信息系统效率模型一、引言 近年来，随着信息系统结构复杂性和应用系统功能多近年来，随着信息系统结构复杂性和应用系统功能多样化的日益扩大，人们对整个信息系统的性能要求越来越样化的日益扩大，人们对整个信息系统的性能要求越来越高，企业员工需要高性能、高速度和高质量的应用系统。高，企业员工需要高性能、高速度和高质量的应用系统。这些客观需求迫使信息系统的建设者在信息系统的开发过这些客观需求迫使信息系统的建设者在信息系统的开发过程中认真考虑和研究信息系统，建立以响应时间、吞吐量、程中认真考虑和研究信息系统，建立以响应时间、吞吐量、资源利用率和界面操作适宜性等为标准的性能概念，保障资源利用率和界面操作适宜性等为标准的性能概念，保障信息系统的运行质量，提高用户的工作效率。信息系统的运行质量，提高用户的工作效率。二、评价指标的选择与分析方法2.1 选择标准 代表性代表性：选择的指标能反映系统的某一类性能特性， 在众多反映该类特性的指标中具有代表意义； 完备性完备性：选择的指标集能覆盖最终用户所关心的内容和问题； 可衡量性可衡量性：选择的指标应该能客观的测量获得。2.2 2.2 分析方法 对系统性能进行分析的目的是使系统性能满足用户的需求，并对系统性能进行分析的目的是使系统性能满足用户的需求，并使得系统资源配置趋于合理化，由于资产管理中心近年上线系统是基于使得系统资源配置趋于合理化，由于资产管理中心近年上线系统是基于B/SB/S构架（在客户端的计算机上只要求安装浏览器构架（在客户端的计算机上只要求安装浏览器(Browser),(Browser),用户通过用户通过浏览器提出服务请求后由远程的浏览器提出服务请求后由远程的WebWeb服务器响应用户的请求，通常称为服务器响应用户的请求，通常称为浏览器浏览器/ /服务器结构简称服务器结构简称B/S,WebB/S,Web服务器需要的数据存储在数据库服务器服务器需要的数据存储在数据库服务器上）的应用系统，所以本文采用此构架来论述，它的结构如下图：上）的应用系统，所以本文采用此构架来论述，它的结构如下图：根据B/S结构所固有的一些特性，可以建立的指标体系如下：三、系统效率模型的构建 假设一个工作人员完成一项工作被定义为一个来自工作人员的要求执行办公系统所提供的功能的请求。系统硬件资源将资源分为I / O资源、内存资源和传输资源，由于这部分的指标影响因素较多不便衡量，故我们可以将这些资源看作是一个“黑盒子”，我们将这些部件通称为资源，从而，一个办公事务的执行路径可能激发对各种资源的多次访问。设：V i 是一个办公事务中访问资源i 的平均数， S i 是对资源每次访问的平均响应时间，平均任务处理时间Di是资源i 对这一办公事务的总的服务时间，我们可以计算得到Di是Vi和Si 的乘积，即： Di = Vi Si (1)注：公式(1)是效率模型的基础，其他模型公式都是基于它推导出来的。资源的吞吐量根据平均访问数V i 的定义，每个结束的办公事务要平均通过资源i V i 次，如果每个单位时间结束X0 个事务，则单位时间内Vi X0 个事务访问了资源i，所以队列i 的平均吞吐量Xi 是Vi X0，因此可以得出资源吞吐量的公式： Xi = Vi X0 (2)资源的利用率 在办公事务的执行过程中，同时会有多个办公人员对同一个资源提出请求，这样每一个办公事务访问一个资源时，它必须排列在队列里以等待使用这个资源办公系统中的资源i 的利用率Ui 定义为资源忙碌的时间比率，所以，如果t 秒内视队列i ，发现资源在Bi 秒内忙碌，它的利用率Ui 就是Bi/t。假设在相同的时t 内，系统结束了C0 个访问请求，这表明这个队列的平均吞吐量是Xi=C0/t。将这个关系结合利用率的定义，得到以下结论： Ui=Bi/t=Bi/(C0/Xi)=(Bi/C0)Xi=Si Xi （3） 注：Bi/C0=Si 参考公式（1）。资源的效率模型根据资源的服务时间、利用率和吞吐量，可以得到资源需求的效率模型： Di=Vi Si=(Xi/X0)X(Ui/Xi)=Ui/X0 （4）办公系统的效率模型应用 下面结合资产管理中心催收外挂系统WCS的例子来描述一下效率模型的应用。效率模型的应用分为两种情况：(1)现有系统的效率监控；(2)现有系统业务扩展的效率预测。现有系统的效率监控 假设我们在一个小时的时间内监测WCS系统，此期间共执行了6000个催收案件作业（估算同时登入系统人数200人，人均作业30个），平均每个作业需要访问服务器资源5次（催收主信息、催收历史、账单查询、联机查询、代码录入）网络服务器的时间参考值是35 ms,那么网络服务器平均吞吐量是多少? 根据公式（2）Xi=56000/3600=8.33t/s 根据公式（3）计算资源利用率Ui=0.0358.33=0.2916=29% 或者根据公式(4)利用率Ui=DiX0=50.0356000/3600=0.29167=29%现有系统业务扩展的效率预测假设按上面的例子我们的人数突然激增5倍，排除网络硬件环境的影响，其他数据不变，每小时处理案件数30000个，那么最后得出的利用率为：530000/36000.035=146%从计算结果我们可以看出，系统无法支持预测的业务量的扩展，因为任何资源的利用率不能超过100%四、面向用户效率模型的构建平均响应时间：这是一个与最终用户密切相关的性能指标, 它指用户发送一个功能操作请求到操作正确完成所需要的时间。影响响应时间的原因有很多, 包括用户数量、网络速率、服务器处理能力、终配置以及操作者的素质等多方面因素，所以以下从用户角度的感受来讨论响应时间。关于评价结果可以参考人机交互界面工程关于SRT(system response time)的研究SRT是指从用户开始一个行动到计算机将行动结果显示在屏幕上的时间。取值范围观察和实验的结果0 00.25s0.25s人接收信息的速度和反应速度跟不上系统人接收信息的速度和反应速度跟不上系统, ,容易产生压力容易产生压力和紧张情绪和紧张情绪, ,从而使被试加快与计算机交互频率从而使被试加快与计算机交互频率, ,思考时间思考时间缩短缩短, ,错误率较高；错误率较高；0.25s0.25s0.75s0.75s响应速度与人的信息加工能力和反应速度较匹配响应速度与人的信息加工能力和反应速度较匹配, ,出错率出错率逐渐下降逐渐下降, ,人耗费的时间较少情绪比较平和人耗费的时间较少情绪比较平和, ,从而使交互效从而使交互效率达到最高。率达到最高。0.75s0.75s2s2s用户能感觉到系统延迟用户能感觉到系统延迟, ,但对这样的速度还可以接受但对这样的速度还可以接受, , 完完成任务总时间随着成任务总时间随着SRTSRT的增加而逐渐增加；的增加而逐渐增加；2s2s5s5s用户不耐烦情绪逐渐增加用户不耐烦情绪逐渐增加, ,工作积极性逐渐下降工作积极性逐渐下降, ,当等待时当等待时间过长时间过长时, ,思维有可能被打断思维有可能被打断, ,同时短时记忆负担增大；同时短时记忆负担增大；5s5s以上以上被试普遍感到系统太慢被试普遍感到系统太慢, ,无法忍受无法忍受, ,在工作过程中表现出不在工作过程中表现出不耐烦情绪耐烦情绪, ,工作积极性受到严重影响、注意力集中程度逐工作积极性受到严重影响、注意力集中程度逐渐下降。渐下降。SRT研究结果平均单个界面信息涵盖量 一个易用的信息系统界面，不是根据机器来操作的，而是根据用一个易用的信息系统界面，不是根据机器来操作的，而是根据用户的专业水平、爱好、习惯等个性差异为他们提供个性化的使用界面。户的专业水平、爱好、习惯等个性差异为他们提供个性化的使用界面。用户控制权的实现与否很大程度上决定了用户的满意度。用户控制权的实现与否很大程度上决定了用户的满意度。 用户对系统最直观的判断总是从界面来得出的，一般得出用户对系统最直观的判断总是从界面来得出的，一般得出“不好不好用用”等相关评价的很大部分原因是操作过于繁琐，在最少的操作中得等相关评价的很大部分原因是操作过于繁琐，在最少的操作中得不到所需求的信息。不到所需求的信息。 基于选取标准的客观可衡量性，并结合实际情况从高效性里面提基于选取标准的客观可衡量性，并结合实际情况从高效性里面提出一个新的标准出一个新的标准:平均单个界面所涵盖的信息量。它的定义为一个完整平均单个界面所涵盖的信息量。它的定义为一个完整的办公事务的处理需要的办公事务的处理需要N个界面的信息量，那么平均单个界面的信息个界面的信息量，那么平均单个界面的信息量等于量等于1/N的百分比。也可以反向理解为，增大单个页面的信息量相当的百分比。也可以反向理解为，增大单个页面的信息量相当于减少操作步骤提高办公效率，反之减少会增加处理流程。为了单纯于减少操作步骤提高办公效率，反之减少会增加处理流程。为了单纯的增加效率而盲目的提高页面的信息量是不可取的，因为增加到一定的增加效率而盲目的提高页面的信息量是不可取的，因为增加到一定的值会破坏整个界面的一致性和内容的区分度，导致用户查阅信息困的值会破坏整个界面的一致性和内容的区分度，导致用户查阅信息困难。难。任务周转时间根据系统性能质量模型中公式(1)中