第7章： 决策支持系统的开发与实例(4)

第7章决策支持系统的开发与实例（4）7.4基于客户机/服务器的决策支持系统快速开发平台CS-DSSP7.5基于客户机/服务器的决策支持系统实例7．6网络环境的决策支持系统的对比分析第（2）部分7.4基于客户机/服务器的决策支持系统快速开发平台CS-DSSP7.4.1CS-DSSP开发平台综述7.4.2客户端交互控制系统7.4.3广义模型服务器系统7.4.4CS—DSSP平台决策支持方式7.4.1CS-DSSP平台综述7.4.1.1CS-DSSP平台结构基于C/S的决策支持系统快速开发平台CS—DSSP是以三层客户/服务器结构形成的通用开发平台。CS-DSSP的三层客户/服务器的结构是：客户端交互控制系统、广义模型服务器、数据库服务器。广义模型服务器包括：算法库、模型库、知识库、方案库、实例库等，通过统一的库管理系统进行管理。这些库是共享资源。客户端提供开发实际问题的可视化系统开发工具、对广义模型服务器的操作、对数据库服务器的操作等。基于C/S的决策支持系统平台CS—DSSP结构图客户端交互控制系统模型服务器操作可视化系统生成工具数据库服务器操作广义模型库管理系统运行引擎模型库算法库知识库方案库实例库数据库接口数据库服务器SQLServer数据库广义模型服务器开发平台能快速开发出实际问题的基于C/S的决策支持系统的多个方案，开发了“农业投资空间决策支持系统”等实例。1.客户端交互控制系统（1）可视化系统生成工具用于制作实际问题的系统控制流程,从而形成实际问题的系统方案。（2）模型服务器操作从客户端对广义模型服务器,进行各种管理功能和运行操作。（3）数据库服务器操作从客户端对数据库服务器中各数据库进行数据存取操作。2.广义模型服务器（1）各库的统一管理各库统一管理主要是静态管理，包括各库的存储、查询、浏览、增加、删除、修改。①存储结构各库的存储结构统一为：文件库+字典库②各库的查询、浏览、增加、修改、删除等功能（2）运行引擎各库中只有模型库、实例库是可运行的。算法库自身不可运行，它在模型中连接上数据库后作为模型运行。方案库是框架流程图文件，知识库是推理机的使用资源。①模型运行：通过运行命令来完成模型的运行。②实例运行：实例是方案（由框架和箭头流向组成）的实例化，通过实例解释程序完成它的运行。③知识推理：知识是在推理机下进行搜索和匹配。（3）数据库接口数据库接口统一为ODBC商品软件。3.基于C/S的数据库服务器选用SQLServer商品数据库。7.4.1.2CS—DSSP平台功能和DSS运行1.CS—DSSP平台功能CS—DSSP能够快速地开发实际问题的的决策支持系统（DSS）。广义模型服务器提供了大量的通用的算法、模型、知识以及有关的方案和实例。数据库服务器是存放大量公用数据。CS—DSSP的系统生成工具能够根据用户对实际问题的处理流程生成可视化框架流程，即便利用户理解，也便于方案的修改，这是提高辅助决策的有效方式。CS—DSSP平台提供了将框架细化成“主、子”框架流程结构和框架的实例化过程（将每个框连接上相应的模型，选择合适的算法，连接上相应的数据）。这样，系统方案就变成可执行的实例。实例是客户端的框架（控制）流程和模型服务器的模型以及数据库服务器中数据的综合集成体。其中模型和数据是组合件，框架流程是集成件。CS—DSSP开发的决策支持系统是多模型组合的系统，其中单模型是通过反复调试得到的合适模型，模型的组合是通过系统控制流程和集成语言程序连接算法和数据来完成的。CS—DSSP的客户端主要用于生成实际问题的DSS控制流程（框架）和DSS的运行。（1）客户端对广义模型服务器的操作两种形式：对广义模型的管理操作和对广义模型的运行。（2）客户端对数据库服务器的操作通过SQLServer软件完成的。2.实际问题的DSS系统的运行（1）DSS的运行结构实际问题的决策支持系统是由：1）系统控制流程；2）多模型组合；3）大量共享数据库存取三者组合形成。基于客户/服务器的决策支持系统DSS运行结构图调Model1条件修改参数调Model2调Model3结束Model1Model2Model3Database1Database2Database3Database4系统控制流程多模型组合大量数据库存取客户端广义模型服务器数据库服务器（2）DSS的运行机制①框架流程的运行机制框架流程运行机制是从框架的运行进入模型的运行以及数据库的数据存取。运行机制是一种可视化运行机制，用户可直观的通过框架看到整个系统的运行过程。某框在运行时，该框将改变颜色，并显示该框对应模型正在运行。系统按流程运行框架。②集成语言程序运行机制我们设计了一套决策支持系统集成语言和该语言的解释程序。在框架流程实例化过程中，对框架中的各框将自动生成集成语言的语句，各框连接的模型将转换成模型的调用语句，框架的分支、循环结构转换成模型的选择、循环结构。整个框架流程实例化后，自动生成集成语言程序。该集成语言程序等价于框架控制流程。集成语言程序的运行是通过集成语言解释程序来解释执行的。这是我们按快速原型法的原理研制的。7.4.1.3关键技术1.模型库系统(1)模型库的组织(2)广义模型服务器①网络通信与多客户处理允许多个客户同时对广义模型服务器的操作。②广义模型服务器中各库的统一表示和存储③广义模型服务器中各库的统一管理④模型运行标准化(3)客户端的系统生成①可视化系统生成工具:生成系统方案的框架流程②单模型生成:框架的实例化和模型的调试③应用系统方案实例化·框架流程的实例化·“主、子”框架流程连接④框架流程的运行机制⑤集成语言程序的生成⑥集成语言运行机制7.4.2客户端交互控制系统实际问题决策支持系统的开发主要是在客户端进行的。客户端具有:访问/操作广义模型服务器访问/操作数据库服务器生成实际决策支持系统7.2.3广义模型服务器系统1.广义模型服务器结构（1）服务器通信接口服务器通信接口除完成与客户端通信连接外，还必须能够适应多个客户端的服务请求。（2）转换器用户提出的请求命令由命令解释程序进行语法检查，只有符合要求的命令才交付执行。用户请求命令有两类：模型管理命令模型运行命令（3）运行引擎它对运行模型的请求，检索模型库中的模型或算法，并根据请求时提供的数据库项提取数据，驱动模型进行计算，直到处理完成。将处理结果提交给给转换器，再由通讯接口传送给客户端。（4）广义模型库广义模型库包括算法库、模型库、知识库、方案库、实例库。它们统一由广义模型管理系统进行管理。（5）广义模型库管理系统建库、浏览、查询、增加、删除、修改等。（6）数据库接口通过数据库接口，从数据库中提取数据交模型处理。广义模型服务器结构图客户端客户端通信接口客户应用请求广义模型服务器服务器通信接口转换器运行引擎广义模型库管理系统广义模型库数据库接口ODBC网络2.广义模型服务器组成（1）算法库算法库的结构是：算法文件库+算法字典（数据库）算法字典记录了算法的名称、类型、编码以及对应的各种文件等，每个算法在字典库中是一条记录。算法库中的每一个算法的文件为：算法程序文件（*.exe）+算法数据描述文件（MDF）+算法说明文件（MIF）。每一个算法的MDF文件是算法的输入输出的标准化描述文件，包括各种参数格式、类型的说明等。（2）模型库模型库的结构是：模型文件库+模型字典（数据库）。模型字典记录了模型的名称、类别以及对应的算法和各种文件等，每个模型在字典库中是一条记录。模型库中每一个模型的文件为：模型数据描述文件（MDF）+模型说明文件（MIF）。模型数据描述文件（MDF）是模型连接所需数据的桥梁。（3）知识库知识库中知识的表示为产生式规则，即“if条件then结论”形式。（4）方案库方案库是实际问题决策支持系统方案的集合。（5）实例库实例库是实际问题的决策支持系统实例的集合。实例表示为一个实际问题的实例框架流程文件或者集成语言程序文件。应用系统实例生成是在方案框架对其中的每一个框进行实例化，即选择相应的模型（确定算法），并与数据库中的数据连接，从而形成可运行的实例，这就是对方案框架进行实例化。模型标准化1.模型输入输出标准化模型等于算法加数据，算法以程序文件形式存放，用数据描述文件说明模型运行时所需要的数据，模型=算法+模型数据描述文件+模型描述文件+数据模型数据描述文件连接了具体数据，它是模型运行的关键。模型数据描述文件包括：1）模型名2）输入输出参数说明3）模型数据库说明它规范了模型的对外关系，即模型的数据。避免了由于模型的千差万别造成的模型组合、调用、运行等的复杂7.2.4CS-DSSP平台决策支持方式决策支持系统（DSS）开发过程1.问题分解将一个大的实际问题分解成若干子问题，子问题又可以分解成更小的子问题，直到各个子问题是可直接进行模型开发。2.选择模型算法按照实际子问题的性质、规模和目标，在算法库中选择合适的可计算的模型算法。对同类的算法需要进行比较，对相连的算法需要考虑连接方式。3.建立数据库数据是多模型算法所共享，建立数据库并存入这些数据。4.单模型生成在选定了算法并已建立该算法的数据库后，对单模型就可以进行调试，计算结果不理想时，马上改变算法或参数，直到单模型计算合理时，该模型确定下来，5.方案生成按系统的层次关系，各子问题的框架流程是子框架流程，整个问题的框架流程是主框架流程。主框架中的一个框代表了它对应的子框架流程。它们之间是“主、子”关系。这种“主、子”关系结构的框架流程构成了系统方案。6.实例生成各子框架流程都实例化后，再进行“主、子”框架流程的连接，主框架的实例化是各框连接相应的子框架流程，整个系统的框架流程就实例化了。7.系统运行决策支持系统运行有两种方式：应用系统框架流程的运行应用系统集成语言程序的运行8.快速改变系统方案1)修改系统框架流程中某个框的模型修改模型的算法和修改模型的数据这些修改是通过修改模型数据描述文件中相应的数据来完成的。2)修改系统框架流程中某个框利用可视化系统生成工具重新建立新概念框架并进行实例化。3)建立系统的新框架流程重新设计和制作实际系统的框架流程，并对新框架流程进行实例化，形成新方案。CS—DSSP平台的决策支持方式1.单模型的决策支持对实际问题的子问题建立模型时，是需要进行反复调试的。通过运行该模型并对其结果进行分析，在不合理时，需要调整模型，直到该模型的计算结果合理。该单模型也起到一定的决策支持效果。2.建立多模型组合形成方案的决策支持系统实际问题的DSS系统是一个多模型组合形成方案的系统，它是在方案级上的决策支持。3.快速生成和改变决策支持系统方案CS-DSSP平台既可以生成多模型组合的决策支持系统，又能够快速地改变系统方案。当要改变决策支持系统中的模型、算法和数据时，利用可视化系统生成工具，通过快速修改框架流程，可以形成新方案。CS-DSSP平台能够有效地实现这三种决策支持方式。7.5基于客户/服务器的决策支持系统实例7.5.1全国农业投资决策问题我国农业投资决策问题的基本要求是：1）投入最少，产出最好；2）不同地区有不同的投资方案；3）各地区除总量不同外，分项分配亦应有所不同；4）投资方案必须按省级行政单元下达，以便执行检查。7.5.2全国农业投资空间决策支持系统全国农业投资空间决策支持系统是中国科学院遥感应用研究所阎守邕研究员领导的课题组和我们合作，在CS-DSSP平台上开发的应用实例。农业投资分配决策方案中，分区投资分配条件的设定，主要通过各个二级区划对全国粮食生产的贡献率计算方法的不同而实现；对分区分项投资分配条件的设定，则通过其投资规划的约束条件的改变而实现。7.5.2.1框架流程全国农业投资空间决策支持系统主框架流程包括：“全国区划”、“分区分配”、“分项分配”、“分省分配”与“方案比较”等几个子问题框架。农业投资主流程框架图1.“全国区划”子框架流程图“一级分区”是对全国各县按照自然条件（温度、光照、湿度、风力等因素）进行聚类分区。“二级分区”是在“一级分区”的基础上对全国各县按照粮食产量指标（平均值、年变化趋势等）进行聚类分区