【正文】 挖掘 知識發(fā)現(xiàn)與數(shù)據(jù)挖掘概念 數(shù)據(jù)挖掘方法和技術(shù) 數(shù)據(jù)挖掘的知識表示 數(shù)據(jù)挖掘的決策支持 數(shù)據(jù)挖掘的決策支持分類 決策樹與決策規(guī)則樹的挖掘及其應(yīng)用 關(guān)聯(lián)規(guī)則及應(yīng)用 基于數(shù)據(jù)倉庫的決策支持系統(tǒng) 基于數(shù)據(jù)倉庫的決策支持系統(tǒng)的原理和結(jié)構(gòu) 基于數(shù)據(jù)倉庫的決策支持系統(tǒng)簡例 基于數(shù)據(jù)倉庫的決策支持系統(tǒng)實(shí)例第6章 綜合決策支持系統(tǒng) 建議學(xué)時(shí)：4學(xué)時(shí)[教學(xué)目的與要求] 通過對本章內(nèi)容的學(xué)習(xí)，使學(xué)生掌握基于模型庫與知識庫的傳統(tǒng)決策支持系統(tǒng)，掌握基于數(shù)據(jù)倉庫的新決策支持系統(tǒng)和綜合決策支持系統(tǒng)，了解網(wǎng)絡(luò)環(huán)境的綜合決策支持系統(tǒng)。[授 課 方 法] 以課堂講授為主，課堂討論和課下自學(xué)為輔。[教學(xué)重點(diǎn)與難點(diǎn)] 傳統(tǒng)決策支持系統(tǒng)開發(fā)工具，新決策支持系統(tǒng)的開發(fā)的開發(fā)方法。[授 課 內(nèi) 容] 傳統(tǒng)決策支持系統(tǒng)設(shè)計(jì)與開發(fā) 決策支持系統(tǒng)開發(fā)過程 決策支持系統(tǒng)設(shè)計(jì) 決策支持系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù) 傳統(tǒng)決策支持系統(tǒng)開發(fā)工具 決策支持系統(tǒng)開發(fā)技術(shù)與方法 系統(tǒng)快速原型開發(fā)方法 決策支持系統(tǒng)的開發(fā)實(shí)踐 專家系統(tǒng)開發(fā)工具與實(shí)例 新決策支持系統(tǒng)的開發(fā) 數(shù)據(jù)倉庫開發(fā)過程 數(shù)據(jù)抽取、轉(zhuǎn)換和裝載 基于客戶機(jī)/服務(wù)器的決策支持系統(tǒng)快速開發(fā)平臺CSDSSP CSDSSP開發(fā)平臺綜述 客戶端交互控制系統(tǒng) 廣義模型服務(wù)器系統(tǒng) CSDSSP決策支持方式 基于客戶機(jī)/服務(wù)器的決策支持系統(tǒng)實(shí)例 全國農(nóng)業(yè)投資決策問題 全國農(nóng)業(yè)投資空間決策支持系統(tǒng) 網(wǎng)絡(luò)環(huán)境的決策支持系統(tǒng)的對比分析 網(wǎng)絡(luò)環(huán)境的決策支持系統(tǒng)的技術(shù)進(jìn)步 網(wǎng)絡(luò)環(huán)境的決策支持系統(tǒng)的決策支持效果的提升撰稿人：劉鵬 審核人：第三篇：《決策支持系統(tǒng)》課程講稿決策支持系統(tǒng)課前導(dǎo)入第一章 決策支持系統(tǒng)概述 第一節(jié) 決策支持系統(tǒng)的形成和發(fā)展決策支持系統(tǒng)（DSS）是20世紀(jì)70年代初由美國的Scott Morton在《管理決策系統(tǒng)》中首先提出，于20世紀(jì)80年代迅速發(fā)展起來。決策支持系統(tǒng)的出現(xiàn)要解決由計(jì)算機(jī)自動(dòng)組織和協(xié)調(diào)多模型的運(yùn)行以及數(shù)據(jù)庫中大量數(shù)據(jù)的存取及處理，達(dá)到更高層次的輔助決策能力。它是利用專家的知識，特別是經(jīng)驗(yàn)知識經(jīng)過推理得出輔助決策結(jié)論，專家系統(tǒng)輔助決策的方式屬于定性分析。除專家系統(tǒng)這種典型的人工智能技術(shù)以外，還有神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、機(jī)器學(xué)習(xí)、遺傳算法以及自然語言理解等多種人工智能技術(shù)。：n 決策支持系統(tǒng)是從數(shù)據(jù)庫中找出必要的數(shù)據(jù)，并利用數(shù)學(xué)模型的功能，為用戶產(chǎn)生所需要的信息。第三節(jié) 新決策支持系統(tǒng)與綜合決策支持系統(tǒng)n 20世紀(jì)90年代中期，興起了數(shù)據(jù)倉庫、聯(lián)機(jī)分析處理和數(shù)據(jù)挖掘三項(xiàng)新技術(shù)，這三項(xiàng)新技術(shù)的結(jié)合為決策支持系統(tǒng)開辟了新方向，形成了基于數(shù)據(jù)倉庫的新決策支持系統(tǒng)。聯(lián)機(jī)分析處理提供了多維數(shù)據(jù)分析、進(jìn)行切片、切塊、鉆取等多種分析手段。n 以數(shù)據(jù)倉庫為基礎(chǔ)結(jié)合聯(lián)機(jī)分析處理和數(shù)據(jù)挖掘形成了基于數(shù)據(jù)倉庫的新決策支持系統(tǒng)。②新決策支持系統(tǒng)中沒有充分利用模型和模型組合來輔助決策。把數(shù)據(jù)倉庫、聯(lián)機(jī)分析處理、數(shù)據(jù)挖掘、模型庫、數(shù)據(jù)庫、知識庫結(jié)合起來形成的綜合決策支持系統(tǒng)是更高級形式的決策支持系統(tǒng)。這樣，就形成了網(wǎng)絡(luò)環(huán)境的綜合決策支持系統(tǒng)。決策是指個(gè)人或集體為了達(dá)到或?qū)崿F(xiàn)某一目標(biāo)，借助一定的科學(xué)手段和方法，從若干備選方案中選擇或綜合成一個(gè)滿意合理的方案，并付諸實(shí)施的過程。決策過程八個(gè)階段決策過程中四大步驟可以分成更詳細(xì)的八個(gè)步驟：提出問題；確定目標(biāo)；價(jià)值準(zhǔn)則；擬定方案；分析評估；選定方案；實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證；普遍實(shí)施。決策體系由決策系統(tǒng)、參謀（智囊）系統(tǒng)、信息系統(tǒng)、執(zhí)行系統(tǒng)與監(jiān)督系統(tǒng)這五大部分組成一個(gè)統(tǒng)一整體。Keen和Morton認(rèn)為，決策支持是指用計(jì)算機(jī)來達(dá)到如下的目的：幫助經(jīng)理在非結(jié)構(gòu)化任務(wù)中作出決策；支持而不是代替經(jīng)理的判斷能力； 改進(jìn)決策的效能（Effectiveness），而不是提高決策的效率（Efficiency）。按模型的表現(xiàn)可以分為物理模型、數(shù)學(xué)模型、結(jié)構(gòu)模型和仿真模型 數(shù)學(xué)模型及建模數(shù)學(xué)模型分類：（1）原理性模型自然科學(xué)中所有定理，公式都是這類模型。按系統(tǒng)的復(fù)雜程度把系統(tǒng)分為簡單系統(tǒng)和巨系統(tǒng)。巨系統(tǒng)是指組成系統(tǒng)元素的數(shù)目非常龐大的系統(tǒng)。優(yōu)化模型的決策支持（線性規(guī)劃實(shí)例）第三節(jié) 決策方案的決策支持決策方案及生成設(shè)計(jì)的方案要有明確的、清晰的和簡潔的表述。并在計(jì)算機(jī)上通過計(jì)算得出方案的結(jié)果，以便決策者參考。我們可以在管理科學(xué)/運(yùn)籌學(xué)中的大量數(shù)學(xué)模型的基礎(chǔ)上，設(shè)計(jì)解決當(dāng)前的決策問題的決策方案。這是一種采用多模型并行組合的決策方案。模型串行組合方案的決策支持 第三章 決策支持系統(tǒng) 課前復(fù)習(xí)第一節(jié) 決策支持系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的分析決策支持系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)形式三部件結(jié)構(gòu)、三系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、三庫結(jié)構(gòu)、四庫結(jié)構(gòu) 決策支持系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)比較決策支持系統(tǒng)有多種結(jié)構(gòu)形式，但主要是兩種基本結(jié)構(gòu)形式:（1）以“對話（人機(jī)交互）、模型、數(shù)據(jù)”三部件組成DSS?！皩υ挕⒛Ｐ?、數(shù)據(jù)”三部件結(jié)構(gòu)的優(yōu)點(diǎn) ：①明確了三部件之間關(guān)系明確它們之間的接口關(guān)系和集成關(guān)系，便于決策支持系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和關(guān)鍵技術(shù)的解決。它和“專家系統(tǒng)(ES)”的區(qū)別在于DSS中是以“模型、數(shù)據(jù)”部件進(jìn)行數(shù)值計(jì)算為主體的系統(tǒng)，而ES是以定性知識進(jìn)行推理為主體的系統(tǒng)。在設(shè)計(jì)和開發(fā)DSS時(shí)，應(yīng)該重點(diǎn)考慮決策問題的處理。人機(jī)交互是要通過語言系統(tǒng)來完成的。③統(tǒng)一了知識的看法。決策支持系統(tǒng)的統(tǒng)一結(jié)構(gòu)形式三部件結(jié)構(gòu)中的最大弱點(diǎn)，在于“人機(jī)交互”部件太簡化。把“人機(jī)交互部件”改為 “綜合部件”更合適一些。“人機(jī)交互與問題綜合系統(tǒng)（綜合部件）”可理解為對實(shí)際決策問題的集成處理與人機(jī)交互的綜合作用。DSS語言應(yīng)是兩類語言（數(shù)值計(jì)算語言和數(shù)據(jù)庫語言）的綜合。管理數(shù)據(jù)庫（1）控制整個(gè)數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的運(yùn)行；（2）進(jìn)行數(shù)據(jù)檢索、插入、刪除和修改操作；（3）控制用戶的并發(fā)訪問；（4）檢驗(yàn)數(shù)據(jù)的安全、保密與完整性；維護(hù)數(shù)據(jù)庫（1）控制初始數(shù)據(jù)的裝入；（2）修改、更新、重組數(shù)據(jù)庫；（3）恢復(fù)出現(xiàn)故障的數(shù)據(jù)庫；數(shù)據(jù)通信組織數(shù)據(jù)的傳輸數(shù)據(jù)庫應(yīng)用系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和開發(fā)步驟數(shù)據(jù)庫應(yīng)用系統(tǒng)的設(shè)計(jì)過程主要是：（1）系統(tǒng)需求分析（2）概念結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)（3）邏輯結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)（4）物理結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)庫應(yīng)用數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)在決策支持系統(tǒng)中的作用 第三節(jié) 人機(jī)交互與問題綜合系統(tǒng)人機(jī)交互系統(tǒng)人機(jī)交互的三個(gè)元素： l 交互設(shè)備計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的輸入輸出設(shè)備 l 交互軟件展示各種交互功能的核心 l 人的因素用戶操作模型問題綜合系統(tǒng)問題綜合系統(tǒng)在決策支持系統(tǒng)的統(tǒng)一結(jié)構(gòu)形式中和人機(jī)交互系統(tǒng)結(jié)合在一起形成綜合部件。問題綜合系統(tǒng)完成的任務(wù)是：在決策問題用DSS語言描述（形式化）后，完成對DSS問題的分析和求解。（2）綜合部件功能 l 控制模型的運(yùn)行 l 多模型的組合運(yùn)行 l 人機(jī)交互l 數(shù)值計(jì)算和數(shù)據(jù)處理 第四節(jié) 模型庫系統(tǒng)模型庫模型庫的概念l 模型庫的由來（模型應(yīng)用水平的不斷提高）模型程序：即用即編；誰用誰編模型程序包：結(jié)構(gòu)簡單；相互獨(dú)立；數(shù)據(jù)不共享 模型庫：共享；可重用；可管理；相關(guān) l 模型庫——具有一定組織結(jié)構(gòu)的模型集合 由模型庫管理系統(tǒng)進(jìn)行管理 每個(gè)模型都具有輔助決策能力 多個(gè)模型能有效地組織成系統(tǒng)多個(gè)模型的連接需要利用共享的數(shù)據(jù)庫 模型庫的組織和存儲 模型庫的存儲需求1個(gè)模型對應(yīng)2～4個(gè)文件： 源程序文件 目標(biāo)程序文件 模型說明文件 數(shù)據(jù)描述文件 模型庫管理系統(tǒng)模型的存儲管理（1）模型的表示（文件形式）程序文件（數(shù)學(xué)模型、數(shù)據(jù)處理模型）數(shù)據(jù)文件（圖形、圖像等）（2）模型存儲的組織結(jié)構(gòu)模型字典庫模型文件庫（3）模型的查詢和維護(hù)查詢、增加、刪除、修改需要：模型字典庫和文件庫同時(shí)進(jìn)行 基本概念模型庫管理系統(tǒng)的功能模型庫管理系統(tǒng)的語言體系 （1）模型的存儲管理同時(shí)完成字典庫和文件庫的管理（2）模型的查詢和維護(hù) （1）單模型的調(diào)用、運(yùn)行用命令語言完成（2）模型的組合運(yùn)行用集成語言編制程序控制運(yùn)行 模型程序通過接口操作數(shù)據(jù)庫 第五節(jié) 組合模型的決策支持系統(tǒng)l 組合模型輔助決策是決策支持系統(tǒng)研究的內(nèi)容。l 其基礎(chǔ)是多模型輔助決策系統(tǒng)。l 區(qū)域：社會(huì)、經(jīng)濟(jì)、文化、生態(tài)環(huán)境的地域空間，如縣、市、國家等都是區(qū)域。l 區(qū)域發(fā)展規(guī)劃：分析自身的優(yōu)、劣勢，對比其他區(qū)域狀況，制定快速發(fā)展的目標(biāo)和措施。不同處：（1）DSS中的“模型”是共享資源，同一模型可以被不同DSS程序所調(diào)用。它不能被別的系統(tǒng)主程序所調(diào)用。一般系統(tǒng)的子程序（模塊）和主程序的語言是一致的。在本質(zhì)上，DSS程序與一般系統(tǒng)程序是不一樣的。決策支持系統(tǒng)要修改方案，只需修改綜合部件中控制的模型名以及該模型發(fā)送控制信息的程序地址。第四章 智能決策支持系統(tǒng)和智能技術(shù)的決策支持 第一節(jié) 智能決策支持系統(tǒng)概述 智能決策支持系統(tǒng)的概念智能決策支持系統(tǒng)（Intelligent Decision Support Systems , IDSS）是：決策支持系統(tǒng)（DSS）與人工智能（Artificial Intelligent , AI）技術(shù)相結(jié)合的系統(tǒng)。2．智能決策支持系統(tǒng)結(jié)構(gòu)形式 1）基本結(jié)構(gòu)智能決策支持系統(tǒng)（IDSS）＝?jīng)Q策支持系統(tǒng)（DSS）＋人工智能（AI）技術(shù)人工智能技術(shù)可以概括為：推理機(jī)＋知識庫 第二節(jié) 人工智能基本原理邏輯推理形式邏輯形式邏輯是研究人的思維形式及其規(guī)律的科學(xué)。形式邏輯主要研究：形成概念、作出判斷、進(jìn)行推理。2）判斷：判斷是對概念的肯定或否定。知識表示與知識推理 命題邏輯 舉例： 1）如果a是偶數(shù)，那么a2是偶數(shù)2）“人不犯我，我不犯人；人若犯我，我必犯人”歸結(jié)原理使用反證法來證明語句。利用命題邏輯公式和謂詞邏輯公式，把邏輯表達(dá)式化成合取范式、前束范式，再化成子句。逆向推理是從目標(biāo)開始，尋找以此目標(biāo)為結(jié)論的規(guī)則，并對該規(guī)則的前提進(jìn)行判斷，若該規(guī)則的前提中某個(gè)子項(xiàng)是另一規(guī)則的結(jié)論時(shí)，再找以此結(jié)論的規(guī)則。按此規(guī)則前提判斷（“是”或“否”）得出結(jié)論的判斷，由此回溯到上一個(gè) 規(guī)則的推理，一直回溯到目標(biāo)的判斷。智能技術(shù)體現(xiàn)在減少搜索樹中的盲目搜索。ｎ！和ｎｎ等成正比的算法，稱為按指數(shù)時(shí)間執(zhí)行。按指數(shù)時(shí)間執(zhí)行的算法，計(jì)算機(jī)是不可能實(shí)現(xiàn)的。（1）廣度優(yōu)先搜索法。生成測試法。啟發(fā)式搜索。第三節(jié) 專家系統(tǒng)與智能決策支持系統(tǒng)專家系統(tǒng)原理專家系統(tǒng)是具有大量專門知識，并能運(yùn)用這些知識解決特定領(lǐng)域中實(shí)際問題的計(jì)算機(jī)程序系統(tǒng)。計(jì)算機(jī)專家系統(tǒng)這樣的軟件能夠達(dá)到人類專家解決問題的水平。匹配需要找事實(shí)。在匹配時(shí)會(huì)出現(xiàn)成功或不成功，對于不成功的將引起搜索中的回溯和由一個(gè)分枝向另一個(gè)分枝的轉(zhuǎn)移，可見在搜索過程中包含了回溯。IDSS中DSS和ES的結(jié)合主要體現(xiàn)在三個(gè)方面: 。建模專家系統(tǒng)智能決策支持系統(tǒng)實(shí)例 第四節(jié) 神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的決策支持神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)原理神經(jīng)元的學(xué)習(xí)規(guī)則是Hebb規(guī)則。設(shè)α＝1，當(dāng)Si＝Sj＝1時(shí)，△Wij＝1，在Si，Sj中有一個(gè)為0時(shí)，△Wij＝0。它是分布式存貯的，適合于并行處理。它是以ＭP模型為基礎(chǔ)的，采用數(shù)值計(jì)算方法。感知機(jī)采用delta規(guī)則。由于信息是分布式存貯，在個(gè)別單元上即使出錯(cuò)或丟失，所有單元的總體計(jì)算結(jié)果，可能并不改變。神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的容錯(cuò)性 第五節(jié) 遺傳算法的決策支持遺傳算法(Genetic Algorithm，GA)是模擬生物進(jìn)化的自然選擇和遺傳機(jī)制的一種尋優(yōu)算法。這樣一代一代不斷繁殖、進(jìn)化，最后收斂到一個(gè)最適應(yīng)環(huán)境的個(gè)體上。遺傳算法原理 如何將問題描述成位串的形式，即問題編碼。適應(yīng)值函數(shù)(即評價(jià)函數(shù))是根據(jù)目標(biāo)函數(shù)確定的。如果目標(biāo)函數(shù)不是取最大值時(shí)，需要將它映射成適應(yīng)值函數(shù)。一般說來，優(yōu)化計(jì)算問題通常帶有大量的局部極值點(diǎn)，往往是不可微的、不連續(xù)的、多維的、有約束條件的、高度非線性的NP完全問題。獲取知識的遺傳算法l 1980年，Smith采用遺傳算法研制了一種分類器系統(tǒng)，這是遺傳算法在機(jī)器學(xué)習(xí)中的重要應(yīng)用系統(tǒng)。l 分類器系統(tǒng)的規(guī)則形式如下： l IF THEN l 意思是當(dāng)條件（condition）滿足時(shí)，就可能采取行動(dòng)（action）。這便于遺傳算子的處理。l 編碼采用了層次化形式進(jìn)行，每個(gè)個(gè)體都對應(yīng)一個(gè)公式，在設(shè)計(jì)適應(yīng)度函數(shù)時(shí)，應(yīng)用給定數(shù)據(jù)對每個(gè)公式的誤差進(jìn)行計(jì)算，誤差小的適應(yīng)度高，誤差大的適應(yīng)度低。第六節(jié) 機(jī)器學(xué)習(xí)的決策支持機(jī)器學(xué)習(xí)概述學(xué)習(xí)和解決問題是人類最重要的兩個(gè)智能行為。機(jī)器學(xué)習(xí)也是計(jì)算機(jī)具有智能的重要標(biāo)志。該觀點(diǎn)強(qiáng)調(diào)知識的表示。該觀點(diǎn)強(qiáng)調(diào)知識獲取。該觀點(diǎn)強(qiáng)調(diào)學(xué)習(xí)的效果。當(dāng)前,國際上流行的機(jī)器學(xué)習(xí)分類方法主要有：按應(yīng)用領(lǐng)域分類(專家系統(tǒng)、問題求解、認(rèn)知模擬）；按獲取知識的表示分類(邏輯表達(dá)式、產(chǎn)生式規(guī)則、決策樹、框架、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò))；按推理策略分類(演繹推理和歸納推理)；按系統(tǒng)性分類(歷史淵源、知識表示、推理策略、應(yīng)用領(lǐng)域)。第五章 數(shù)據(jù)倉庫與數(shù)據(jù)挖掘的決策支持 第一節(jié) 數(shù)據(jù)倉庫、數(shù)據(jù)倉庫系統(tǒng)及應(yīng)用 數(shù)據(jù)倉庫的概念、結(jié)構(gòu)，數(shù)據(jù)集市，元數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)倉庫是面向主題的、集成的、穩(wěn)定的，不同時(shí)間的數(shù)據(jù)集合，用于支持經(jīng)營管理中決策制定過程。歷史基本數(shù)據(jù)：近期基本數(shù)據(jù)隨時(shí)間的推移，由數(shù)據(jù)倉庫的時(shí)間控制機(jī)制轉(zhuǎn)為歷史基本數(shù)據(jù)。高度綜合數(shù)據(jù)層：這一層的數(shù)據(jù)是在輕度綜合數(shù)據(jù)基礎(chǔ)上的再一次綜合，是一種準(zhǔn)決策數(shù)據(jù)。開發(fā)數(shù)據(jù)庫是代價(jià)很高、時(shí)間較長的大項(xiàng)目。n 目前，全世