随着信息技术的快速发展,信息系统也逐渐由低级到高级、由简单到复杂、由封闭孤立到开放协同地发展;具体表现为系统组分的独立性越来越强、组分之间的耦合度越来越低、组分之间组合交互的灵活度越来越高,信息系统也因此越来越具有复杂性系统的特征。信息系统的复杂性在近年来兴起的社会性软件和Web2.0中表现得尤其突出。在对大量的社会性软件和Web2.0系统进行分析后,本文总结出社会性软件和Web2.0有别于传统信息系统的4类特征:1、主体参与式架构,人件引入信息系统设计;2、开放式架构,系统间协同与互操作的关系错综复杂,有明显的类生态特征;3、系统内存在大量非线性机制和自组织现象,能够在使用中不断改变和适应性调整自身的功能及组织结构;4、社会关系网络引入信息系统,在一些社会性软件和Web2.0中,通过用户的自发协作、自底向上地构建出了各种社会关系网络。这些新特征让社会性软件和Web2.0具有超越过去普通信息系统的复杂性,而具有了类社会系统和类生态系统的复杂性。结合上述分析,本文区分了信息系统三个层次的复杂性:对象复杂性、社会复杂性和生态复杂性,并总结出这些复杂性给信息系统研究设计带来的系列难题,如难以理解和把握系统的动态机制的设计,系统的适应性的设计难以控制,系统的行为不可预期,系统的发展前景难以评价,无法进行可重复测试(系统性能与功能的稳定性和不变性是用户可用性测试及算法比较测试的预设前提,系统的动态复杂性和适应性演化特征让这一预设前提不再成立),信息系统的演化及相关技术的发展规律难以认识,等等。在论证上述系列难题在传统的信息系统范式中无法解决之后,为了能有效地研究和设计复杂信息系统,本文提出了基于CAS理论的信息系统范式,即复杂适应信息系统(CAIS:Complex Adaptive Information System)范式,具体包括一系列关于信息系统设计观念的变革,一个基于CAS抽象架构的概念模型,一些设计指导原则等。然后结合CAIS范式对复杂信息系统研究及设计中的一些具体问题进行了研究。具体研究的内容及相关结论如下: