采集建立和维护更新。使用这些数据生成日常事务单据,例如打印发票、收据、运单和工票等。上级部门或专业人员有时要进行信息查询,对这些数据进行汇总或分析,得出一些图表和报告。为帮助管理人员进行决策,要用这些数据来回如果怎样,就会怎样一类问题。审计员检查某些数据,以确信是否有问题。

  2)数据是稳定的,处理是多变的。一个企业所使用的数据类很少变化。稍具体一点说,数据实体的类型是不变的,除了偶尔少量地加入几个新的实体外,变化的只是这些实体的属性值。对于一些数据项集合,我们可找到一种最好的方法来表达它们的逻辑结构,即稳定的数据模型。这种模型是企业所固有的,问题是如何把它们提取出来,设计出来。这些模型在其后的开发和长远应用中很少变化,而且避免了破坏性的变化。在信息工程中,这些模型成为建立计算机化处理的坚实基础。虽然企业的数据模型是相对稳定的,但是应用这些数据的处理过程却是经常变化的。事实上,最好是系统分析员和最终用户可以经常地改变处理过程。只有建立了稳定的数据结构,才能使行政管理上或业务处理上的变化能被计算机信息系统所适应,这正是面向数据的方法所具有的灵活性,而面向过程的方法往往不能适应管理上的变化需要。

  3)用户必须真正参加开发工作。企业的高层领导和各级管理人员都是计算机应用系统的用户,他们都在计算机终端上存取和利用系统的数据,是最终用户(End-User)。正是他们最了解业务过程和管理上的信息需求,所以从规划到设计实施,在每一阶段上都应该有用户的参加。在总体规划阶段,有充分理由要求企业高层领导参加:首先,信息是企业的重要资源,对如何发挥信息资源作用的规划工作,高层领导当然要亲自掌握;其次,总体规划要涉及企业长远发展政策和目前的组织机构及管理过程的改革和重新调整,而只有高层领导才能决定这些重大事情。各管理层次上的业务人员对业务过程和信息需求最熟悉,单靠数据处理部门无法搞清用户的需求;要使频繁的业务变化在计算机信息处理上得到及时的反映,满足管理上的变化要求,同样是数据处理部门所不能完全胜任的。这样,用户和数据处理部门的关系应加以改变,用户要参与开发,由被动地使用系统变为积极地开发系统;数据处理部门由独立开发变为培训、组织、联合用户开发,这就是信息中心的重要职能。自然,用户参与开发工作,修改、维护应用系统,决不能象过去数据处理部门那样,使用一套老方法、老的程序设计语言(如COBOL),而应是与用户充分友好的第四代语言和一系列开发工具,提高系统人设计实施到修改维护的自动化程度。

  从上述的基本原理和前提出发,马丁阐述了一整套自顶向下规划(Top-Down Planning)和自底向上设计(Bottom-Up Design)的方法论,指出:建设计算机化的企业需要该组织的每一成员都为这一共同目标进行一致的努力,这就包括采用新方法论的总体策略,并要求每一成员对此应有清楚的理解[2]。几经修改,他在《信息系统宣言》一书中提出了信息工程组成的13块构件,这13块构件是相互联系的,构成一个统一体--信息工程方法论的宏伟大厦。本书作为对马丁三本著作的编译,将重点介绍三个部分:企业模型,实体关系分析和数据模型的建立(即主题数据库规划),以及数据分布规划。这三个部分是信息工程的基础。

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