ch03决策支持系统

决策支持系统系统工程专业本科学员必修课第三章决策支持系统第三章决策支持系统数据库系统本章内容决策支持系统结构的分析人机交互与问题综合系统模型库系统组合模型的决策支持系统决策支持系统实例§1决策支持系统结构的分析二、DSS的几种结构形式三、DSS的结构比较一、DSS的基本组成部件四、DSS的统一结构形式五、DSS的技术层次一、DSS的基本组成部件对话系统数据库系统模型库系统知识库系统方法库系统1、20世纪80年代初期，DSS组成：及它们的管理系统共10个部件1、系统组成结构之一——“三部件”结构二、DSS的几种结构形式用户人机交互系统模型库管理系统(MBMS)数据库管理系统(DBMS)模型库MB数据库DB1）三角式结构1）人机交互部件提供丰富多彩的显示和对话形式输入输出转换控制决策支持系统的有效运行人机对话部件是决策支持系统与用户的交互界面，由用户界面以及相应信息处理机构组成。二、DSS的几种结构形式2）数据部件数据部件包括数据库和数据库管理系统（DBMS）。数据库管理系统建数据库数据库操作数据库维护数据库安全数据通信关系型网状型层次型数据库模型库模型不同于数据，表现在以下两个方面：3）模型部件②模型的动态形式模型可以有一种或多种方法运行，进行输入、输出、计算处理。①模型的表示模型一般采用计算机程序源文件目标文件说明性文件输入、输出、控制参数等模型库管理系统模型算法程序、模型功能说明文件、模型数据说明文件等。一般采用数据库的形式;①静态管理模型字典的管理模型文件的管理静态管理功能包括几个方面：模型字典和模型文件的统一管理②动态管理控制模型的运行模型与数据库部件之间的接口动态管理功能包括几个方面：模型库管理系统③模型库管理系统的语言体系④模型库管理系统的特定功能模型操作语言：模型管理语言：定义模型名称、功能、数据及完成对模型的增加、删除、修改查询语句；执行模型、控制模型与数据库之间的动态数据交换、模型之间的运行控制。编辑功能、编译功能等1、系统组成结构之一——“三部件”结构2）串联结构形式模型库数据库DBMS人机交互系统用户MBMS人机交互部件与数据部件没有关系，通过模型部件间接与数据部件联系，这样增加了一点模型管理的功能，但是省去了一套接口，使结构更加简单，更易于开发和维护。二、DSS的几种结构形式1、系统组成结构之一——“三部件”结构3）熔合式结构形式用户人机交互系统模型库数据库数据管理模型管理数据库和模型库没有明显的接口，并且统一由一个管理系统进行管理。模型管理主要负责模型的建立、选择、拼接、组合、运行控制以及数据库接口的转换等。优点：模型管理与数据管理之间不设明显接口，比较简单，效率较高。缺点：可移植性差。当数据库管理系统变化时，需要大的改动，甚至需要改动模型。二、DSS的几种结构形式4）以数据库为中心的结构形式用户人机交互系统模型管理模型库模型管理接口部分数据库数据库管理系统与熔合结构的主要区别在于增加了一个“模型管理接口”部分。把各种具体数据库管理系统的功能转换成一个统一的标准调用接口，供各个模型使用。避免了各模型对具体数据库管理系统的依赖。1、系统组成结构之一——“三部件”结构2、系统组成结构之二——“三系统”结构用户语言系统（LS）问题处理系统(PPS)知识系统(KS)1981年R.H.Bonczek等人提出了决策支技系统(DSS)的三系统结构形式：2、系统组成结构之二——“三系统”结构语言系统(LS)：提供给决策者的所有语言能力的总和。一个语言系统既包含检索语言（它可由用户或由模型来检索数据的语言），也包含计算机语言（它由用户操纵模型计算的语言）。决策用户利用语言系统的语句、命令、表达式等描述决策问题，编制程序执行，得出辅助决策信息。2、系统组成结构之二——“三系统”结构知识系统：它包含问题领域中的大量事实和相关知识。最基本的知识系统(KS)是由数据文件或数据库组成。数据库的一条记录表示一个事实。它是按一定的组织方式进行存贮。更广泛的知识是对问题领域的规律性描述。这种描述用定量方式表示为数学模型，称之为过程性知识。用定性的方式描述，一般表现为产生式规则，成为经验性知识。2、系统组成结构之二——“三系统”结构问题处理系统（PPS）：问题处理系统是决策支持系统的核心。针对实际问题，提出问题处理的方法、途径，利用语言系统对问题进行形式化描述，写出问题求解过程，利用知识系统提供的知识进行实际问题求解，最后得出问题的解答。产生辅助决策所需要的信息，支持决策。2、系统组成结构之二——“三系统”结构问题处理系统（PPS）：问题处理系统是决策支持系统的核心。（1）信息收集：是基础，来自于决策用户或知识系统。（2）问题识别：完成将实际问题转换为计算机能进行功能求解的过程。（3）模型生成：重点生成决策支持系统总体框架模型，决定多模型的组合、数据库的利用以及人机交互。（4）问题求解：根据模型进行问题求解，通过模型和数据的接口技术与多模型组合集成，经过计算得到支持决策的信息。2、系统组成结构之二——“三系统”结构特点：1）强调问题处理系统的重要性问题的解决首先需要对问题进行形式化描述，再对问题求解提出方法和途径，在问题求解时利用知识系统中的知识。2）强调语言系统决策支持系统需要它特有的语言系统。3）把数据、模型统一归为知识数据是事实性知识。3、系统组成结构之三——“三库”结构DSS的三库结构形式（1）人机交互系统用户MBS方法库MBMS模型库DBMS数据库（1）用数学结构表示模型，用求解算法表示方法。模型库作用被淡化，突出了方法库的作用。对方法与模型的几种理解：（3）将模型库和方法库合一，模型和方法只是表现形式上的不同。（2）把模型理解为算法加上数据。方法库中存放按算法编制的程序，模型库中存放索引。优点：同一算法，不同数据则是不同模型。3、系统组成结构之三——“三库”结构DSS的三库结构形式（2）人机交互系统用户KBMS知识库MBMS模型库DBMS数据库智能决策支持系统（IDSS）是在决策支持系统（DSS）的基础上集成人工智能的专家系统（ES）而形成的。与普通ＤＳＳ相比，增加了知识库及其管理系统4、系统组成结构之四——“四库”结构四库三功能的系统结构形式人机交互系统用户科学计算信息服务决策咨询模型库数据库方法库知识库决策支持系统有多种结构，但基本结构形式主要有两种：以“对话（人机交互）、模型、数据”三部件组成DSS；以“语言系统、问题处理系统、知识系统”三系统组成DSS；三、两种结构形式的比较对“对话、模型、数据”三部件结构的看法优点①明确了三部件之间关系，即它们之间的接口关系和集成关系，便于决策支持系统的设计和关键技术的解决。②便于和其他系统的区别。它和“管理信息系统(MIS)”的区别在于DSS多了模型部件。它和“专家系统(ES)”的区别在于DSS中是以“模型、数据”部件进行数值计算为主体的系统，而ES是以定性知识进行推理为主体的系统。三、两种结构形式的比较缺点①没有突出DSS的问题处理特性。问题处理系统是解决决策问题的核心，它虽然用到模型和数据，但对不同的DSS，问题处理是大不相同的。作为该三部件结构，可以理解为DSS的问题处理系统是隐含在人机交互系统中。②没有突出语言系统。对于DSS所采用的语言，有它特殊的要求，它包含数据库语言和高级语言的双重功能。作为该三部件结构，可以理解为DSS的语言系统是也隐含在人机交互系统中。对“对话、模型、数据”三部件结构的看法三、两种结构形式的比较对“LS、PPS、KS”三系统结构的看法优点①突出了问题处理系统(PPS)的重要性。在设计和开发DSS时，应该重点考虑决策问题的处理。②明确了语言系统(LS)在人机交互中的作用。人机交互是要通过语言系统来完成的。决策问题的形式化也要用LS来描述。③统一了知识的看法。将数据、模型、规则看成是知识不同表现形式。三、两种结构形式的比较对“LS、PPS、KS”三系统结构的看法缺点①忽略了数据库系统、模型库系统的相互关系，对于开发决策支持系统是不利的。②不适合与其它系统的区别。如对管理信息系统（MIS）的区别，对专家系统（ES）的区别都不明显。如果把LS看成是数据库语言，把KS看成是数据库，把PPS看成是管理信息处理，则该“LS、PPS、KS”就是MIS。如果把LS看成是PROLOG，把KS看成知识库，把PPS看成是推理机，则该“LS、PPS、KS”就是ES。这是该结构的致命弱点。三、两种结构形式的比较优点缺点三部件结构1）各部件的关系明确，便于DSS的设计和关键技术的解决。2）明确了与其它有关系统的关系。比MIS多了模型库，用数据和模型部件与ES的知识库进行区分。没有突出DSS的问题处理特性。问题处理是解决决策问题的核心，虽然用到模型和数据，但不同的DSS在问题处理上是不同的。这种结构是把问题处理系统隐含地放到了人机交互系统中。三系统结构1）突出了问题处理系统的重要性，以便在建立DSS时重点考虑决策问题的处理。2）明确了语言系统的作用，强调了它的重要性。3）将数据、模型、规则统一为知识。1）忽略了数据库、模型库、知识库之间的联系和区别，对DSS的实际开发不利。2）使DSS与MIS、ES等的区别不明显。三、两种结构形式的比较四、DSS的统一结构形式用户人机交互及问题综合系统（综合部件）模型库管理系统(MBMS)数据库管理系统(DBMS)模型库MB数据库DB综合能力：1、调用模型运行；2、数据库存取；3、数值计算；4、数据处理；5、人机交互；五、DSS的技术层次（1）建模技术（2）模型管理技术（3）交互技术（4）知识管理技术（5）系统综合集成技术（6）系统快速原型开发技术对问题的建模、对数据的建模、对求解过程的建模。模型的组织与存储、运行与控制；对建模功能的支持。可视化、自然化、个性化。（7）群决策的协同技术各系统部件之间的集成、部件内容元素之间的集成。问题理解、知识推理、辅助建模、数据分析。实时通信、冲突解决、一致性控制、数据访问权限控制等；同步协作与异步协作；技术构成：五、DSS的技术层次三个技术层次：专用DSS、DSS生成器、DSS工具。专用DSS：专门针对某种问题的DSS，能完成实际任务、并具有决策支持功能的决策支持系统称为专用的DSS。DSS生成器：具有方便、快速建立专用DSS能力的计算机软、硬件系统。报告题：DSS生成器实例素材：决策支持系统教程（陈文伟编著）“基于客户/服务器的决策支持系统快速开发平台”[P304]五、DSS的技术层次DSS工具：用来方便研制专用的DSS或DSS生成器的硬件和软件单元。三个技术层次的关系：专用DSSDSS生成器DSS工具三个技术层次：专用DSS、DSS生成器、DSS工具。五、DSS的技术层次三个技术层次中的人员匹配专用DSSDSS生成器DSS工具决策者DSS建造者新技术研制人员助理决策者技术支持人员适应性修改回顾用户人机交互及问题综合系统（综合部件）模型库管理系统(MBMS)数据库管理系统(DBMS)模型库MB数据库DB综合能力：1、调用模型运行；2、数据库存取；3、数值计算；4、数据处理；5、人机交互；§2数据库系统一、数据管理技术及其发展二、数据库系统的组成三、数据库系统的体系结构四、概念模型五、数据模型六、数据分析和规范化问题七、数据库保护八、数据库语言数据库系统在DSS中的地位和作用综合部件人机交互系统问题处理系统（PPS）问题处理集成部件接口数据库管理系统模型库管理系统数据库模型库最有特色部件最基本部件用户数据是最基本的决策资源数据是模型组合的基础数据库系统DSS中的地位1）数据的归约2）聚集值的数据细节3）多重数据源4）历史数据5）数据精度数据辅助决策要考虑：主要学习演绎数据库数据项表达式查询（1）演绎数据库概念演绎数据库始于70年代中期，由J.MinKer和Gallaire等人首创。将人工智能中的演绎功能与关系数据库相结合而产生的一种新的数据库叫演绎数据库。在数据库已知数据的基础上，由演绎推理推出的新数据称为虚数据。演绎