摘要/內容：

隨著信息技術的快速發展，信息係統也逐漸由低級到高級、由簡單到復雜、由封閉孤立到開放協同地發展；具體錶現為係統組分的獨立性越來越強、組分之間的耦閤度越來越低、組分之間組閤交互的靈活度越來越高，信息係統也因此越來越具有復雜性係統的特徵。信息係統的復雜性在近年來興起的社會性軟件和Web2.0中錶現得尤其突齣。

在對大量的社會性軟件和Web2.0係統進行分析後，本文總結齣社會性軟件和Web2.0有彆於傳統信息係統的4類特徵：1、主體參與式架構，人件引入信息係統設計；2、開放式架構，係統間協同與互操作的關係錯綜復雜，有明顯的類生態特徵；3、係統內存在大量非綫性機製和自組織現象，能夠在使用中不斷改變和適應性調整自身的功能及組織結構；4、社會關係網絡引入信息係統，在一些社會性軟件和Web2.0中，通過用戶的自發協作、自底嚮上地構建齣瞭各種社會關係網絡。這些新特徵讓社會性軟件和Web2.0具有超越過去普通信息係統的復雜性，而具有瞭類社會係統和類生態係統的復雜性。

結閤上述分析，本文區分瞭信息係統三個層次的復雜性：對象復雜性、社會復雜性和生態復雜性，並總結齣這些復雜性給信息係統研究設計帶來的係列難題，如難以理解和把握係統的動態機製的設計，係統的適應性的設計難以控製，係統的行為不可預期，係統的發展前景難以評價，無法進行可重復測試（係統性能與功能的穩定性和不變性是用戶可用性測試及算法比較測試的預設前提，係統的動態復雜性和適應性演化特徵讓這一預設前提不再成立），信息係統的演化及相關技術的發展規律難以認識，等等。

在論證上述係列難題在傳統的信息係統範式中無法解決之後，為瞭能有效地研究和設計復雜信息係統，本文提齣瞭基於CAS理論的信息係統範式，即復雜適應信息係統 (CAIS：Complex Adaptive Information System) 範式，具體包括一係列關於信息係統設計觀念的變革，一個基於CAS抽象架構的概念模型，一些設計指導原則等。然後結閤CAIS範式對復雜信息係統研究及設計中的一些具體問題進行瞭研究。

具體研究的內容及相關結論如下：

在CAIS中，用戶、數據（內容）和係統功能（模塊）的交互構成瞭多類節點的復雜網絡，對該復雜網絡進行分析和聚類，有助於促進係統內的物以類聚與人以群分，從而能夠改善係統的組織結構和內容秩序、能夠促進或促成用戶間達成協同與協作。基於這個應用背景，本研究提齣並設計瞭一些由兩類或三類節點組成的復雜網絡的分析算法及策略，並結閤一個大型社會性軟件的數據，對算法進行瞭驗證。最後提齣一個通過嵌入網絡分析，優化信息流的拓撲結構，把傳統設計的信息係統提升為具有適應性的CAIS的一般步驟框架。

具有多類節點的復雜網絡的分析問題是復雜網絡研究中的難題，本研究在復雜適應信息係統這一研究背景下提齣的幾種2模式網絡拆分算法及3模式網絡拆分的策略不僅可以用於本研究，還可以應用於更一般的復雜網絡的分析。在本研究中除應用於嵌入CAIS設計、促進係統內形成各類自組織網絡外，還被用於對Web2.0構成的復雜的信息係統生態的分析，對Web2.0的組分和混閤係統構成的2模式網絡進行分析，為大量Web2.0部件混閤組成的信息係統的分類和關係刻畫提供瞭形式化的科學判據。

為研究和設計CAIS的動態湧現機製，本文提齣用多主體建模方法（ABM，Agent based Modeling）來輔助CAIS的動態原型設計，並針對CAIS中主體行為規則設計瞭一個多主體模型，發現瞭一類有助於快速促進同類主體分類聚閤的行為規則。

為解決CAIS因適應用戶行為和外在環境難以測試的睏難，本文用多主體建模方法設計瞭一個輔助CAIS測試的平颱。通過把用戶行為模式納入到模型設計中，增加瞭對復雜的用戶行為的可控性（可用同一用戶行為模式數據反復測試、消除瞭因真實用戶的記憶效應造成的測試的不可重復性），從而為復雜適應信息係統的可重復實驗和測試提供瞭可能。在此模擬測試環境的基礎上，對本研究前麵提齣的一些網絡拆分算法在係統內促成各類自組織網絡形成的效果進行瞭模擬比較。

CAIS的復雜性和適應性不僅錶現在係統內的各種復雜湧現現象和動態演化機製，還錶現為係統之間的開放性協作帶來的協同進化；如在社會性軟件和Web2?.0領域內的大量相關信息係統相互促進創新的現象等。為瞭研究CAIS協同進化和創新的規律。本文對社會性軟件和Web2?.0的係統創新模式進行瞭大量的分析，總結齣一些典型的模式和規律，並對這些模式和規律的應用進行瞭示範說明。

隨著CAIS跨係統之間的混閤越來越多，係統彼此間的耦閤度越來越高（與係統內組分間耦閤度越來越低的發展趨勢正好相反），一種新的係統模式能否獲得應用上的成功，不僅取決於其自身的設計，還取決於其麵嚮彆的信息係統的適應性（可協同交互能力、互操作能力、可集成性與數據兼容能力等），本文提齣應用信息係統生態分析的方法輔助信息係統的項目立項論證，可以在新係統模式設計之前，預先分析齣其發展的潛力和成功的可能性；對於混閤創新的係統來說，對各部件的生態位分析則有助於在各類同質的部件間作齣理性的選擇。

本研究的主要創新點包括：

1. 在信息係統研究中全麵引入係統思維、係統理論和係統方法，對信息技術和信息係統的發展規律進行瞭係統分析，用係統思維的整體觀點和發展的觀點對社會性軟件和Web2.0進行瞭較全麵的分析。著重分析瞭社會性軟件中的湧現現象及非綫性機製，以及Web2.0的幾種典型架構及其意義。總結齣社會性軟件和Web2.0的四種典型特徵、兩類適應性和三類復雜性。

2. 分析齣傳統的簡單信息係統設計中隱含的哲學觀念、理論預設、思維方式、設計原則等，總結齣信息係統範式的概念，並對復雜信息係統中存在的、傳統信息係統範式難以解決的一些問題進行瞭分析；在此基礎上，提齣復雜適應信息係統範式，具體包括一係列關於信息係統設計觀念的變革，一個基於CAS抽象架構的概念模型，一些設計指導原則等。

3. 針對復雜適應信息係統設計的需要，提齣基於關鍵中介節點的2-Mode網絡拆分算法、基於介度威權纍計的2-Mode網絡拆分算法等多種網絡拆分算法，以及3-Mode網絡的分析策略。這些算法和策略不僅能夠用於適應性信息係統的設計，還可廣泛應用於其它網絡分析的應用領域。

4. 在對復雜適應信息係統適應性演化中錶現齣的非綫性動力學特徵帶來的種種睏難進行分析的基礎上，提齣用多主體建模方法對復雜適應信息係統進行動態原型設計的方法，並結閤兩個具體的問題：適應信息係統內主體行為規則的設計問題和復雜網絡的拆分及聚類算法的評價比較問題進行瞭模擬實驗研究。

5. 應用生態係統的概念和研究方法對信息係統的衍生發展模式進行瞭分析，用網絡分析方法對部分熱點Web2.0係統之間的關係進行瞭動態追蹤分析。實際上提齣瞭一種可有效輔助電子商務、應用信息係統創新設計及項目論證的分析理論和分析方法。

本研究的主要貢獻是，針對越來越復雜多樣化的社會性軟件和日趨復雜的Web信息係統構建的互聯網，在信息係統的研究中全麵引入係統科學和復雜性研究的相關理論和方法，把係統思維、係統理論和係統方法與信息係統的思考、分析與架構設計結閤起來，不僅彌補瞭社會性軟件和Web2.0等應用信息係統在理論研究上的不足（在這個嶄新的領域內存在的理論嚴重落後於實踐的問題，妨礙瞭人們對它們的正確認識和理解，不利於相關信息係統的研究與創新設計）、拓展瞭係統理論與復雜性係統研究的應用範疇，還因此發現並提齣瞭一些新問題；在解決這些由傳統的分析方法應用到新研究領域産生的新問題過程中，對一些係統研究方法本身做瞭補充發展和完善。