【正文】 第四章 決策支持系統(tǒng) 第四章 決策支持系統(tǒng) 決策支持系統(tǒng)的原理和結(jié)構(gòu) 模型庫系統(tǒng) 決策支持系統(tǒng)的開發(fā)技術(shù) 決策支持系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與開發(fā) 決策支持系統(tǒng)實(shí)例 決策支持系統(tǒng)的原理和結(jié)構(gòu) 決策支持系統(tǒng)基本原理 決策支持系統(tǒng)兩類基本結(jié)構(gòu) 決策支持系統(tǒng)的統(tǒng)一結(jié)構(gòu)形式 決策支持系統(tǒng)基本原理 一、輔助決策方式 二、決策支持系統(tǒng)的特色 l. 以數(shù)據(jù)形式輔助決策 ? 如，分析企業(yè)的經(jīng)營情況（銷售、產(chǎn)量、利潤、客戶、納稅數(shù)據(jù)等）。 ? MIS是進(jìn)行大量數(shù)據(jù)處理以數(shù)據(jù)形式輔助決策的。從這一點(diǎn)上講， DSS與 MIS相同。 一、輔助決策方式 2. 以模型和方法的形式輔助決策 ? 模型是對現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)的抽象。 ? 運(yùn)籌學(xué)的研究在于建立模型和方法實(shí)現(xiàn)輔助決策 。 3. 以多模型組合形式輔助決策 ? 如，模型軟件包 ? 決策支持系統(tǒng)正是按這種形式的輔助決策方式的需要建立起來的。 二、決策支持系統(tǒng)的特色 ? 強(qiáng) 調(diào) “ 數(shù)據(jù) ” 、 “ 模型 ” 和 “ 對話 ”結(jié)合起來解決半結(jié)構(gòu)化和非結(jié)構(gòu)化問題。 ? 對“數(shù)據(jù)”的要求是數(shù)據(jù)處理功能 , 即對數(shù)據(jù)的存取、數(shù)據(jù)的檢索、產(chǎn)生報(bào)表和圖形。 ? 對“模型”的要求是利用模型 , 特別是優(yōu)化模型得出輔助決策信息。 ? 對“對話”的 要求是能修改模型 ,從而改變方案達(dá)到更大范圍內(nèi)的輔助決策。 DSS三部件 結(jié)構(gòu) 的進(jìn)步點(diǎn)在于： （ 模型庫管理系統(tǒng) +模型庫 ） ? 在 MIS中：使用的模型數(shù)量較少 ,不必建立模型庫 。 ? 在運(yùn)籌學(xué)中：單模型輔助決策 ,一般模型軟件包就可以滿足要求 ,不必建立模型庫系統(tǒng) 。 ? DSS將眾多的模型按一定的結(jié)構(gòu)形式組織起來便利于多模型的管理 、 單模型的運(yùn)行 、 模型的組合運(yùn)行 。 2.“ 模型 ” 、 “ 數(shù)據(jù) ” 和 “ 對話 ” 三部件的統(tǒng)一體 (1) 數(shù)據(jù)庫和模型庫的結(jié)合 ? 數(shù)據(jù)庫主要用于數(shù)據(jù)處理 ,在決策支持系統(tǒng)中支持多模型的組合運(yùn)行 。 ? 對于單模型的運(yùn)行 ,通常 不需要數(shù)據(jù)庫 ,每個(gè)模型 用 自 己 的 數(shù) 據(jù) 文 件 就 可 以 ， 如FORTRAN,PASCAL,C等 。 運(yùn)籌學(xué)的單模型運(yùn)行正適合于用高級語言編制程序和運(yùn)行 。 ? 對于 多模型的組合 運(yùn)行 ， 共享數(shù)據(jù)需放在數(shù)據(jù)庫 中 。 DSS在運(yùn)籌學(xué)的基礎(chǔ)上發(fā)展起來 ,將 模型庫系統(tǒng)和數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)有機(jī)結(jié)合 。 (2)“對話 ”部件的綜合集成作用 ? 人機(jī)對話一般用于模型運(yùn)行中的交互 , 顯示輔助決策信息和交互信息 , 輸入需要的數(shù)據(jù)或者控制信息。 ? 對于 DSS的對話部件 ,一個(gè)主要的任務(wù)就是完成三部件的綜合集成 ， 識別問題 ， 分解問題 ， 達(dá)到更強(qiáng)的輔助決策能力 。 決策支持系統(tǒng)綜合定義 ： ? 決策支持系統(tǒng)是利用數(shù)據(jù)庫 、 人機(jī)交互進(jìn)行多模型的有機(jī)組合 , 輔助決策者實(shí)現(xiàn)科學(xué) 決策的綜合集成系統(tǒng) 。 決策支持系統(tǒng)兩類基本結(jié)構(gòu) 一、“三部件”結(jié)構(gòu)形式 二、“三系統(tǒng)”結(jié)構(gòu)形式 數(shù)據(jù)部件 ? 它由三個(gè)子系統(tǒng)組成， 即 人機(jī)交互系統(tǒng)(對話部件 ) 、模型庫系統(tǒng) (模型部件 )、數(shù)據(jù)庫系統(tǒng) (數(shù)據(jù)部件 )。此種結(jié)構(gòu)可以看作在 MIS的對話部件和數(shù)據(jù)部件的基礎(chǔ)上增加了模型部件而形成的。 一、“三部件”結(jié)構(gòu)形式 人機(jī)交互系統(tǒng) 用戶 數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng) DBMS 模型庫管理系統(tǒng) MBMS 數(shù)據(jù)庫 (DB) 模型庫 (MB) 對話部件 模型部件 DSS的“三部件”結(jié)構(gòu)形式 各組成部分的功能和技術(shù) (一 )人機(jī)對話部件 ? 用戶通過 “ 人機(jī)交互系統(tǒng) ” 控制實(shí)際 DSS的運(yùn)行 。 ? 人機(jī)對話部件包括 的功能 : （ 1） 提供豐富多彩的顯示和對話形式 （ 2）輸入輸出轉(zhuǎn)換 （ 3）控制決策支持的有效運(yùn)行 (二 ) 數(shù)據(jù)部件 ? 數(shù)據(jù)庫用來存儲大量數(shù)據(jù) ,一般組織成易于進(jìn)行大量數(shù)據(jù)操作的形式 ,典型的數(shù)據(jù)組 織模型有網(wǎng)絡(luò)模型 、 層次模型 、 關(guān)系模型等形式 。 ?數(shù)據(jù)庫建立、刪除、修改、維護(hù) ,數(shù)據(jù)存儲、檢索、排序、索引、 統(tǒng)計(jì)等功能 。 關(guān)系型 網(wǎng)狀型 層次型 3. 數(shù)據(jù)庫管理語言體系 ? 數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)語言體系一般由兩部分構(gòu)成： (1) 數(shù)據(jù)庫定義語言 (DDL) ： 用于定義數(shù)據(jù)的結(jié)構(gòu) ， 比如創(chuàng)建 、 修改或者刪除數(shù)據(jù)庫對象；如 ， CREATE TABLE， DROP TABLE等 。 (2) 數(shù)據(jù)庫操作語言 (DML) ： 提供對數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)進(jìn)行操作 ,包括數(shù)據(jù)庫的建立 、 維護(hù)；數(shù)據(jù)字典的建立和維護(hù)；數(shù)據(jù)查詢 、 檢索以及數(shù)據(jù)處理等手段 。 如 ， SELECT、 INSERT、DELETE 等 。 （三）模型部件 1. 模型庫的特征 ? 模型不同于數(shù)據(jù) , 模型的 2種形式 : (l) 模型的靜態(tài)形式 : 總是以某種計(jì)算機(jī)程序形式表示的 , 如數(shù)據(jù) 、 語句 , 子程序 , 對象等 。 這種物理形式在模型庫中具體為 : 模型名稱及相關(guān)的計(jì)算機(jī)程序 , 模型功能的分類 , 模型的輸入輸出數(shù)據(jù) , 控制參數(shù)等屬性 。 它可以類似于數(shù)據(jù)的形式表示出來 。 (2) 模型的動態(tài)形式 : 它可以以某種方法運(yùn)行 , 進(jìn)行輸入、輸出、計(jì)算等處理。這種形式的屬性是無法或很難以類似于數(shù)據(jù)組織的形式來描述的。 2. 模型庫管理系統(tǒng) 靜態(tài)管理功能和動態(tài) (運(yùn)行 )管理功能 。 ? (l)模型庫的靜態(tài)管理 。 包括 ： ① 模型庫的建立 、 刪除 ,模型字典的維護(hù) 。 ② 模型添加 、 刪除 、 檢索 、 統(tǒng)計(jì)等功能 。 ③ 模型的各種計(jì)算機(jī)程序的維護(hù) ,如源程序 、執(zhí)行程序等的管理和維護(hù) 。 (2) 模型的動態(tài)管理。 包括 : ①控制模型的運(yùn)行。模型不但可以單獨(dú)運(yùn)行 , 還可以組合運(yùn)行。能夠提供順序、選擇、循環(huán)等三種基本的運(yùn)行控制機(jī)制。 ② 負(fù)責(zé)模型與數(shù)據(jù)庫部件之間的聯(lián)系 。同數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)進(jìn)行數(shù)據(jù)交換 。 3. 模型庫管理系統(tǒng)的語言體系 ? 模型庫管理系統(tǒng)語言體系包括 兩個(gè)方面 ： (1) 模型管理語言 (MML)： 完成對模型的存儲管理和對模型的查詢 、 維護(hù) 。 (2) 模型的運(yùn)行語言 (MRL)： 完成對單模型的調(diào)用 、 運(yùn)行以及支持模型的組合運(yùn)行 。對單模型的調(diào)用運(yùn)行用命令來完成；對模型的組合運(yùn)行則要求模型運(yùn)行語言編制成程序來運(yùn)行 。 二、 三系統(tǒng) 結(jié)構(gòu)形式 （一）基本結(jié)構(gòu) ? 1981年 持系統(tǒng) (DSS)的三系統(tǒng)結(jié)構(gòu)形式 ,即由 語言系統(tǒng) (LS)、 知識系統(tǒng) (KS)和問題處理系統(tǒng) (PPS)三個(gè)部分組成。該結(jié)構(gòu)的最大特點(diǎn)在于 知識系統(tǒng) ，包含了人工智能的成分。 用戶 語言系統(tǒng) 問題處理系統(tǒng) 知識系統(tǒng) 三系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖 1. 語言系統(tǒng) ? 提供給決策者的所有語言能力的總和稱為語言系統(tǒng) (LS) 。 一個(gè)語言系統(tǒng)既包含檢索語言 , 也包含計(jì)算機(jī)語言。 ? 決策者利用語言系統(tǒng)的語句 、 命令 、 表達(dá)式等來描述決策問題 , 編制程序在計(jì)算機(jī)上運(yùn)行 , 得出輔助決策信息 。 2. 知識系統(tǒng) ? 知識系統(tǒng)是問題領(lǐng)域的知識。最基本的知識系統(tǒng)由數(shù)據(jù)文件或數(shù)據(jù)庫組成。數(shù)據(jù)庫的一條記錄表示一個(gè)事實(shí)。更廣泛的知識是對問題領(lǐng)域的規(guī)律性描述。 ? 用定量方式表示為數(shù)學(xué)模型 ，數(shù)學(xué)模型一般用方程、方法等形式描述客觀規(guī)律性。這種形式的知識稱為過程性知識。 ? 用定性方式描述 ,一般表現(xiàn)產(chǎn)生式規(guī)則 。除了數(shù)理邏輯中的公式、微積分公式等這種精確知識外 , 一般表現(xiàn)為經(jīng)驗(yàn)知識。它們是非精確知識。 3. 問題處理系統(tǒng) ? 問題處理系統(tǒng)是對描述的決策問題進(jìn)行識別、分析和求解問題的過程。 ? 問題處理系統(tǒng)必須具有明確的識別問題的能力，它能把問題的陳述轉(zhuǎn)化為相應(yīng)可執(zhí)行的操作方案，什么時(shí)候執(zhí)行什么，什么時(shí)候得到問題的解答。 ? 具有問題分析能力。這是一個(gè)在模型、知識、數(shù)據(jù)和用戶之間反復(fù)交互的過程。 （二）“三系統(tǒng)”結(jié)構(gòu)形式特點(diǎn) 1. 強(qiáng)調(diào)問題處理系統(tǒng)的重要性 ? 不同的決策問題需要進(jìn)行的問題處理是不相同的。如何解決實(shí)際問題就是問題處理系統(tǒng)的關(guān)鍵所在。問題的解決首先需要對問題進(jìn)行形式化描述 ,包括數(shù)據(jù)、知識的表示，組織、存取和利用 ； 再對問題的求解提出方法和途徑 ,使之能夠得到問題的解答。在問題求解時(shí)要利用知識系統(tǒng)中的知識。 2. 強(qiáng)調(diào)語言系統(tǒng) ? 利用計(jì)算機(jī)對問題求解 、 支持決策是需要通過計(jì)算機(jī)語言來完成的 。 計(jì)算機(jī)語言種類很多 , 目前計(jì)算機(jī)語言仍屬于 上下文無關(guān)文法 , 它離自然語言相差較遠(yuǎn) 。 為了有效地進(jìn)行問題求解 , 一般在計(jì)算機(jī)的輸入和輸出方面采取簡化的自然語言以及有效的人機(jī)交互環(huán)境來幫助人的理解和使用 。 ? 可以認(rèn)為 , 語言系統(tǒng)是利用計(jì)算機(jī)語言來形式化描述問題處理系統(tǒng)和知識系統(tǒng)的 , 它 使決策支持系統(tǒng)能在計(jì)算機(jī)上實(shí)現(xiàn) 。 3. 把數(shù)據(jù) 、 模型 、 規(guī)則統(tǒng)一歸為知識系統(tǒng) ? 從知識的廣義角度看 , 數(shù)據(jù)是事實(shí)型知識 , 模型是過程性知識 , 規(guī)則是產(chǎn)生式知識。這些知識都為解決決策問題提供服務(wù)。 ? 可把 數(shù)據(jù)、模型、規(guī)則 統(tǒng)一看成是為問題處理系統(tǒng)服務(wù)的 知識 。 （三）問題處理系統(tǒng) ? 問題處理系統(tǒng)是 DSS的核心 。 ? 它的功能包含：信息收集 、 問題識別 、 模型生成 、 問題求解等 。 1. 信息收集 ? 信息收集是問題處理的基礎(chǔ) 。 ? 信息來源 —— 用戶 、 知識系統(tǒng) 。 ? 來自用戶的信息借助于語言系統(tǒng)經(jīng)過編譯技術(shù)轉(zhuǎn)換成問題處理系統(tǒng)所需要