01

資訊系統概論

學習目標

讀者在學習完本章的內容以後，應該要了解：

• 資料與資訊的關係

• 資訊系統的定義

• 資訊系統的演進

• 資訊系統的種類

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由於資訊科技(information technology, IT)近年來的快速發展，大部分組織

的生存與發展，都與資訊系統(information system, IS)習習相關，資訊系統已

經完全的改變了企業的經營模式(business model)。

Laudon 也指出由於全球化經濟的出現與增強、工業化的經濟及社會轉變

為以知識及資訊為主的服務經濟、企業組織的轉變等因素，使得企業與管理

階層產生了新的挑戰。在本章中將先探討資訊系統的定義，進而說明資訊系

統的演進與資訊系統的種類及貢獻，最後對本書的架構做一介紹，使讀者在

閱讀之前，能對本書先有一整體的概念。

1-1 資訊系統定義

在本節中將先說明資訊與資料的不同，從而對系統、資訊系統及電腦化

資訊系統等做一定義，俾利進行後續的探討。

一、資訊的意義

在討論資訊 (information)這個名詞時，很多人往往會把它跟資料 (data)混

淆，資料指的是一種可以用文字、數字或符號予以記載表示的事實與觀念，

為使人類經濟活動得以遂行，人類必須將每項活動的過程予以詳實的記載、

整理與保存，這就是所謂的資料。例如學生的期中考及期末考成績、雜貨店

的帳簿…等，隨著人類活動的頻繁與歷史的長期發展，所需記錄及保存的資

料也就隨之增加。

資料隨著時間而累積後，如果沒有加以處理，對組織並不能產生貢獻，

例如單單從 60 位學生的期中考及期末考的成績，並不能看出什麼有用的訊

息，但是如果對學生的期中考及期末考成績，予以簡單的統計分析處理，如

次數分配、標準差、全距…等，就可以知道學生的學習狀況，也有利於與其

他班級做比較，以檢討修正教學內容。又如大學學力測驗的英文成績，經過

次數分配的統計，發現並非呈現常態分配，而是出現雙峰現象，這樣的結果

就可以提供相關單位探討原因，並擬訂解決方案。

資訊系統概論

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同樣的，雜貨店的帳簿如果只從記帳的角度來看，它的價值也不高，但

是，如果把它製成財務報表（資產負債表、損益表…等），再進行各種財務報

表的分析，甚至於做客戶的消費行為或者存貨…等分析，則這個結果對營運

就很重要了。

由上面所提簡單的例子，我們可以了解到如果對企業營運中所蒐集到的

資料，加以分析、篩選並去蕪存菁，所產生之有意義的訊息，即可作為企業

未來進行各項活動時的參考依據，這種有意義的訊息，就稱之為資訊。

因此，資訊可以說是資料被處理過後，所得到的有意義的數字，資料和

資訊的意義雖然不同，但是，二者間的關係是非常密切的，我們可以用圖 1-1

來表示它們之間的關係。資料必須要經過蒐集、儲存、計算及傳送等處理程

序，才能產生有意義的資訊，就好像工廠中的原物料必須要經過一連串的加

工處理，才會變成成品，再藉由物流通路送到經銷商或消費者。

圖 1-1 資料與資訊的關係

二、系統的意義

系統(system)是由許多相關的要素與處理程序所組成的一種組織體，藉由

這個組織體的運作，而成某些特定的目標，因此，它是泛指各種應用系統，

而不一定專指資訊系統，例如動物體內的循環系統、自然界的生態系統、交

通捷運系統、辦公室電腦系統…等。

一個系統具有以下的特徵：

系統存在於環境(environment)中。

系統與其所存在的環境間具有某種程度的界線稱之為邊界(boundary)。

系統需要具有輸入(input)與輸出(output)。

系統需要具有介面(interface)，以供二個系統間透過介面以進行溝通。

系統包含子系統(subsystem)。

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系統內含有控制機制(control mechanism)。

系統會依據回饋(feedback)加以控制。

系統中所具有的性質不一定與其組成性質相似相關。

根據以上的特性，系統與環境間關係可以用圖 1-2 表示。要了解或描述

一個系統時，首先要先確定所選擇的系統的邊界，不同的系統可能會有重疊

的情況產生，這時二個系統間就需要靠邊界來做區隔了。例如人的身上有神

經系統，也有循環系統，這二個系統都是散布在人體的整個皮膚下層，不同

的專業所需看到的不同，神經學家與心臟學家看到的一定不同，所以，這二

個系統間的邊界定義就非常重要了。

系統中一定會有輸入與輸出，一個系統的輸出可能是另一個系統的輸

入，這二個系統會透過一個共享邊界─介面，在這個介面上進行資料的傳

遞。子系統是系統的延伸，它是一個大型系統中的一部分，子系統之間的溝

通也是透過介面來進行。系統中也含有專門的子系統來控制系統的整體操

作，這個控制主要指的是自然系統與人工系統的控制運作方式，例如冷氣系

統的恆溫控制，系統會根據簡單的回饋迴路來做控制。

圖 1-2 系統與環境間的關係

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系統中的正向回饋 (feedback forward)的資訊來自系統輸入的抽樣，可以

用來協助系統環境做反應，一般來說這是很難做到的，例如依據營業額來預

估未來的生產或進貨，必定會有較大的風險。

反饋則是指以系統的一個或多個輸出為樣本，再送回控制單元處理，透

過控制單元的邏輯機制，決定要採取什麼措施。例如前面所述之冷氣恆溫控

制系統，即根據溫度感應器所偵測的溫度變化情形，回饋至系統中的控制機

構，以維持室內的恆溫。

三、資訊系統的意義

資訊系統是指記載、保存各種活動的資料，然後再加以整理、分析、計

算，以產生有意義、有價值的資訊，以做為企業制訂各項決策與行動的依

據。

1-2 資訊系統的演進

由於資訊科技的不斷進步，資訊系統在不同的時代中所扮演的角色也不

同，依據宋鍇等人所研究的結果，在不同的時期，資訊系統與企業的關係發

展歷程如下：

一、1960年代─電腦化時代

1960 年代電腦初始發展，由於價格相當的高，僅少數企業開始導入電

腦，以進行自動化作業，在這個時期的資訊系統主要的目的是用來支援企業

中的日常例行性活動，如圖 1-3 所示，在這個時期中，資訊系統大多以支援

企業的財務會計為主。

圖 1-3 電腦化時代

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二、1970年代初期─合理化時代

在這個階段企業會先進行工作合理化後，再引入電腦系統，在工作合理

化以後，可以從企業的資訊需求面來考量資訊系統需求，然後再找適用的資

訊科技來滿足資訊系統的需求。同時，這個時期由於資料庫的興起，資訊系

統不再是各個孤島式的獨立系統，而開始具有局部的功能整合。如圖 1-4 所

示。

圖 1-4 合理化時代

三、1970年代後期─策略興起

1970 年代後期策略理論開始興起，企業中的各項活動逐漸由企業策略所

主導，再由企業活動來決定所需要的資訊系統及資訊策略。所以，資訊策略

的形成受到企業組織內的資訊活動影響。如圖 1-5 中所示。

圖 1-5 策略興起時代

四、1980年代─策略規劃時代

1980 年代在 Porter 提出了競爭策略一書後，策略理論開始蓬勃發展，資

訊策略成為企業策略下的一個重要的任務，企業根據它整體的策略來指導企

業活動及資訊策略，並依據企業活動及資訊策略訂定符合企業整體需求的資

訊科技與資訊系統，以達成企業的整體目標。如圖 1-6 中所示。

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圖 1-6 策略規劃時代

五、1990年代─企業再造時代

1990 年代 Hammer 與 Champy 提倡企業再造，而企業再造得以被大力推

動，很重要的因素是因為資訊科技的進步。由於資訊科技的蓬勃及快速發

展，使得企業流程得以重新規劃設計，才能達成 Hammer 與 Champy 在企業

再造一書中所謂的戲劇性改變。在這個時期中，企業的策略及資訊活動都是

由資訊策略主導，再由資訊活動與企業策略來決定企業活動。如圖 1-7 中所

示。

六、1995年─企業工程時代

企業工程(enterprise engineering)的觀念是由 James Martin 所提出來的，

他認為企業在新的文化基礎上建立企業活動，並經由科技基礎建立資訊活動

後，在這二個基礎之下，即可建立一個新觀念的企業，並利用各種變革的方

法，使企業獲得新的未來。如圖 1-8 中所示。

圖 1-7 企業再造時代

圖 1-8 企業工程時代

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七、二十一世紀─資訊化時代

由於資訊科技的發展日新月異，二十一世紀中的各行各業幾乎都已邁向

資訊化作業，但是，單單只有資訊化還是沒有辦法維持企業的競爭力，企業

除了重視資訊科技外，還需要注意企業內部的人力及外部的競爭力，在這三

個基礎上，制定具有足以應付外在競爭環境的整體策略，同時配合這個整體

策略，結合企業的資訊化活動，此時，資訊管理的應用即邁入了知識管理的

目標。如圖 1-9 中所示。

圖 1-9 資訊化時代

1-3 資訊系統的種類

沒有任何一個單一的資訊系統就可以滿足企業內的所有需求，資訊系統

可能因為組織內的不同階層或不同工作領域而有不同的需求，Laudon 將資訊

系統依組織的層級及組織的功能予以分類，如圖 1-10 所示。

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圖 1-10 資訊系統的種類

從組織層級的觀點，依資訊系統使用的對象：高階主管、中階主管、知

識與資料工作者及操作管理者，資訊系統可依序分為：策略階層、管理階

層、知識階層及操作階層。從組織的功能角度，資訊系統可分為：銷售及行

銷、生產製造、財務、會計及人力資源。本節將分別從這二個觀點對資訊系

統加以說明。

1-3-1 組織的觀點

從組織的觀點，提供組織各階層人員所使用的資訊系統分為操作階層、

知識階層、管理階層及策略階層，其中知識階層所使用的系統又分為知識工

作系統與辦公室系統，而管理階層所使用的系統也可再分為管理資訊系統與

決策支援系統。

一、操作階層系統

操作階層系統(operational-level system)主要的使用對象是作業現場第一線

的工作人員，它提供第一線工作人員組織基本活動與交易的資訊，其主要目

的在回答日常的例行性問題，並記錄組織內的各項交易資訊。操作階層的資

訊系統因為主要目的在蒐集每天例行的資料，所以它不一定會有人直接在現

場操作。

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在操作階層所使用的系統為交易處理系統 (transaction processing system,

TPS)，它是企業內最基礎的系統，交易處理系統是一個完全電腦化的系統，

用來記錄及處理企業的日常交易資料。

例如便利商店的銷售點系統(point of sales, POS)，可以由擔任收銀工作的

工讀生讀入顧客所買的產品上的條碼，它蒐集的是顧客的購買情形，以幫助

組織進行帳務及庫存處理。而組織中的到勤刷卡系統，所記錄的是員工每天

上、下班的到勤狀況，這個系統是由員工自行刷卡，以蒐集個人上、下班資

訊，提供人事及薪資管理之用，刷卡機並無專門的操作人員，而是由員工自

行刷卡。

由於操作階層的資訊系統主要是提供給第一線的基層人員使用，它所處

理的工作應該要儘量的結構化，對於使用者的工作、使用的資源及工作目標

都要事先加以定義，使用者只需要依據既定的工作規則或者是標準作業程序

(Standard Operation Process, SOP)，照表操課即可。

二、知識階層系統

知識階層(knowledge-level system)所使用的資訊系統主要是支援組織內的

知識及資料工作人員，它的目的在幫助企業整合新的知識，幫助組織進行文

件的管理，又可分為知識工作系統(knowledge work system, KWS)及辦公室系

統(office system)，知識階層的資訊系統是目前在企業中成長最快的一種應用

系統。

（一）知識工作系統

知識工作系統主要的目的在輔助知識工作者從事知識開發的工作，知識

工作者係指擁有大專學歷並具備某種領域專長的人，如工程師、科學家…

等，他們的主要工作就是在創造新的知識。

配合知識工作者的需求，知識工作系統所使用的軟、硬體設備，要能幫

助知識工作者把他們所產生的新知識及技能，整合融入企業中。

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（二）辦公室系統

辦公室系統主要目的在幫助資料處理人員提升其工作效率，資料處理人

員通常指沒有正式、高等學歷的人員，他們所需要的是處理資訊而不是創造

資訊，如祕書、文書處理人員…等。

資料處理人員的工作特性是使用、整理或傳遞資訊，所以，辦公室系統

需要配合資料處理人員的需求，利用資訊科技、企業流程再造 (business

process reengineering, BPR)等方法，來幫助他們提高日常工作之生產力。

三、管理階層系統

管理階層系統(management-level system)的目的在幫助中階主管監督、控

制組織行為，並從事組織的決策及管理，其所面臨的問題不外乎是組織是否

能正常運作…等問題，所能提供的也只是定期的報表而不是即時的資訊。管

理階層的系統可分為管理資訊系統(management information system, MIS)及決

策支援系統(decision support system, DSS)。

（一）管理資訊系統

管理資訊系統提供管理階層定期性的固定報表或線上查詢目前的營運狀

況，所提供的資料來源大部分來自公司內部的交易處理系統，而較少來自企

業的外部環境。管理資訊系統主要的功能在提供管理階層進行規劃、控制及

決策所需的資訊。

再以前面所提到的銷售點系統為例，收銀台前的工讀生輸入的銷貨資

料，是由交易處理系統記錄於資料庫中，而每日或每月的銷貨報表，則是由

管理資訊系統中所產生的。

（二）決策支援系統

管理資訊系統所能提供的是企業營運所需定期性的報表，但是，在企業

的日常營運中，有些資訊並非是常態性的資訊，它的需求可能不是很明確、

也不具結構化，這時候，管理資訊系統就無法提供適當的支援了。

在組織的管理階層中，為了幫助管理者做出獨特、不確定性高的決策，

遂有決策支援系統的發展，以滿足企業做決策的需求。決策的程序大部分都

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是無法事先予以律定，所以，決策支援系統中所用的資訊不能僅來自內部的

資料，大部分的時候需要依賴外部資料。

再以前面所述之便利商店銷售點系統為例，當店長要決定哪些產品要上

架、哪些產品要下架時，這樣的決策所需的資訊，有一部分是來自該產品的

銷售業績，另一方面要考量的是市面上的新趨勢、新產品及競爭者的策略…

等，這些外部因素都將影響決策。

四、策略階層系統

策略階層系統幫助高階主管處理策略性議題，並因應公司未來內部或外

部變化，擬訂企業長期策略方向。策略階層提供主管所使用的資訊系統為主

管支援系統(executive support system, ESS)，主管支援系統可以協助企業內的

高階主管做非結構化的決策。

解決非結構化的問題並沒有一個放諸四海而皆準的方法，它必須先做判

斷、評估及探討，所以，在做決策時需要廣泛的運算及交談的環境，而不是

固定的使用某種方法，主管支援系統所產生的資訊來源除來自企業內部的管

理資訊系統、決策支援系統外，還需整合企業外部的資料，以做全方位的決

策。

以前面所提的便利商店為例，在策略階層所需要考量的是產業內的同業

的策略，以訂出自己的策略。由於主管支援系統主要是給高階主管使用，考

量使用者的特性，建議應採用圖形化的使用者介面，所展現的資料亦應以圖

形呈現為宜。

1-3-2 功能的觀點

從企業的功能觀點，資訊系統可以分為銷售及行銷系統、製造及生產系

統、財務及會計系統、人力資源系統，每一個系統都能提供組織內不同層級

的用者使用。

一、銷售與行銷系統

銷售 (sale)和行銷 (marketing)的定義常常會讓人混淆，銷售指的是與顧客

接觸，以銷售產品或服務。行銷則是關心顧客對於本公司產品或服務的看

資訊系統概論

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法，希望能透過規劃，發展出適合顧客所需要的產品或服務，並藉由廣告及

促銷活動，來向消費者推銷本公司的產品或服務。

銷售及行銷系統在不同的階層有不同的工作，在操作階層主要在做訂單

處理、顧客資料處理，在知識階層的工作主要在支援市場分析，在管理階層

則是支援做市場研究、促銷…等活動，在策略階層主要在做未來三年或五年

的銷售分析、預測…等。

二、製造與生產系統

製造及生產系統主要的工作是處理生產設備的規劃、發展及維護、生產

目標的訂定、物料需求規劃、生產排程…等，舉凡支援與企業內的生產服務

有關的活動，均為製造及生產系統所提供的功能。

在操作階層的製造及生產系統處理的可能是機械設備的控制，在知識階

層則可以利用電腦輔助設計，以提高開發設計工作的生產力，在管理階層

中，系統所能支援的可能是生產規劃，在策略階層所考量的是未來的設備投

資方向。

三、財務與會計系統

在企業中，財務的主要功能是管理公司的財務資產，以獲得最大的利

潤，為了達到上述目標，財務資訊系統需要考量採用大量的外部資訊。會計

的功能則是維護及管理公司財務支出的記錄，並持續追蹤公司各項財務資產

與現金的流動。

從操作階層來看，財務及會計系統主要目的在記錄公司日常的各項傳

票，在知識階層則可以就目前公司的財務槓桿做投資組合，在管理階層考量

的是短期的預算規劃，策略階層則考量做長期的財務、利潤規劃。

四、人力資源系統

人力資源的主要功用在吸引、發展及維護公司的人力資源，不同的階層

有不同的系統需求，在操作階層來看，人力資源系統主要在記錄員工的教育

訓練、績效評量…等，在知識階層，可以替員工進行生涯規劃的設計，在管

理階層則可以做員工的報酬分析，在策略階層，提供的是人力資源規劃。

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1-4 本書架構

在了解資訊系統的定義與其演進、分類，本節將對本書的架構做一說

明，以使讀者能先對本書輪廓有一概括性的了解，以方便後續的閱讀。本書

架構如圖 1-11 所示。

第一章介紹資訊系統概論，以使讀者能對資訊系統有一完整認識，俾利

研讀後續的章節。第二章中先說明軟體的特性，繼而探討在軟體開發的過程

中，系統開發人員將會遭遇到的問題，再從專案生命週期的觀點出發，討論

為了解決系統開發過程所遭遇的問題的方法論。

在第三章以後的章節可以分成三個單元─基礎觀念、動態行為及靜態結

構，在基礎觀念這個單元中，為方便初學者了解物件導向的觀念，以利後續

的 學 習 ，先 在 第 三章 中 介 紹物 件 導 向技 術 的 基本 觀 念 ，同 時 也對

UML(unified modeling language, UML)的發展加以說明。繼而引入 UML 的基

本概念，在第四章中針對 UML 塑模時所需的工具及其使用方式、時機加以

說明。

在讀者對 UML 工具有了初步的認識以後，本書的第五章會對塑模的目

的、方法一一的說明，再介紹 UML 的架構及使用 UML 為開發工具的系統發

展方法，最後並整理出系統開發各階段的使用者所需使用的工具。

在動態行為的單元中，分別介紹在 UML 塑模工具中與表達系統動態觀點

有關的六個圖形，分別是第六章的使用案例圖、第七章的順序圖與合作圖、

第八章的狀態圖及第九章的活動圖，考量順序圖與合作圖之間有相互轉換的

關係，所以，把它們放在同一章。在這個單元中每一章的最後，都有一個虛

擬的案例來說明該章的內容，讓讀者可以了解它的應用，為了讓案例有連貫

性，本書儘量以同一個故事來做為案例說明。

在靜態結構的單元中，介紹在 UML 塑模工具中與表示系統靜態結構有關

的四個圖，分別是第十章的類別圖、第十一章物件圖、第十二章元件圖及第

十三章的部署圖，就如同動態單元一樣，在靜態單元中的每一章後面也有一

個案例說明，以引導讀者學習，而這些案例也是延續前面的故事。最後，為

了使讀者在看完本書後能夠加以應用，本書在最後二章中，再以一個虛擬案

例來說明 UML 整個塑模過程。

資訊系統概論

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圖 1-11 本書架構圖

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1. 請說明資料與資訊的不同。

2. 何謂系統？一個系統應該具有哪些特徵？

3. 系統與環境間有何關係？

4. 請說明資訊系統的演進過程。

5. 從組織的觀點，資訊系統可以分為哪幾類？

6. 從功能的觀點，資訊系統可以分為哪幾類？

02

軟體危機

學習目標

讀者在學習完本章的內容以後，應該要了解：

• 軟體的特性

• 軟體開發專案所面臨的問題

• 方法論的發展

• 各種系統開發方法

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資訊系統的構成，軟體是很重要的一環，在本章中將先介紹軟體的特

性，讓讀者了解軟體的開發與一般硬體產品開發間的不同，繼而討論在軟體

開發過程中所遭遇的問題，以及為解決這些問題而發展出的各種方法論。

2-1 軟體的特性

在 1970 年代大概不到百分之一的人可以清楚明白的描述什麼是電腦軟體

(software)，由於近年來資訊科技的大幅進步及資訊教育的普及化，除了專業

人員之外，很多人都會認為自己很了解軟體，但是，在談到軟體的特性之

前，還是要先來看看軟體的定義。

Laudon 對電腦軟體的定義指的是一種已經詳細且程式化的指令，可以用

來控制及協調資訊系統中的電腦硬體元件，它包含了系統軟體與應用軟體。

Roger 則認為軟體扮演了二種角色，一方面它是一種產品，用來傳遞嵌於電

腦硬體中的計算與處理的能力，同時它也是傳遞產品的一種載具，它控制了

電腦的作業系統、資訊通訊網路及建立和控制其他程式的基礎。

由上面的定義，我們可以說軟體是系統的邏輯元件，而非實體的元件。

在建立硬體時，整個建造的過程從分析、設計、建構到最後轉換成實體的產

品，可是在建構軟體時，整個過程也是從分析、設計到建構，但是，最後我

們卻看不到實體的產品。

所以，軟體和硬體在特性上是不相同的，以下將說明軟體的一些特性：

一、軟體不是以傳統方法製造的

雖然在上面的討論中，看起來軟體與硬體開發的過程中，有一些的相似

處，都需要經過分析、設計及建構的過程，但是，二種活動在本質上卻是大

為不同的。在一般的硬體工程專案管理中，進度落後時，可以採取趕工計畫

加以追趕，而最常見的方法就是增加參與人力、設備…等資源，資源加倍通

常所需的時間會依比例減少。

軟體危機

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但是，這樣的追趕方式卻不適用在軟體的開發上，軟體的開發進度與系

統開發人員的經驗及工作量的分配有關，所以，完成專案的人數與整體生產

力間的關係並不是呈現線性的關係。

首先用一個例子來說明專案人數與整體生產力的關係。假設現在有四個

軟體工程師，當他們獨立完成一個軟體專案時，每人的生產力是 5000 LOC/

年，當這四個工程師被安排到同一個專案小組時，由於是小組作業，於是四

人之間就有了必要的溝通，四個人會產生出六條的溝通路徑，如圖 2-1 中所

示。

圖 2-1 四個人的溝通路徑

由於人與人之間的溝通，勢必會影響到生產力，因為這些溝通的時間，

如果投入在程式的開發上，是具有生產力的。所以，假設在小組工作中，每

條路徑的溝通會使生產力下降 250 LOC／年，則小組的全年生產力變成：

5,000×4250×6=18,500 LOC／年，而非原來所想的 5,000×4=20,000 LOC／

年，與期望差了約 7.5%，這足以說明了在軟體的開發上，人力的投入並非是

1+1=2 的。

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再舉一個例子來進一步的說明這個概念，如果這個小組所從事的專案是

一年期的專案，在執行了十個月以後，因為進度落後，最後的二個月中增加

了二個人力的投入，因此，小組的成員變為六人，六個人的溝通路徑將增為

14 條，如圖 2-2 所示。

圖 2-2 六個人的溝通路徑

假設增加的二個人，其生產力亦為 5,000 LOC／年，換算成每個人每個

月的生產力約為 420 LOC／月，所以在最後的二個月中，這二個人的生產力

為 420×2×2=1,680 LOC。因應加入二個人後，溝通路徑的增加，所造成的

生產力損失，同前之假設仍為 250 LOC／年，則專案小組的生產力變成

20,000+1680250×6×(10/12)250×14×(2/12)=19,847 LOC／年，顯然未能

達到原來預期的六人小組之生產力 21,680 LOC／年。