系統集成(chéng)與系統綜合集成(chéng)
（選自百度文庫）

摘要：系統集成(chéng)應該分爲4個層次：網絡連接、系統體系、應用方案和綜合集成(chéng)。系統綜合集成(chéng)是集成(chéng)的**層次，它更強調對(duì)知識、能(néng)力和内容上的集成(chéng)。在簡要讨論了集成(chéng)的基本分類方法後(hòu)，重點介紹了系統綜合集成(chéng)的概念和未來發(fā)展趨勢。  

 1 系統、集成(chéng)與系統集成(chéng) 

系統集成(chéng)應該首先從系統說起(qǐ)。

什麼(me)是系統？系統就(jiù)是爲某一特定目标、具有特定功能(néng)的、相互間具有有機聯系的諸多元素所構成(chéng)的一個整體。所以說，系統本身就(jiù)是許多元素的集成(chéng)組合體。

集成(chéng)（integration）,也有人譯爲“整合”，就(jiù)是爲了實現系統的功能(néng)而進(jìn)行的再創造的過(guò)程。隻有將(jiāng)系統中的各個成(chéng)分都(dōu)進(jìn)行有機地連接，完成(chéng)系統的特定功能(néng)，達到系統的目标，才能(néng)稱爲“集成(chéng)”。所以，集成(chéng)本身就(jiù)是一個系統的概念。但是，系統集成(chéng)不是簡單部件的組合。例如計算機系統，就(jiù)是由幾十上百個部件組合起(qǐ)來的。這(zhè)些部件能(néng)夠組合成(chéng)計算機系統，雖然也可以稱爲集成(chéng)，但并不是系統集成(chéng)的原意。系統集成(chéng)也不是堆積，將(jiāng)一些系統放在一起(qǐ)，形不成(chéng)整體的效果，達不到統一的目标，也不是系統集成(chéng)。

所謂系統集成(chéng)（integrated system），是針對(duì)某個應用目标而提出的全面(miàn)解決方案（total solution）的實施過(guò)程。也就(jiù)是說，系統集成(chéng)與具體的應用密切相關。一般說來，信息系統的集成(chéng)，是指爲實現某一應用目标而進(jìn)行的基于計算機網絡、數據庫、數據處理等大型信息系統的建設過(guò)程。

所謂“綜合集成(chéng)”（meta synthesis），又是另外一個更高層次的概念，它指的是在更大系統範圍上的、在内容一級的集成(chéng)。它不僅需要系統集成(chéng)的支持，而更需要對(duì)信息内容的綜合。  對(duì)系統集成(chéng)概念的不清，造成(chéng)了一些認識和做法上的混亂。有人認爲，系統集成(chéng)就(jiù)是聯網，就(jiù)是把一些産品進(jìn)行堆積，而不管系統將(jiāng)要達到的目标是什麼(me)。那種(zhǒng)“爲網而網”、把計算機當成(chéng)打字機的現象，我們已經(jīng)屢見不鮮了。特别當系統比較複雜時(shí)，可能(néng)我們看到的就(jiù)隻是各種(zhǒng)具有相當強能(néng)力的設備，而忘記了這(zhè)些設備是幹什麼(me)的了。那些爲了“加快信息化進(jìn)程”而一哄而上的局部網、園區網、計算中心等，就(jiù)是*典型的代表。系統集成(chéng)概念的産生，就(jiù)是從系統的角度把系統的目标突出了出來。 

系統集成(chéng)可以分爲4個層次：以網絡連接爲主的連接層、以系統體系爲主的體系層、以應用爲主的應用方案層，以及以内容爲主的綜合集成(chéng)層。在網絡連接層進(jìn)行的系統集成(chéng)，就(jiù)是通過(guò)集成(chéng)建立各計算機及相關設備的通信連接，例如采用網絡适配器、電纜光纜、HUB、路由器、交換機等，將(jiāng)系統的各部分進(jìn)行互連，使得信息能(néng)夠在系統内暢通無阻。體系層的系統集成(chéng)，就(jiù)是确立在系統中各子系統之間的體系組成(chéng)方式。例如，采用客戶/服務器體系、分布對(duì)等交互體系、集中計算服務體系等，都(dōu)是這(zhè)些體系的例子。應用方案層的系統集成(chéng)，是通過(guò)對(duì)應用的分析建立起(qǐ)應用支持環境，也就(jiù)是提供一個應用的解決方案。例如，建立起(qǐ)應用數據庫、應用系統等。以上這(zhè)三個層次的系統集成(chéng)，是我們平常*常見的系統集成(chéng)方式，有時(shí)隻進(jìn)行*下面(miàn)一層集成(chéng)，有時(shí)三層集成(chéng)同時(shí)都(dōu)要做。這(zhè)種(zhǒng)系統集成(chéng)的基礎是開(kāi)放系統互連理論和标準化。早期的ISO/OSI，以及90年代普及的TCP/IP,Client/Server體系、ODBC等等，都(dōu)是在系統集成(chéng)領域的典型代表。 

随著(zhe)信息化程度的不斷提高，我們對(duì)系統的集成(chéng)水平和期望也不斷提高。我們不僅希望系統能(néng)夠在前三個層次上集成(chéng)爲有機的整體，而且，我們更希望系統能(néng)夠幫助我們在解決問題特别是複雜問題方面(miàn)提供更強大的支持。我們已經(jīng)不滿足于系統能(néng)夠爲我們提供充足的信息，我們希望系統能(néng)夠幫助我們找到想要的信息、對(duì)泛如海洋般的信息進(jìn)行分析，以幫助我們決策。這(zhè)是從延伸我們的體力到延伸我們的能(néng)力和知識的變化，在這(zhè)個層次上的集成(chéng)，就(jiù)是綜合集成(chéng)。 

 2 什麼(me)是系統綜合集成(chéng) 

出于對(duì)信息社會(huì)的深刻理解和針對(duì)系統方法在發(fā)展和實踐中的問題，**科學(xué)家錢學(xué)森提出了“定性定量綜合集成(chéng)（meta synthesis）”的思想，即“將(jiāng)專家、群體、數據和各種(zhǒng)信息與計算機仿真有機地結合，把各種(zhǒng)學(xué)科的理論和人的經(jīng)驗與知識結合起(qǐ)來，發(fā)揮整體優勢”。随後(hòu)又具體爲建立支持定性與定量相結合的綜合集成(chéng)研讨廳的設想，是試圖解決對(duì)複雜系統的研究及研究方**問題的一個很好(hǎo)的解決方案。這(zhè)實際上是將(jiāng)現代的計算機信息技術、多媒體技術、人工智能(néng)技術、現代模拟仿真技術、虛拟現實技術引入到系統工程的領域，以解決許多用傳統方法難以解決的問題。把定量的模型計算與主要是由專家掌握的定性知識有機地結合起(qǐ)來，實現定性知識與定量數據之間的相互轉化。由專家介入到模拟過(guò)程之中解決那些計算機不好(hǎo)解決的非結構化問題，即人在回路中，發(fā)揮了“人機一體，各取所長(cháng)”的作用。在這(zhè)裡(lǐ)，人或組織利用研讨廳進(jìn)行研讨、辯論和“對(duì)抗”，從情況的認識、情況的判斷、系統問題識别、問題解産生到論證評價、決策方案實施以及反饋，都(dōu)可以由此得到知識、認識和理論。這(zhè)是科學(xué)實驗，*終是爲實踐服務。而在系統中提供的模拟仿真和虛拟現實表現出來的“身臨其境”，也是一種(zhǒng)實驗，但它提供的是未來的“實踐”。這(zhè)種(zhǒng)把分析、判斷和決策與決策後(hòu)的“實踐”閉合起(qǐ)來的方法，大大擴展了系統方**的範圍，很好(hǎo)地調和了系統方**中的矛盾，可以解決許多原先難以解決的問題。在未來的知識經(jīng)濟發(fā)展中，綜合集成(chéng)技術將(jiāng)越來越顯示出其強大的生命力，它將(jiāng)成(chéng)爲知識經(jīng)濟社會(huì)的*重要的技術支柱之一。

工業生産造就(jiù)分工，信息生産專事(shì)融合，這(zhè)是工業化社會(huì)走向(xiàng)信息化社會(huì)過(guò)程中非常明顯的變化，而綜合集成(chéng)技術爲适應這(zhè)種(zhǒng)變化提供了相應的手段。將(jiāng)計算機用來打印報表是對(duì)計算機的浪費，而將(jiāng)計算機簡單地連入網絡，也隻是集成(chéng)的*簡單的行爲。綜合集成(chéng)的目标不僅僅是連入，而更重要的是關于信息的融合，這(zhè)也就(jiù)是稱之爲綜合集成(chéng)的道(dào)理。信息經(jīng)濟的理想狀态是通過(guò)計算機網絡進(jìn)行充分的信息融合，減少不必要的迂回，達到生産和消費的高度融合。綜合集成(chéng)的目的就(jiù)是要將(jiāng)各種(zhǒng)信息收集過(guò)來，然後(hòu)進(jìn)行分類、整理、抽取和融合，獲取有用的信息，學(xué)到知識，*終爲應用服務。 

知識與信息在本質上是完全不同的事(shì)物，信息系統技術爲信息的使用提供了手段，而綜合集成(chéng)技術爲知識的管理和利用打開(kāi)方便之門。信息系統技術建立了有效的信息傳輸、處理、分發(fā)和管理的手段，雖然至今來看在世界範圍内既不均衡也不完善，但它确實改進(jìn)了信息的利用。知識隻存在于使用者身上而并不存在于信息的集合當中，對(duì)知識的管理既要對(duì)信息進(jìn)行管理，也要對(duì)人管理。簡單地說，“知識管理”是這(zhè)樣(yàng)一個過(guò)程：它對(duì)組織或企業集成(chéng)的知識和技能(néng)進(jìn)行獲取，不論這(zhè)些知識和技能(néng)是存在于紙上，或是在數據庫中，還(hái)是在人的腦海裡(lǐ)，然後(hòu)將(jiāng)這(zhè)些知識和技能(néng)分布到能(néng)夠幫助組織和企業實現**産出的地方。知識管理的目标就(jiù)是力圖將(jiāng)*恰當的知識，在*恰當的時(shí)候，傳遞給*恰當的人，使他們做出**的決策。綜合集成(chéng)在很大程度上就(jiù)是要在技術上實現這(zhè)個過(guò)程。 

隻有人類才能(néng)在知識的創新過(guò)程中扮演核心角色，而綜合集成(chéng)技術要爲知識創新提供人機和諧的環境。我們已經(jīng)理解用機器取代人并不是一個明智的想法，人機分工是信息系統的*佳形式，而創新必定要由人類完成(chéng)。知識的創新也隻能(néng)發(fā)生在人們社會(huì)的交互過(guò)程之中。無論計算機能(néng)力有多大，它始終不過(guò)是人類的工具。綜合集成(chéng)與一般的集成(chéng)的*直接區别就(jiù)是，人完全作爲系統的組成(chéng)部分，按照“人機分工”的原則在系統中發(fā)揮作用。如同其他工具一樣(yàng)，綜合集成(chéng)技術在爲人的創造力提供一個人機有效結合的良好(hǎo)環境。

3 綜合集成(chéng)技術發(fā)展趨勢 

爲了達到對(duì)信息快速響應、輔助知識管理的目的，綜合集成(chéng)技術已經(jīng)成(chéng)爲技術的熱點，未來的許多發(fā)展潛力都(dōu)蘊涵在這(zhè)個領域當中。綜合集成(chéng)其實并不是什麼(me)新概念，早就(jiù)有人試圖去建立這(zhè)種(zhǒng)環境，但就(jiù)像理想中的烏托邦一樣(yàng)無一例外地失敗了。這(zhè)是因爲條件尚不具備。“一朝分娩”尚需“十月懷胎”，當時(shí)的環境并不适合。雖有網絡，但範圍太小，也沒(méi)有多少信息；雖有人機接口，但技術尚未達到實用；雖有人工智能(néng)的應用，但隻能(néng)成(chéng)爲擺設，并無多少價值。但今天，無論從哪個方面(miàn)，我們都(dōu)已經(jīng)走到了新時(shí)代的門檻上了。綜合集成(chéng)又再一次地成(chéng)爲了熱點，也成(chéng)爲我們在未來設計考慮中不可缺少的内容。 

第一，我們在信息系統設計時(shí)，必須把目光放到基于Internet網的“大信息環境”下去考慮。現在還(hái)有人在讨論這(zhè)個問題：Internet網出現在70年代，80年代已經(jīng)廣爲人知，但爲什麼(me)到了90年代才突然大放異彩，迅速得到發(fā)展呢？在這(zhè)裡(lǐ)，除了在網絡技術上多年的積累，技術逐步成(chéng)熟以外，WWW技術的産生和引爆起(qǐ)到了十分關鍵的作用。作爲多媒體技術的分支之一，超文本技術在網絡上找到了其**曆史意義的應用，實在是很多人沒(méi)有想到的。現在我們反過(guò)來去研究WWW的作用，就(jiù)很容易發(fā)現，WWW所做到的*重要的一點就(jiù)是將(jiāng)複雜的網絡操作，通過(guò)超文本技術和簡單的協議，變換成(chéng)了簡單的“點擊”。其直接的結果就(jiù)是使得用戶不需要什麼(me)網絡知識和約定，便可以很容易地訪問任意地點的計算機資源。用戶群的擴大導緻資源的增長(cháng)，反過(guò)來又促進(jìn)了用戶群的再次擴大，如此循環往複，就(jiù)導緻了Internet網的迅速發(fā)展。從原理上講，這(zhè)些技術都(dōu)不是什麼(me)新的發(fā)明，也不複雜，但通過(guò)巧妙地組合（其實也是集成(chéng)），就(jiù)引發(fā)了一場變革。而這(zhè)種(zhǒng)變革帶來的就(jiù)不僅僅是技術上的變化，更重要的是其引起(qǐ)了信息化社會(huì)、信息化産業等方面(miàn)迅速進(jìn)步。從這(zhè)裡(lǐ)我們可以發(fā)現，依托Internet網的“大信息環境”建立各類信息應用，將(jiāng)成(chéng)爲未來*重要的發(fā)展趨勢；在這(zhè)個環境下實現各種(zhǒng)多媒體技術的綜合集成(chéng)，是未來技術發(fā)展的突破口。 

第二，建立系統各要素之間的關系。不同的系統要素需要建立統一的連接方法，超媒體是建立系統各元素連接的可用的一種(zhǒng)方法。早期的超文本(hypertext)建立的是文本字符的“超鏈”，後(hòu)來的超媒體（hypermedia）把各種(zhǒng)多媒體數據的關系也初步建立了起(qǐ)來。***的當屬WWW，它利用Internet網的統一資源定位器URL(uniform resource locator)、HTML語言和HTTP協議，建立了在全網範圍内多種(zhǒng)媒體數據的相互連接關系，用戶可以在不用了解任何專業技術的基礎上，就(jiù)可以獲得所要的數據和信息。這(zhè)正是WWW之所以成(chéng)功的*重要的原因。WWW的成(chéng)功給我們一個啓示：超文本建立的是文本的超鏈的連接，超媒體建立的是多媒體之間的連接，那麼(me)在“大信息環境”下的應用要涉及到的各種(zhǒng)要素遠遠不僅僅是這(zhè)一些内容。作爲一個未來的複雜應用（特别是虛拟化、協同化和可視化的應用），可能(néng)要涉及到各類媒體數據、各種(zhǒng)資源中心、參與協作的人員和專家、處理的單元、參與的任務和需要解決的問題等多種(zhǒng)要素，在各種(zhǒng)要素之間還(hái)存在著(zhe)更爲複雜的相互關系。建立起(qǐ)這(zhè)些要素之間的關系，也要依靠超媒體技術，即未來的開(kāi)放超媒體技術。將(jiāng)資源的範圍擴大，用超媒體建立起(qǐ)包括數據、信息、知識、模型、專家、處理等各種(zhǒng)系統要素之間的綜合集成(chéng)“超鏈”聯系，通過(guò)能(néng)夠自主工作和學(xué)習的所謂“智能(néng)代理”在信息媒體協作空間上的相互影響，形成(chéng)多媒體綜合集成(chéng)環境，形成(chéng)以超媒體爲基礎的超級中間件(hyper-midware)，是綜合集成(chéng)環境所要研究的主要問題之一。

第三，必須在“内容”一級上去實現綜合集成(chéng)技術，與之相關的技術將(jiāng)是未來競争的重點。要做到綜合集成(chéng)而非簡單的集成(chéng)，就(jiù)必須能(néng)夠在信息内容上有充分的操縱手段，包括從多媒體信息源中挖掘知識。系統綜合集成(chéng)必然要涉及到對(duì)内容的綜合，但對(duì)多媒體而言，目前我們還(hái)缺乏完全實用的對(duì)媒體的理解或識别能(néng)力。例如，圖像的理解、語音的識别、視頻的情節理解等等。但多年來在這(zhè)些方面(miàn)研究取得的進(jìn)步也是有目共睹的。多媒體的基于内容檢索技術與傳統的圖像理解或語音識别不同，它首先要做的是不用任何領域知識對(duì)大量的媒體進(jìn)行識别和分類，在低層的物理特征的基礎上檢索出所需的内容，而將(jiāng)理解其真正的含義的工作交給用戶自己去做。不需領域知識的低層特征識别雖然可以大規模地縮小目标空間，但在内容一級上實現綜合還(hái)需要更高層次的特征和語義。這(zhè)種(zhǒng)更精細的識别需要領域知識，層次愈高就(jiù)愈需要人工智能(néng)技術的進(jìn)步，但畢竟目前這(zhè)方面(miàn)離真正實用還(hái)有相當大的距離。可以這(zhè)樣(yàng)說，誰先掌握了對(duì)内容的實用處理能(néng)力，誰就(jiù)會(huì)在未來的競争中占據主動。微軟、IBM等對(duì)相關的技術如語音識别、圖像理解、視頻處理、多媒體技術等進(jìn)行大量的投入，也說明了這(zhè)一點。 

第四，綜合集成(chéng)環境必須是能(néng)夠支持協同工作的環境，必須支持人的介入。複雜的問題需要多人協作解決，協作本身就(jiù)是一個難題。在大信息環境下，計算機支持的協同工作要逐步發(fā)展爲多媒體綜合集成(chéng)環境支持下的協同工作，即從CSCW發(fā)展爲M2SCW (multimedia metasynthesis supported cooperative work)。這(zhè)種(zhǒng)支持將(jiāng)在很大程度上與多媒體會(huì)議技術、虛拟現實技術、信息融合技術、協同感知技術等新技術的發(fā)展程度有關。例如，通過(guò)電話進(jìn)行協作顯然不如通過(guò)電視會(huì)議進(jìn)行協作更直觀和方便，而在未來可以將(jiāng)異地不同的協作參與者合成(chéng)到一個虛拟的空間之中，對(duì)虛拟的對(duì)象進(jìn)行操作，那又更加不同。在跨全球範圍的、虛拟與真實交彙的、多對(duì)象多人的環境中實現一個智能(néng)化的協同工作環境，是綜合集成(chéng)技術未來所要達到的目标。 

第五，綜合集成(chéng)環境必須能(néng)夠支持廣泛的服務。對(duì)于21世紀的預測之一是各種(zhǒng)信息服務將(jiāng)會(huì)急劇發(fā)展，在很大程度上將(jiāng)像自來水、電、煤氣一樣(yàng)引入到千家萬戶，用戶可以通過(guò)Internet網獲得更多的信息服務。用戶可以獲得各種(zhǒng)媒體、素材、數據、信息，可以訪問任何人，例如醫生、專家或教授，可以獲得在“大信息環境”中所具有的所有服務。但是，獲得的這(zhè)些服務除了要在用戶的終端上集成(chéng)外， 很大程度上需要結合用戶需求進(jìn)行綜合，而不是一股腦地將(jiāng)這(zhè)些堆給用戶，使得用戶面(miàn)對(duì)汪洋大海般的信息反而無所适從。如果不加限制，可能(néng)連“信息垃圾”也堆給了用戶，**就(jiù)會(huì)導緻用戶的拒絕。所以，對(duì)從不同服務而來的各種(zhǒng)信息服務，需要有智能(néng)化的尋找、檢索、過(guò)濾和選擇的手段，還(hái)需要能(néng)夠對(duì)這(zhè)些信息進(jìn)行組合、歸納和融合，生成(chéng)新的信息和進(jìn)行新的表現。多媒體綜合集成(chéng)的目的就(jiù)是爲了達到這(zhè)個目标，綜合是服務集成(chéng)的關鍵。 

第六，在綜合集成(chéng)環境下實現知識管理是綜合集成(chéng)技術的基本目标。知識管理的基本職能(néng)是外化、内化、中介和認知。外化是以外部儲藏庫的形式收集知識，并提供相應的标準進(jìn)行組織，根據各知識源的相似之處實現分類和識别。在此基礎上，用聚類的方法找出知識庫中各知識結構之間隐含的關系或聯系。綜合集成(chéng)環境不僅要能(néng)夠爲用戶提供功能(néng)強大的搜索引擎，而且還(hái)要進(jìn)行分類的管理。内化是設法發(fā)現與特定需求相關的知識結構。在内化過(guò)程中，從外部儲藏庫中提取知識，并以*适合的方式進(jìn)行重新布局或表現，通過(guò)過(guò)濾來發(fā)現與知識尋求者相關的東西。智能(néng)化的處理將(jiāng)逐步做到這(zhè)一點。中介過(guò)程強調明确固定的知識傳送，將(jiāng)需要知識的對(duì)象與*佳的知識源相匹配。通過(guò)追溯個體的經(jīng)曆和興趣，中介能(néng)把需要研究某一課題的人和相關的有經(jīng)驗的專家等連接起(qǐ)來。這(zhè)就(jiù)是所謂的個性化設計，綜合集成(chéng)環境應該能(néng)夠逐步地識别每個用戶的需求，然後(hòu)主動提供服務。認知是對(duì)前三項功能(néng)得到的知識的運用，是知識管理的**目标。現有技術很少能(néng)夠實現認知過(guò)程的自動化，通常都(dōu)是采用專家系統技術、人工智能(néng)技術、數據倉庫技術等綜合實現決策的支持和輔助。這(zhè)些技術的發(fā)展，對(duì)未來的發(fā)展起(qǐ)著(zhe)關鍵性的作用。 

4 結束語 

集成(chéng)、系統集成(chéng)、系統綜合集成(chéng)，是不同層次的系統集成(chéng)概念的表述。上面(miàn)簡單介紹了系統集成(chéng)與綜合集成(chéng)的基本概念，重點讨論了系統綜合集成(chéng)的内容和發(fā)展趨勢。雖然沒(méi)有直接讨論測控的綜合集成(chéng)問題，但將(jiāng)系統綜合集成(chéng)的思想應用于測控領域也是十分合适的。事(shì)實上，系統綜合集成(chéng)更像是一種(zhǒng)方法學(xué)，它使得我們可以站在一個更高、更全面(miàn)的位置上考慮問題。