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第3章決策支持系統(tǒng) 1 3 1決策支持系統(tǒng)結(jié)構(gòu) 2 3 1決策支持系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的分析 3 一 三部件 結(jié)構(gòu)形式 1980年Spraque提出著名的決策支持系統(tǒng)的三部件結(jié)構(gòu) 4 一 三部件 結(jié)構(gòu)形式 一 對(duì)話部件1 提供豐富多采的顯示和對(duì)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1 數(shù)據(jù)庫(kù)存貯的組織形式2 數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)功能3 數(shù)據(jù)庫(kù)管理語言體系 5 6 三 模型部件1 模型庫(kù)的特征模型的表示形式 程序形式 計(jì)算機(jī)內(nèi) 模型的動(dòng)態(tài)形式 運(yùn)行程序2 模型庫(kù)管理系統(tǒng)靜態(tài)管理 類似數(shù)據(jù)庫(kù)的管理 動(dòng)態(tài)管理 運(yùn)行控制 3 模型庫(kù)管理系統(tǒng)的語言體系管理語言操縱語言4 模型庫(kù)管理系統(tǒng)的特定功能模型程序的編輯和編譯 一 三部件 結(jié)構(gòu)形式 續(xù) 7 二 三系統(tǒng) 結(jié)構(gòu)形式 用戶 語言系統(tǒng) LS 問題處理系統(tǒng) PPS 知識(shí)系統(tǒng) KS 1981年R H Bonczek等人提出了決策支技系統(tǒng) DSS 的三系統(tǒng)結(jié)構(gòu)形式 二 三系統(tǒng) 結(jié)構(gòu)形式 續(xù) 8 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 它可由用戶或由模型來檢索數(shù)據(jù)的語言 也包含計(jì)算機(jī)語言 它由用戶操縱模型計(jì)算的語言 二 三系統(tǒng) 結(jié)構(gòu)形式 續(xù) 9 2 問題處理系統(tǒng) 問題處理系統(tǒng)是針對(duì)實(shí)際問題 提出問題處理的方法 途徑 利用語言系統(tǒng)對(duì)問題進(jìn)行形式化描述 寫出問題求解過程 利用知識(shí)系統(tǒng)提供的知識(shí)進(jìn)行實(shí)際問題求解 最后得出問題的解答 產(chǎn)生輔助決策所需要的信息 支持決策 二 三系統(tǒng) 結(jié)構(gòu)形式 續(xù) 10 3 知識(shí)系統(tǒng) 知識(shí)系統(tǒng)是問題領(lǐng)域的知識(shí) 它包含問題領(lǐng)域中的大量事實(shí)和相關(guān)知識(shí) 最基本的知識(shí)系統(tǒng) KS 是由數(shù)據(jù)文件或數(shù)據(jù)庫(kù)組成 數(shù)據(jù)庫(kù)的一條記錄表示一個(gè)事實(shí) 它是按一定的組織方式進(jìn)行存貯 11 特點(diǎn) 1 強(qiáng)調(diào)問題處理系統(tǒng)的重要性問題的解決首先需要對(duì)問題進(jìn)行形式化描述 再對(duì)問題求解提出方法和途徑 在問題求解時(shí)利用知識(shí)系統(tǒng)中的知識(shí) 2 強(qiáng)調(diào)語言系統(tǒng)決策支持系統(tǒng)需要它特有的語言系統(tǒng) 3 把數(shù)據(jù) 模型 規(guī)則統(tǒng)一歸為知識(shí)系統(tǒng)數(shù)據(jù)是事實(shí)性知識(shí) 模型是過程性知識(shí) 規(guī)則是產(chǎn)生式知識(shí) 它們統(tǒng)一構(gòu)成知識(shí)系統(tǒng) 二 三系統(tǒng) 結(jié)構(gòu)形式 續(xù) 小結(jié) 12 由于三系統(tǒng)中包含知識(shí)系統(tǒng) 不少人將它看成智能系統(tǒng) 把決策支持系統(tǒng)屬于人工智能范疇 三 決策支持系統(tǒng)的三庫(kù)結(jié)構(gòu)形式 13 三庫(kù)結(jié)構(gòu)形式是具有數(shù)據(jù)庫(kù) 模型庫(kù)和方法庫(kù)的三個(gè)庫(kù)及相應(yīng)的管理系統(tǒng) 它屬于早期的DSS結(jié)構(gòu)形式 三庫(kù)結(jié)構(gòu)形式其結(jié)構(gòu)圖 14 三 三庫(kù)結(jié)構(gòu)形式 15 決策支持系統(tǒng)的三庫(kù)結(jié)構(gòu)形式是把模型與方法分離的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)形式 對(duì)模型與方法的看法有不同的理解 1 模型與方法 的第一種理解用數(shù)學(xué)結(jié)構(gòu)表示模型 用求解算法表示方法 例如 線性規(guī)劃模型表示成目標(biāo)方程和約束方程 線性規(guī)劃方法是單純形法 三 三庫(kù)結(jié)構(gòu)形式 16 2 模型和方法 的第二種理解把模型理解為算法加上數(shù)據(jù) 這時(shí)方法庫(kù)稱為算法庫(kù)更合適 存放按算法編制的程序 在模型庫(kù)中存放的是一個(gè)索引 該索引包括算法程序文件的地址和它所需數(shù)據(jù)的地址 三 三庫(kù)結(jié)構(gòu)形式 17 3 模型和方法 的第三種理解將模型庫(kù)和方法庫(kù)合一 模型和方法是同一個(gè)問題的兩個(gè)側(cè)面 從宏觀上看 可以把模型和方法統(tǒng)一看成模型 模型庫(kù)與方法庫(kù)的區(qū)別 18 方法庫(kù) 基本方法和標(biāo)準(zhǔn)算法庫(kù)模型庫(kù)和方法庫(kù)的比較1 一個(gè)模型可以有多個(gè)不同的方法運(yùn)輸問題模型 表上作業(yè)法 圖上作業(yè)法 標(biāo)號(hào)法2 多個(gè)方法組成一個(gè)模型預(yù)測(cè)模型 相關(guān)分析 線性回歸 模型庫(kù)與方法庫(kù)的區(qū)別 19 3 模型是由方法實(shí)現(xiàn)的模型接近實(shí)際問題 用線性規(guī)劃模型解決工農(nóng)業(yè)中的優(yōu)化問題方法接近求解算法 求出具體解4 模型和方法的表現(xiàn)形式不同 模型用數(shù)學(xué)方程形式表示 便于人們理解方法用程序形式表示 便于計(jì)算機(jī)求解 模型庫(kù)與方法庫(kù)的統(tǒng)一 20 1 一個(gè)模型有多個(gè)不同的方法 的統(tǒng)一看法一般選取一個(gè)方法編制成程序例如 運(yùn)輸問題有三個(gè)不同的計(jì)算方法 它們是等價(jià)的 2 模型可以是基礎(chǔ)的 也可以是組合的 構(gòu)成模型的基礎(chǔ)方法看成是基礎(chǔ)模型 被構(gòu)造成的模型就是組合模型例如 預(yù)測(cè)模型由相關(guān)分析方法和多元回歸方法組成 它們分別稱為基礎(chǔ)模型 它們的組合稱之為組合模型 模型庫(kù)與方法庫(kù)的統(tǒng)一 續(xù) 21 省略方法庫(kù)模型庫(kù)和方法庫(kù)都存在時(shí) 不但增加了各自庫(kù)管理系統(tǒng)的開發(fā)工作而且也為兩庫(kù)之間的聯(lián)系增加了困難 模型和方法的統(tǒng)一 三庫(kù)結(jié)構(gòu)就變成了三部件結(jié)構(gòu) 省略了方法庫(kù) 四 決策支持系統(tǒng)的四庫(kù)結(jié)構(gòu)形式 22 為了提高決策支持系統(tǒng)功能 不少研制者在DSS三庫(kù)結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上增加知識(shí)庫(kù)提高智能效果 比較典型的結(jié)構(gòu)是四庫(kù)三功能結(jié)構(gòu)形式 四庫(kù)三功能結(jié)構(gòu)圖 23 四 決策支持系統(tǒng)的四庫(kù)結(jié)構(gòu)形式 24 功能 1 信息服務(wù)信息服務(wù)分為外部服務(wù)和內(nèi)部服務(wù)兩類 外部服務(wù)是指為決策者提供所需要的信息 也可以作為其他系統(tǒng)的信息資源 內(nèi)部服務(wù)是為其他功能的實(shí)現(xiàn)提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù) 四 決策支持系統(tǒng)的四庫(kù)結(jié)構(gòu)形式 25 2 科學(xué)計(jì)算科學(xué)計(jì)算是以信息服務(wù)為基礎(chǔ) 科學(xué)計(jì)算既包括模型庫(kù)和方法庫(kù)的數(shù)值計(jì)算 也包括輔助決策時(shí)所需要的其它數(shù)值計(jì)算 DSS的科學(xué)計(jì)算中還需要注意用戶的干預(yù)和選擇 提高科學(xué)計(jì)算效果 四 決策支持系統(tǒng)的四庫(kù)結(jié)構(gòu)形式 26 3 決策咨詢?cè)诳茖W(xué)計(jì)算的基礎(chǔ)上 增加知識(shí)和推理的功能后 就可以對(duì)決策起進(jìn)一步的支持作用 知識(shí)和推理是人工智能專家系統(tǒng)的組成部分 該系統(tǒng)實(shí)際上是在增加智能的效果 該系統(tǒng)可以看成是一種初級(jí)的智能DSS 決策支持系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)比較 27 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(duì)話 人機(jī)交互 模型 數(shù)據(jù) 三部件組成DSS 2 以 語言系統(tǒng) LS 問題處理系統(tǒng) PPS 知識(shí)系統(tǒng) KS 三系統(tǒng)組成DSS 1 對(duì)話 模型 數(shù)據(jù) 三部件結(jié)構(gòu)的優(yōu)點(diǎn) 28 明確了三部件之間關(guān)系 即它們之間的接口關(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 便于和其他系統(tǒng)的區(qū)別 它和 管理信息系統(tǒng) MIS 的區(qū)別在于DSS多了模型部件 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(shí)進(jìn)行推理為主體的系統(tǒng) 2 對(duì)話 模型 數(shù)據(jù) 三部件結(jié)構(gòu)的缺點(diǎn) 29 沒有突出DSS的問題處理特性 問題處理系統(tǒng)是解決決策問題的核心 它雖然用到模型和數(shù)據(jù) 但對(duì)不同的DSS 問題處理是大不相同的 沒有突出語言系統(tǒng) DSS所采用的語言包含數(shù)據(jù)庫(kù)語言和高級(jí)語言的雙重功能 作為該三部件結(jié)構(gòu) 可以理解為問題處理系統(tǒng)和語言系統(tǒng)都隱含在人機(jī)交互系統(tǒng)中 1 對(duì) LS PPS KS 三系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的優(yōu)點(diǎn) 30 突出了問題處理系統(tǒng) PPS 的重要性 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 明確了語言系統(tǒng) LS 在人機(jī)交互中的作用 人機(jī)交互是要通過語言系統(tǒng)來完成的 決策問題的形式化也要用LS來描述 統(tǒng)一了知識(shí)的看法 將數(shù)據(jù) 模型 規(guī)則看成是知識(shí)不同表現(xiàn)形式 2 LS PPS KS 三系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的缺點(diǎn) 31 忽略了數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng) 模型庫(kù)系統(tǒng)的相互關(guān)系對(duì)于開發(fā)決策支持系統(tǒng)是不利的 不適合與其它系統(tǒng)的區(qū)別 如果把LS看成是數(shù)據(jù)庫(kù)語言 把KS看成是數(shù)據(jù)庫(kù) 把PPS看成是管理信息處理 則該 LS PPS KS 就是MIS 如果把LS看成是PROLOG 把KS看成知識(shí)庫(kù) 把PPS看成是推理機(jī) 則該 LS PPS KS 就是ES 這是該結(jié)構(gòu)的致命弱點(diǎn) 問題 按照你的理解 什么是ES 什么是DSS ES和DSS的區(qū)別是什么 領(lǐng)域 數(shù)據(jù)特征 用戶界面 系統(tǒng)維護(hù) 推理和搜索 決策支持系統(tǒng)的統(tǒng)一結(jié)構(gòu)形式 34 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(jiǎn)化 該部件應(yīng)該是三系統(tǒng)中問題處理系統(tǒng)和語言系統(tǒng)的綜合部件 把 人機(jī)交互部件 改為 人機(jī)交互與問題綜合系統(tǒng) 即 綜合部件 更合適一些 它具有對(duì)決策問題綜合 多模型組合運(yùn)行 大量數(shù)據(jù)庫(kù)的存取 人機(jī)交互 為一個(gè)整體 形成實(shí)際決策支持系統(tǒng) 決策支持系統(tǒng)的統(tǒng)一結(jié)構(gòu)形式 35 36 人機(jī)交互與問題綜合系統(tǒng) 綜合部件 可理解為對(duì)實(shí)際決策問題的集成處理與人機(jī)交互 它包含的功能有 人機(jī)交互控制模型的運(yùn)行多模型的組合運(yùn)行數(shù)值計(jì)算數(shù)據(jù)處理 決策支持系統(tǒng)的統(tǒng)一結(jié)構(gòu)形式 續(xù) 37 決策支持系統(tǒng)的語言系統(tǒng)的功能要求比較高 即它應(yīng)具有 調(diào)用模型運(yùn)行能力 數(shù)據(jù)庫(kù)存取能力 數(shù)值運(yùn)算能力 數(shù)據(jù)處理能力 人機(jī)交互能力等五種綜合能力 我們稱它為決策支持系統(tǒng)語言 DSS語言 DSS語言應(yīng)是兩類語言 數(shù)值計(jì)算語言和數(shù)據(jù)庫(kù)語言 的綜合 3 2數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)3 3人機(jī)交互與問題綜合系統(tǒng) 38 39 數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)一般由四部分組成 1 數(shù)據(jù)庫(kù) DB 2 數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng) DBMS 3 數(shù)據(jù)庫(kù)管理員4 用戶和應(yīng)用程序數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)的核心是數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)和數(shù)據(jù)庫(kù) 一 數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)組成 數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)組成結(jié)構(gòu)圖 40 二 數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng) 41 數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)有四項(xiàng)主要功能 1 描述數(shù)據(jù)庫(kù)描述數(shù)據(jù)的邏輯結(jié)構(gòu) 存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)等 2 管理數(shù)據(jù)庫(kù) 1 控制數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)的運(yùn)行 2 控制用戶的并發(fā)訪問 3 進(jìn)行數(shù)據(jù)檢索 插入 刪除和修改的操作 數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng) 42 3 維護(hù)數(shù)據(jù)庫(kù) 1 初始數(shù)據(jù)的裝入 2 修改 更新數(shù)據(jù)庫(kù) 3 恢復(fù)故障的數(shù)據(jù)庫(kù) 4 數(shù)據(jù)通信完成數(shù)據(jù)的傳輸 數(shù)據(jù)庫(kù)語言 43 數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)是通過數(shù)據(jù)庫(kù)語言來實(shí)現(xiàn)的 1 數(shù)據(jù)描述語言 DDL 及其編譯程序用于描述數(shù)據(jù)庫(kù)的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu) 2 數(shù)據(jù)操作語言 DML 及其編譯程序操作語言供用戶存儲(chǔ) 檢索 修改數(shù)據(jù)庫(kù)中的數(shù)據(jù) 44 數(shù)據(jù)庫(kù)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) 三 數(shù)據(jù)庫(kù)應(yīng)用系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和開發(fā) 物理結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 邏輯結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 概念結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 單用戶視圖 ER圖 關(guān)系模型 一 系統(tǒng)需求分析 46 通過對(duì)用戶的信息需求和處理需求的調(diào)查分析 得到系統(tǒng)所必須的需求信息 1 確定設(shè)計(jì)范圍確定計(jì)算機(jī)能夠處理的范圍和內(nèi)容 2 數(shù)據(jù)收集和分析獲得數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)所必須的數(shù)據(jù)信息 3 寫出需求說明書對(duì)應(yīng)用系統(tǒng)需求分析建立文檔資料 包括 系統(tǒng)目標(biāo) 功能 性能 運(yùn)行環(huán)境 及功能結(jié)構(gòu)圖 數(shù)據(jù)流程圖 數(shù)據(jù)字典等 二 概念結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 47 二 概念結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 續(xù) 48 E R方法 實(shí)體 聯(lián)系方法 由實(shí)體 聯(lián)系 屬性三個(gè)成份組成 用E R圖進(jìn)行用戶視圖設(shè)計(jì) 三 邏輯結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 49 從E R圖向關(guān)系模型轉(zhuǎn)換 一個(gè)實(shí)體對(duì)應(yīng)一個(gè)關(guān)系模型 實(shí)體的屬性就是關(guān)系的屬性 兩個(gè)實(shí)體間的聯(lián)系1 1聯(lián)系 在兩個(gè)實(shí)體各自的關(guān)系模式中各增加一個(gè)對(duì)方實(shí)體編碼屬性項(xiàng) 例如 教研室 教研室編號(hào) 主任編號(hào) 教研室名 主任 主任編號(hào) 教研室編號(hào) 姓名 兩個(gè)實(shí)體間的聯(lián)系 50 1 n的聯(lián)系 在n方實(shí)體的關(guān)系模式中增加對(duì)方實(shí)體的編碼屬性項(xiàng) 例如 教研室 教研室編號(hào) 主任編號(hào) 教研室名 教員 教員號(hào) 教研室編號(hào) 姓名 年齡 n n的聯(lián)系 除兩個(gè)實(shí)體建立關(guān)系模式外 把 聯(lián)系 也建立關(guān)系 學(xué)生 學(xué)生號(hào) 學(xué)生名 E課程 課程號(hào) 課程名 E選課 學(xué)生號(hào) 課程號(hào) 成績(jī) R 四 物理結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 51 設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)在物理設(shè)備上的存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)1 存儲(chǔ)記錄包括 數(shù)據(jù)項(xiàng) 指針和記錄開銷 2 訪問路徑建立數(shù)據(jù)項(xiàng)或數(shù)據(jù)項(xiàng)組合的索引 3 記錄實(shí)際存儲(chǔ)對(duì)記錄的聚類和劃分 以及物理塊大小的選擇 52 關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)的規(guī)范化設(shè)計(jì)1 數(shù)據(jù)依賴最常用的是函數(shù)依賴 X的每一個(gè)具體值都有Y唯一的具體值與之對(duì)應(yīng) 則稱Y函數(shù)依賴于X 或者X函數(shù)決定Y 表示為 X Y2 規(guī)范化設(shè)計(jì)方法一個(gè)關(guān)系模式滿足某一個(gè)指定的約束 稱此為特定范式的關(guān)系模式 關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)的規(guī)范化設(shè)計(jì)和開發(fā) 舉例 53 S 供應(yīng)商編號(hào) QTY 發(fā)貨量 關(guān)鍵詞具體量值 S QTY SQ 關(guān)系名 54 范式滿足一定約束要求的關(guān)系模式的集合 R nNF1NF 2NF 3NF BCNF 4NF 5NF 55 數(shù)據(jù)庫(kù)查詢 一 數(shù)據(jù)庫(kù)列查詢1 查詢指定的列 2 查詢?nèi)苛?3 指定條件的查詢 二 條件查詢1 比較大小的查詢2 指定范圍的查詢3 指定集合的查詢4 字符匹配的查詢5 設(shè)計(jì)控制的查詢6 多重條件的查詢 三 組合查詢多條件的任意組合查詢 56 數(shù)據(jù)項(xiàng)表達(dá)式的查詢 數(shù)據(jù)項(xiàng)進(jìn)行數(shù)值計(jì)算 表達(dá)式計(jì)算 的查詢 1 表達(dá)式的形式是任意變化的 2 表達(dá)式的計(jì)算是臨時(shí)進(jìn)行的 需要專門編制程序來完成這種特殊的查詢 編制這種查詢程序需要利用編譯技術(shù) 完成對(duì)表達(dá)式的識(shí)別和解釋執(zhí)行 表達(dá)式由中綴式變成后綴式 57 逆波蘭式 符號(hào)棧 實(shí)例 58 社會(huì)總產(chǎn)值 工業(yè)總產(chǎn)值 農(nóng)業(yè)總產(chǎn)值 建筑業(yè)總產(chǎn)值 運(yùn)輸郵電業(yè)總產(chǎn)值 商業(yè) 飲食業(yè)總產(chǎn)值固定資產(chǎn)投資效果 當(dāng)年工業(yè)總產(chǎn)值 去年工業(yè)總產(chǎn)值 當(dāng)年固定資產(chǎn)投資額物耗率 社會(huì)總產(chǎn)值 國(guó)民收入 社會(huì)總產(chǎn)值 四 數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)在DSS中的作用 59 1 數(shù)據(jù)是最基本的決策資源數(shù)據(jù)反映了事物在量值方面大小 1 數(shù)據(jù)歸約 分離 合并 聚集等 2 聚集值的數(shù)據(jù)細(xì)節(jié)3 多重?cái)?shù)據(jù)源的數(shù)據(jù)4 歷史數(shù)據(jù)用于預(yù)測(cè)5 數(shù)據(jù)不同精度的查詢 四 數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)在DSS中的作用 60 2 數(shù)據(jù)是模型組合的基礎(chǔ)每個(gè)數(shù)學(xué)模型都需要輸入數(shù)據(jù)和計(jì)算結(jié)果的輸出數(shù)據(jù) 對(duì)于一個(gè)較復(fù)雜的問題 要多個(gè)模型組合起來 共同輔助決策 模型之間的組合一般是通過數(shù)據(jù)來實(shí)現(xiàn) 即 一個(gè)模型的輸出數(shù)據(jù)是另一個(gè)模型的輸入數(shù)據(jù) 或者是一個(gè)模型輸出數(shù)據(jù)經(jīng)過加工處理后成為另一個(gè)模型的輸入數(shù)據(jù) 3 演繹數(shù)據(jù)庫(kù) 61 演繹數(shù)據(jù)庫(kù)基本概念演繹數(shù)據(jù)庫(kù)的研究始于70年代中期 由于J Minker和Gallaire等人首創(chuàng) 將人工智能中的演繹功能與關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)相結(jié)合而產(chǎn)生的一種新的數(shù)據(jù)庫(kù)叫演繹數(shù)據(jù)庫(kù) 62 演繹功能 關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)演繹數(shù)據(jù)庫(kù)演繹推理 假言推理 形式邏輯 P P Q QP Q為事實(shí) P Q為規(guī)則 從已知的關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)中一事實(shí) 實(shí)數(shù)據(jù) 推出一些新數(shù)據(jù) 這些新數(shù)據(jù)是數(shù)據(jù)庫(kù)中所沒有的 演繹推理推出的新數(shù)據(jù)稱為虛數(shù)據(jù) 演繹數(shù)據(jù)庫(kù)基本概念 演繹數(shù)據(jù)庫(kù)實(shí)例 63 表父子關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)F f s 64 演繹數(shù)據(jù)庫(kù)實(shí)例 續(xù) 建立如下兩種邏輯規(guī)則 1 祖孫規(guī)則F X Z F Z Y G X Y 該規(guī)則表示X是Z的父親 Z是Y的父親 則X是Y的祖父 通過以上規(guī)則得出的祖孫關(guān)系為 李學(xué) 李山 李平 李同 劉定 劉思 65 i j k 獲取祖孫數(shù)據(jù)庫(kù)的程序是用二重循環(huán)來完成的 演繹數(shù)據(jù)庫(kù)實(shí)例 續(xù) 66 2 祖先規(guī)則 1 F X Y A X Y 2 A X Z F Z Y A X Y 其中 1 表示X是Y的父親 則X是Y的祖先 2 表示X是Z的祖先 Z是Y的父親 則X是Y的祖先 父子關(guān)系F通過以上規(guī)則得到祖先關(guān)系A(chǔ) 67 思考 設(shè)計(jì)算法流程 實(shí)現(xiàn)從父子數(shù)據(jù)庫(kù)中找出祖孫關(guān)系的數(shù)據(jù)并送入祖孫數(shù)據(jù)庫(kù)中 69 演繹數(shù)據(jù)庫(kù)的基本結(jié)構(gòu) 演繹數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)由三部分組成 傳統(tǒng)數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng) 具有演繹推理的機(jī)構(gòu)在實(shí)數(shù)據(jù)中推出虛數(shù)據(jù) 數(shù)據(jù)庫(kù)和演繹推理之間的接口演繹推理機(jī)構(gòu)是邏輯的 而數(shù)據(jù)庫(kù)是非邏輯的 兩者需要有一個(gè)接口 以實(shí)現(xiàn)其物理上的連接 70 演繹數(shù)據(jù)庫(kù)的基本結(jié)構(gòu) 演繹數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)結(jié)構(gòu) 71 演繹數(shù)據(jù)庫(kù) 智能數(shù)據(jù)庫(kù)和知識(shí)庫(kù)的關(guān)系 演繹數(shù)據(jù)庫(kù)演繹推理加入數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)的功能中 智能數(shù)據(jù)庫(kù)在數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)中加入歸納推理 類比推理等或然性推理 或加入自然語言理解 語音識(shí)別等人工智能中更多的技術(shù) 知識(shí)庫(kù)對(duì)知識(shí)的存儲(chǔ)和管理 不同于數(shù)據(jù)庫(kù) 思考 演繹數(shù)據(jù)庫(kù)的目的是什么 是指具有演繹推理能力的數(shù)據(jù)庫(kù) 一般地 它用一個(gè)數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)和一個(gè)規(guī)則管理系統(tǒng)來實(shí)現(xiàn) 將推理用的事實(shí)數(shù)據(jù)存放在數(shù)據(jù)庫(kù)中 稱為外延數(shù)據(jù)庫(kù) 用邏輯規(guī)則定義要導(dǎo)出的事實(shí) 稱為內(nèi)涵數(shù)據(jù)庫(kù) 主要研究?jī)?nèi)容為 如何有效地計(jì)算邏輯規(guī)則推理 具體為 遞歸查詢的優(yōu)化 規(guī)則的一致性維護(hù)等 3 3人機(jī)交互與問題綜合系統(tǒng) 1 人機(jī)交互系統(tǒng)2 問題綜合系統(tǒng)3 決策支持系統(tǒng)的綜合部件 74 1 人機(jī)交互系統(tǒng) 75 人機(jī)交互的三個(gè)元素 交互設(shè)備計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的輸入輸出設(shè)備交互軟件展示各種交互功能的核心人的因素用戶操作模型 人機(jī)交互方式 76 人機(jī)交互方式有多種形式菜單填表命令語言屏幕顯示窗口報(bào)表輸出 復(fù)雜報(bào)表的示意圖 77 多媒體表現(xiàn)與多媒體查詢 78 一 多媒體數(shù)據(jù)特征復(fù)合性 多個(gè)媒體的復(fù)合多樣性數(shù)據(jù)形式與數(shù)據(jù)操縱的多樣性 圖形 視頻 聲音等 數(shù)據(jù)量大 點(diǎn)陣數(shù)據(jù)關(guān)系復(fù)雜 二 多媒體信息系統(tǒng) 多媒體查詢 79 基于內(nèi)容的檢索1 靜止圖象檢索根據(jù)特征檢索 檢索特征包括 顏色 紋理 形狀 相似性檢索 基于樣本圖象的相似性檢索 瀏覽檢索2 視頻檢索鏡頭分割鏡頭分析與描述鏡頭的高層組織 多媒體內(nèi)容檢索的應(yīng)用 80 1 圖象數(shù)據(jù)庫(kù)檢索大容量圖象數(shù)據(jù)庫(kù)的檢索 如醫(yī)療圖象 地球遙感 面孔圖象等圖象數(shù)據(jù)庫(kù)的檢索 2 新聞節(jié)目的組織根據(jù)不同的主題將新聞報(bào)道進(jìn)行組織和劃分 便利新聞資料的制作和檢索 3 體育節(jié)目的編輯根據(jù)需要檢索足球射門 慢動(dòng)作重放 比分改變 球場(chǎng)換人等鏡頭 如何理解 檢索 和 查詢 的不同 2 問題綜合系統(tǒng) 82 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 人機(jī)交互系統(tǒng)主要實(shí)現(xiàn)人機(jī)對(duì)話和對(duì)DSS的控制 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(duì)DSS問題的分析和求解 決策支持系統(tǒng)的綜合部件 83 1 決策支持系統(tǒng)語言決策支持系統(tǒng)既要達(dá)到綜合模型部件和數(shù)據(jù)部件的作用 又要起到人機(jī)交互對(duì)話作用 是需要利用很強(qiáng)能力的語言來完成 84 目前 計(jì)算機(jī)的語言主要是數(shù)值計(jì)算語言 PASCAL C等 和數(shù)據(jù)庫(kù)語言 FOXPRO ORACLE等 兩大類 數(shù)值計(jì)算語言具有很強(qiáng)的計(jì)算能力 包括樹 圖的指針鏈表計(jì)算 遞歸運(yùn)算等 但它不能直接對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行操作 數(shù)據(jù)庫(kù)語言有很強(qiáng)的數(shù)據(jù)處理能力 對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)中大量數(shù)據(jù)進(jìn)行增加 刪除 修改 查詢等能力 但它的數(shù)值計(jì)算能力很弱 85 決策支持系統(tǒng)語言需要數(shù)值計(jì)算和數(shù)據(jù)處理的集成 目前市場(chǎng)上還沒有一種能包括這兩類語言的綜合語言 只能通過接口語言 如ODBC ADO等 將兩類語言聯(lián)系起來 決策支持系統(tǒng)語言是數(shù)值計(jì)算語言 如C 和數(shù)據(jù)庫(kù)語言 如FOXPRO 以及接口語言 如ODBC 集成的語言 86 實(shí)現(xiàn)DSS的人機(jī)交互系統(tǒng)和問題綜合系統(tǒng) 用這種集成語言來描述決策問題 求解問題 2 綜合部件功能 87 控制模型的運(yùn)行多模型的組合運(yùn)行人機(jī)交互數(shù)值計(jì)算和數(shù)據(jù)處理 3 4模型庫(kù)系統(tǒng)3 5組合模型的決策支持系統(tǒng) 88 3 4模型庫(kù)系統(tǒng) 89 模型應(yīng)用的發(fā)展 對(duì)比數(shù)據(jù)庫(kù) 1 模型庫(kù) 90 模型庫(kù)的概念模型庫(kù)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(jiǎn)單 相互獨(dú)立 數(shù)據(jù)不共享模型庫(kù) 共享 可重用 可管理 相關(guān)模型庫(kù) 具有一定組織結(jié)構(gòu)的模型集合由模型庫(kù)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(kù) 模型庫(kù) 續(xù) 91 模型庫(kù)中模型的種類及其表示數(shù)學(xué)模型表現(xiàn)形式為 方程 算法和程序計(jì)算機(jī)中采用模型程序形式 用數(shù)值計(jì)算語言 如Pascal等 編制 數(shù)據(jù)處理模型對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)中數(shù)據(jù)的處理 數(shù)據(jù)處理模型的基本工作為對(duì)數(shù)據(jù)的選擇 投影 旋轉(zhuǎn) 排序和運(yùn)算等 用數(shù)據(jù)庫(kù)語言 如FoxPro等 編制 模型庫(kù) 續(xù) 92 圖形 圖象模型主要用于人機(jī)交互圖形模型表示為 向量數(shù)據(jù)形式或繪圖程序形式圖象模型表示為 點(diǎn)陣數(shù)據(jù)形式報(bào)表模型人機(jī)交互的輸出形式報(bào)表模型表示為 程序形式智能模型主要是人工智能的專家系統(tǒng) 通過知識(shí)推理達(dá)到專家解決問題的能力 智能模型表示為 遞歸能力很強(qiáng)的PROLOG C語言編制的程序 2 模型庫(kù)的組織和存儲(chǔ) 93 模型庫(kù)的存儲(chǔ)需求1個(gè)模型對(duì)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(kù)的組織和存儲(chǔ) 續(xù) 94 模型庫(kù)由字典庫(kù)和文件庫(kù)兩者組成字典庫(kù)作用模型文件的索引便利模型的分類便利對(duì)模型的查詢和修改組織結(jié)構(gòu)文本形式 適用于單個(gè)模型菜單形式 適用于模型軟件包數(shù)據(jù)庫(kù)形式 適用于DSS 95 字典庫(kù) A c 源文件 文件庫(kù) A exe 目標(biāo)文件 模型庫(kù)的組織和存儲(chǔ) 續(xù) 96 模型文件庫(kù)模型文件存儲(chǔ)方式在操作系統(tǒng)管理下存儲(chǔ)模型文件建立子目錄存儲(chǔ)模型文件模型文件的調(diào)用對(duì)模型文件的運(yùn)行 是通過模型字典庫(kù) 沿著模型文件的存儲(chǔ)路徑找到該模型文件 啟動(dòng)它運(yùn)行 3 模型庫(kù)管理系統(tǒng) 97 3 1基本概念模型管理技術(shù)經(jīng)歷了三個(gè)階段 1 程序文件 2 模型軟件包 3 模型庫(kù)管理系統(tǒng) 3 2模型庫(kù)管理系統(tǒng)功能 98 1 模型存儲(chǔ)的組織結(jié)構(gòu) 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(chǔ)的組織結(jié)構(gòu)模型字典庫(kù)模型文件庫(kù) 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(kù)和文件庫(kù)同時(shí)進(jìn)行 99 2 模型庫(kù)的運(yùn)行管理 1 模型程序的輸入和編輯輸入 程序的編輯編譯 源程序到目標(biāo)程序 2 模型的運(yùn)行控制單獨(dú)運(yùn)行 由操作系統(tǒng)命令完成組合運(yùn)行 由DSS控制程序完成 3 模型對(duì)數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)模型與數(shù)據(jù)庫(kù)的接口 100 3 支持模型的組合 1 模型間的組合多模型的順序 選擇 循環(huán)及嵌套 2 模型間數(shù)據(jù)的共享和傳遞通過模型存儲(chǔ)數(shù)據(jù)庫(kù)的接口 3 3模型庫(kù)管理系統(tǒng)語言體系 101 1 模型管理語言MML 1 模型的存儲(chǔ)管理同時(shí)完成字典庫(kù)和文件庫(kù)的管理 2 模型的查詢和維護(hù) 模型庫(kù)管理系統(tǒng)語言體系 102 2 模型運(yùn)行語言MRL 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3 數(shù)據(jù)接口語言DIL模型程序通過接口操作數(shù)據(jù)庫(kù) 3 5組合模型的決策支持系統(tǒng) 103 組合模型輔助決策是決策支持系統(tǒng)研究的內(nèi)容 它需要模型庫(kù)提供共享模型和數(shù)據(jù)庫(kù)提供共享數(shù)據(jù) 區(qū)域發(fā)展規(guī)劃系統(tǒng) 104 區(qū)域發(fā)展規(guī)劃問題是典型的多模型輔助決策系統(tǒng)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(guó)家等都是區(qū)域規(guī)劃 制定未來一定時(shí)期的目標(biāo) 任務(wù)及實(shí)現(xiàn)方案區(qū)域發(fā)展規(guī)劃 分析自身的優(yōu) 劣勢(shì) 對(duì)比其他區(qū)域狀況 制定快速發(fā)展的目標(biāo)和措施 1 多模型輔助決策系統(tǒng) 105 106 區(qū)域發(fā)展規(guī)劃的模型群 區(qū)域發(fā)展規(guī)劃是一個(gè)多層次的結(jié)構(gòu)體系 需要建立一個(gè)大的模型群進(jìn)行研究 1 資源與生態(tài)層研究自然資源的利弊與潛力 農(nóng)業(yè)生態(tài)模式 資源生態(tài)和經(jīng)濟(jì)生產(chǎn)的關(guān)系 模型包括 氣象分析與預(yù)測(cè) 土地資源分類 水體聚類分析 環(huán)境 生產(chǎn)模型 綜合評(píng)價(jià)模型 水土流失控制仿真 最佳生態(tài)結(jié)構(gòu) 農(nóng)業(yè)生態(tài)模式 生態(tài)趨勢(shì)仿真預(yù)測(cè)等 107 區(qū)域發(fā)展規(guī)劃的模型群 續(xù) 2 產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)層產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)包括 第一產(chǎn)業(yè) 農(nóng)業(yè)等 第二產(chǎn)業(yè) 工業(yè)等 第三產(chǎn)業(yè) 服務(wù)業(yè)等 研究產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢(shì) 模型包括 生產(chǎn)函數(shù) 系統(tǒng)環(huán)境辨識(shí) 結(jié)構(gòu)分析 產(chǎn)量預(yù)測(cè) 林種優(yōu)化 齡級(jí)控制 系統(tǒng)診斷和預(yù)測(cè) 經(jīng)濟(jì)效益評(píng)價(jià) 相關(guān)分析 運(yùn)輸模擬分析 最短路徑 最佳調(diào)度方案 投入產(chǎn)出模型 動(dòng)態(tài)仿真模型等 108 3 經(jīng)濟(jì)能源層經(jīng)濟(jì)能源包括經(jīng)濟(jì)實(shí)力 分配與交換 能源結(jié)構(gòu) 供求平衡等 模型包括 能源結(jié)構(gòu)分析 相關(guān)分析 需求預(yù)測(cè)與供需平衡 投資結(jié)構(gòu) 投資效益 分配 消費(fèi)相關(guān)分析 分配預(yù)測(cè) 消費(fèi)預(yù)測(cè)等 區(qū)域發(fā)展規(guī)劃的模型群 續(xù) 109 區(qū)域發(fā)展規(guī)劃的模型群 續(xù) 4 社會(huì)經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)層社會(huì)經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)包括人口的發(fā)展和控制 勞力的使用 科技的發(fā)展 城鎮(zhèn)建設(shè)等 模型包括 人口模型 勞力結(jié)構(gòu)與勞力轉(zhuǎn)換 生育控制 科技系統(tǒng)模型 人才結(jié)構(gòu)與教育體系 智力投資方案 醫(yī)院病床預(yù)測(cè) 社會(huì)服務(wù)模型和交通運(yùn)輸模型等 110 5 區(qū)域總體控制層區(qū)域總體控制研究 資源生態(tài) 產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu) 經(jīng)濟(jì)來源 社會(huì)經(jīng)濟(jì)等層的宏觀信息 完成區(qū)域總體設(shè)計(jì)和控制 模型包括 層次結(jié)構(gòu)模型 戰(zhàn)略決策模型 協(xié)調(diào)反饋網(wǎng)絡(luò) 投入產(chǎn)出模型 動(dòng)態(tài)仿真模型 綜合評(píng)審決策等 區(qū)域發(fā)展規(guī)劃的模型群 續(xù) 111 1 模型個(gè)數(shù)雖然愈用愈多 但沒有把這些多個(gè)模型有效地組織起來形成模型庫(kù)并建立有效的模型庫(kù)管理系統(tǒng) 2 各個(gè)模型用到的數(shù)據(jù) 基本是各模型自備 也沒有把這些數(shù)據(jù)有效的組織起來形成數(shù)據(jù)庫(kù) 并在數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)下運(yùn)行 3 區(qū)域發(fā)展規(guī)劃中各方面分別用各自模型進(jìn)行分析 規(guī)劃的綜合仍由人來完成 對(duì)各模型的計(jì)算結(jié)果進(jìn)行分析 匯總 最后由人寫出區(qū)域發(fā)展規(guī)劃報(bào)告 目前大多數(shù)區(qū)域發(fā)展規(guī)劃的研制 屬于多模型輔助決策系統(tǒng) 還未達(dá)到?jīng)Q策支持系統(tǒng)的層次 實(shí)際上 決策支持系統(tǒng)對(duì)于區(qū)域發(fā)展規(guī)劃的研究更適合 模型技術(shù)的應(yīng)用現(xiàn)狀 112 多模型輔助決策系統(tǒng) 輸入 2 模型組合技術(shù) 113 2 1模型組合基本方法模型的組合有多種方式 用邏輯形式表示有 模型間的關(guān)系為 與 and 關(guān)系例如 模型1and模型2 模型間的關(guān)系為 或 or 關(guān)系例如 模型3or模型4 模型間的關(guān)系為組合 閉包 and or 關(guān)系例如 模型1and模型2 or 模型3and模型4 模型的三種程序組合方式 114 其中p是判別條件 滿足條件時(shí)走一分支 不滿足時(shí)走另一分支 2 2模型組合的嵌套方法 115 其中A B C D E為不同模型 p q s是判別條件 滿足條件時(shí)走一分支 不滿足條件時(shí)走另一分支 2 3模型組合程序的正確性 116 理論上證明了如何程序都可以用順序 選擇 循環(huán)三種結(jié)構(gòu)表示出來 實(shí)踐證明 以 順序 選擇 循環(huán) 結(jié)構(gòu)程序設(shè)計(jì) 易于證明其正確性 3 模型組合的程序設(shè)計(jì) 117 在決策支持系統(tǒng)中 模型存放在模型庫(kù)中 數(shù)據(jù)存放在數(shù)據(jù)庫(kù)中 而控制模型的運(yùn)行則在綜合部件中 這就構(gòu)成了一種特殊的調(diào)用關(guān)系 即控制模型在綜合部件 模型運(yùn)行在模型部件中 存取的數(shù)據(jù)在數(shù)據(jù)部件中 118 在綜合部件中由控制程序發(fā)出運(yùn)行命令 并將運(yùn)行權(quán)交給模型庫(kù)中的模型進(jìn)行運(yùn)行 運(yùn)行時(shí)調(diào)用數(shù)據(jù)庫(kù)中的數(shù)據(jù)1 模型運(yùn)行完成后將數(shù)據(jù)送入數(shù)據(jù)庫(kù)中數(shù)據(jù)2 并將控制權(quán)交回給綜合部件中控制程序的 下步操作 決策支持系統(tǒng)模型程序運(yùn)行圖 119 下步操作 模型順序組合運(yùn)行圖 120 模型選擇組合結(jié)構(gòu)運(yùn)行圖 121 模型組合循環(huán)結(jié)構(gòu)運(yùn)行圖 122 決策支持系統(tǒng)組成 123 1 綜合部件的控制程序2 模型庫(kù)中的模型程序3 數(shù)據(jù)庫(kù)中的數(shù)據(jù) 決策支持系統(tǒng)程序與一般系統(tǒng)程序的比較 124 1 相同處DSS的控制程序?qū)δＰ偷恼{(diào)用與一般系統(tǒng)主程序?qū)ψ映绦虻恼{(diào)用在程序結(jié)構(gòu)上是相似的 125 2 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 一般系統(tǒng)程序中的子程序 模塊 只能被該系統(tǒng)主程序調(diào)用 并隸屬于它 它不能被別的系統(tǒng)主程序所調(diào)用 126 2 DSS中模型程序所使用的語言可以不同于DSS的控制程序 一般系統(tǒng)的子程序 模塊 和主程序的語言是一致的 結(jié)論 DSS程序是利用模型程序和數(shù)據(jù)兩個(gè)共享資源組建的 在本質(zhì)上 DSS程序與一般系統(tǒng)程序是不一樣的 4 決策支持系統(tǒng)的決策支持 127 由多個(gè)模型組合而成的決策支持系統(tǒng) 在模型組合中 可以選擇不同的模型 相同的數(shù)據(jù)構(gòu)成不同的決策支持系統(tǒng)方案 DSS也可以選擇相同模型 不同的數(shù)據(jù)構(gòu)成不同的決策支持系統(tǒng)方案 DSS還可以選擇不同的模型和不同的數(shù)據(jù)構(gòu)成不同的決策支持系統(tǒng)方案 128 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調(diào)用的數(shù)據(jù)庫(kù)名 決策支持系統(tǒng)的決策支持作用很容易在模型組合的控制程序中實(shí)現(xiàn) 思考 決策支持系統(tǒng)的運(yùn)行結(jié)構(gòu)圖與一般流程圖有什么本質(zhì)區(qū)別 其如何反映了決策支持系統(tǒng)開發(fā)的關(guān)鍵技術(shù) 3 6決策支持系統(tǒng)實(shí)例 130 131 3 6決策支持系統(tǒng)實(shí)例 物資分配調(diào)撥問題 1 物資調(diào)撥分配流程圖 132 物資申請(qǐng)和庫(kù)存計(jì)劃匯總 制定物資分配方案 物資調(diào)撥預(yù)處理 制定物資運(yùn)輸方案 制定物資調(diào)撥方案 打印報(bào)表 1 物資申請(qǐng)和庫(kù)存的計(jì)劃匯總 133 各單位申請(qǐng)物資 按單位 物資總申請(qǐng) 按物資 查各倉(cāng)庫(kù)的物資 按倉(cāng)庫(kù) 物資總庫(kù)存 按物資 單位申請(qǐng)數(shù)據(jù)庫(kù) 倉(cāng)庫(kù)庫(kù)存數(shù)據(jù)庫(kù) 計(jì)劃匯總模型 物資總申請(qǐng)數(shù)據(jù)庫(kù) 物資總庫(kù)存數(shù)據(jù)庫(kù) 134 各單位對(duì)各物資的申請(qǐng)匯總 135 一 各單位的申請(qǐng)數(shù)據(jù)庫(kù)為 Di SQ W1 SQ W2 i 1 2 其中Di表示第i個(gè)單位 SQ Wj 表示申請(qǐng)物資Wj的需要數(shù)量 申請(qǐng)數(shù)據(jù)庫(kù)匯總成成總申請(qǐng)數(shù)據(jù)庫(kù)Wj SQ D1 SQ D2 j 1 2 其中SQ Di 表示第i個(gè)單位對(duì)物資Wj的申請(qǐng)數(shù)量 該項(xiàng)數(shù)據(jù)處理工作類似于對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)的旋轉(zhuǎn) 各倉(cāng)庫(kù)對(duì)各物資的庫(kù)存匯總 136 二 各倉(cāng)庫(kù)對(duì)各物資的可供應(yīng)情況為 Ki XY W1 KD W1 XY W2 KD W2 i 1 2 其中Ki表示第i個(gè)倉(cāng)庫(kù) XY Wj KD Wj 分別表示該倉(cāng)庫(kù)中物資Wj的現(xiàn)有數(shù)量和最低儲(chǔ)備量 XY Wj KD Wj 表示物資Wj的可供量 各倉(cāng)庫(kù)庫(kù)存數(shù)據(jù)庫(kù)匯總成總庫(kù)存數(shù)據(jù)庫(kù) Wj XY K1 KD K1 XY K2 KD K2 該項(xiàng)數(shù)據(jù)處理工作 要在數(shù)據(jù)庫(kù)中計(jì)算出可供量后 再進(jìn)行類似于數(shù)據(jù)庫(kù)旋轉(zhuǎn)來實(shí)現(xiàn) 2 制定物資分配方案 1 137 物資分配方案是利用物資分配模型來完成的2 1比較可分配情況對(duì)同一物資Wj計(jì)算 總可供量S 各倉(cāng)庫(kù)可供量之和 總申請(qǐng)量Q 各單位申請(qǐng)量之和 2 2物資分配方法1 總可供量大于等于總申請(qǐng)量S Q各單位分配數(shù)量等于它的申請(qǐng)量 FB Dj SQ Dj j 1 2 2 制定物資分配方案 2 138 2 總可供量小于總申請(qǐng)量S Q有幾種處理辦法 1 按申請(qǐng)比例削減 即FB Dj SQ Dj S Qj 1 2 2 按優(yōu)先類別分配各單位按物資的需要程度定一個(gè)優(yōu)先類別LP Dj 一般分1 2 3 4等類別 2 制定物資分配方案 3 139 對(duì)第一類單位是重點(diǎn)保證 其它類別按類別大小削減 具體做法 1 計(jì)算第一類單位總申請(qǐng)量Q1 且S Q1時(shí) 一類單位分配數(shù)按比例削減 其它類單位分配數(shù)為零 2 當(dāng)S Q1時(shí) 一類單位的分配數(shù)等于申請(qǐng)數(shù)其它各類單位的可供量S1 S Q1 2 制定物資分配方案 4 140 計(jì)算差額 S Q2 S1這個(gè)差額分配到非一類單位中去 利用類別數(shù)LP作為加權(quán)值參與公式計(jì)算 3 其它各單位的分配計(jì)算其它各類單位的申請(qǐng)量 除一類外 2 制定物資分配方案 5 141 計(jì)算非一類單位的削減量 P S SQ P LP P SP 非一類單位的分配數(shù)為 計(jì)算非一類單位的加權(quán) 類別 申請(qǐng)數(shù)量為 FB P SQ P P 2 制定物資分配方案 6 142 分配公式在理論上是合理的在實(shí)際計(jì)算中會(huì)出現(xiàn) P SQ P 的現(xiàn)象 即FB P 0為負(fù)數(shù) 這是不合理的原因 用類別數(shù)作加權(quán) 對(duì)于類別數(shù)大的單位使削減量 P 太大 超過了申請(qǐng)量SQ P 2 制定物資分配方案 7 143 則FB P 0 即該P(yáng)類單位分配數(shù)為零 在去掉P類的同時(shí) SP中也要去掉SQ P LP P 的加權(quán)申請(qǐng)量 再用判別式計(jì)算類別數(shù)次大的單位 是否滿足判別式 依次類推 為了消除這種現(xiàn)象 建立判別式 由FB P 0的要求得到判別式條件 類別由數(shù)大到小的計(jì)算 若 2 制定物資分配方案 8 144 該模型是一個(gè)數(shù)學(xué)模型 模型和數(shù)據(jù)庫(kù)的關(guān)系如圖 其中物資分配數(shù)據(jù)庫(kù)中每個(gè)記錄表示每種物資分配給各單位的具體數(shù)量 3 物資調(diào)撥預(yù)處理 1 145 每種物資的調(diào)運(yùn)中 參加調(diào)運(yùn)的倉(cāng)庫(kù)和接收單位 都不是一樣的 是隨機(jī)的出現(xiàn) 參加調(diào)運(yùn)的倉(cāng)庫(kù)是由該倉(cāng)庫(kù)提供某物資的可供量是否大于零來決定的 參加調(diào)運(yùn)的接受單位要看它接收某物資的分配數(shù)是否大于零來決定的 3 物資調(diào)撥預(yù)處理 2 146 每個(gè)倉(cāng)庫(kù)到所有接受單位的路程 存入一個(gè)距離數(shù)據(jù)庫(kù)中 對(duì)每一種物資 由于參加調(diào)運(yùn)的倉(cāng)庫(kù)和單位的不同 則要形成參加調(diào)運(yùn)的實(shí)際距離矩陣 對(duì)每個(gè)距離記錄進(jìn)行挑選 挑選后形成小的實(shí)際距離矩陣 之后 才能進(jìn)行運(yùn)輸問題線性規(guī)劃運(yùn)算 147 原距離矩陣 新距離矩陣 解矩陣 3 物資調(diào)撥預(yù)處理 3 148 1 該模型完成物資調(diào)撥預(yù)處理 形成新距離數(shù)據(jù)庫(kù)2 在新距離數(shù)據(jù)庫(kù)中 進(jìn)行物資的運(yùn)輸模型計(jì)算 求出物資調(diào)撥解3 對(duì)于新距離數(shù)據(jù)庫(kù)中得到的物資調(diào)撥解 再回到原始距離數(shù)據(jù)庫(kù)的實(shí)際位置中 該模型和數(shù)據(jù)庫(kù)之間關(guān)系為 物資分配數(shù)據(jù)庫(kù) 4 制定物資運(yùn)輸方案 1 149 利用運(yùn)輸問題數(shù)學(xué)模型的具體求解方法 制定各物資的運(yùn)輸方案 模型和數(shù)據(jù)庫(kù)之間的關(guān)系為 運(yùn)輸問題方程 運(yùn)輸問題示例 151 運(yùn)輸問題解 152 示例求基本解過程 153 20 5 30 20 5 30 25 5 5 15 15 0 基本解 154 用位勢(shì)法求ci dj和檢驗(yàn)數(shù) ij 155 在解元素位置上用對(duì)應(yīng)的距離矩陣元素以及行和列上的位勢(shì)ci dj建立位勢(shì)方程 位勢(shì)方程 156 位勢(shì)方程為 ci dj Dij對(duì)于上面基本解的位勢(shì)方程為 c1 d4 7 c2 d2 2 c2 d4 6c3 d1 9 c3 d3 4 c3 d4 8這里有7個(gè)未知數(shù) 6個(gè)方程 可知解有無窮多個(gè) 我們給定一個(gè)解 為此設(shè)c1 0 未知數(shù)減少一個(gè) 其它解就唯一了 位勢(shì)方程求解過程 157 人工求解此方程時(shí) 能夠隨機(jī)挑選方程來解 已知一個(gè)未知數(shù)求另一個(gè)未知數(shù) 按第1個(gè)方程求出d4 7 按第3個(gè)方程求出c2 1 按第6個(gè)方程求出c3 3 按第5個(gè)方程求出d3 3 按第4個(gè)方程求出d1 8 按第2個(gè)方程求出d2 3 求檢驗(yàn)數(shù) 158 求檢驗(yàn)數(shù)的公式為 ij Dij ci dj可知 解的位置一定有 ij 0 非解位置的檢驗(yàn)數(shù)中 存在 32 1 0 若存在 ij 0 說明基本解不是最優(yōu)解 需要進(jìn)行解的調(diào)整 解的調(diào)整 159 1 由檢驗(yàn)數(shù) ij 0處開始找解的回路 該問題的解回路為 X32 X34 X24 X22 X32 解回路調(diào)整 160 在回路中偶頂點(diǎn)的解中找最小者 對(duì)所有的偶頂點(diǎn)解減去最小者的值 所有奇頂點(diǎn)解加最小者的值 調(diào)整后的解為 20 0 5 5 0 10 15 5 解回路調(diào)整后的結(jié)果 161 X32 5 X34 0 X24 10 X22 15 這樣 ij 0處 由零解變成非零解 偶頂點(diǎn)最小者變成零解 X34 0 其他位置的非零解不動(dòng) 新解的目標(biāo)函數(shù)為 S Dij Xij 535噸公里 解調(diào)整后 目標(biāo)函數(shù)值下降了 求解新位勢(shì)ci dj和新檢驗(yàn)數(shù) ij 162 由于解位置變化形成的新位勢(shì)方程是原位勢(shì)方程中c3 d4 8改為c3 d2 3 其它方程不變 c1 d4 7 c2 d2 2 c2 d4 6c3 d1 9 c3 d3 4 c3 d2 3現(xiàn)需要重新求解新位勢(shì)方程 得到 c1 0 d4 7 c2 1 d2 3 c3 0 d3 4 d1 9此時(shí) 求出的新檢驗(yàn)數(shù)均有 ij 0 故以上解為最優(yōu) 4 制定物資運(yùn)輸方案 2 163 運(yùn)輸問題模型的計(jì)算機(jī)算法解決之后還有具體問題需要解決 才能真正應(yīng)用 一 供銷不平衡及其處理線性規(guī)劃運(yùn)算要求總供應(yīng)量等于分配數(shù) 當(dāng)總供應(yīng)量大于總分配數(shù)時(shí) 虛設(shè)一個(gè)分配單位 將多余的供應(yīng)量都分配給它 它到各供應(yīng)單位的距離大于所有的其它距離值 這將不會(huì)影響原有單位和倉(cāng)庫(kù)的線性規(guī)劃調(diào)撥 只將最后剩余物資分配給虛設(shè)單位 4 制定物資運(yùn)輸方案 3 164 二 退化情況當(dāng)遇到退化情況 程序?qū)⒊霈F(xiàn)死循環(huán) 退化情況的發(fā)生是在求初始解時(shí)出現(xiàn) 最后的解是零解 出現(xiàn)退化情況 非零解的個(gè)數(shù) 行數(shù) 列數(shù) 解決退化情況需要找到適當(dāng)位置上的最后一個(gè)零解 加入到初始解中 即把退化問題變?yōu)榉峭嘶瘑栴} 正規(guī)情況 5 制定物資調(diào)撥方案 1 165 經(jīng)過物資調(diào)撥匯總模型將所有物資各倉(cāng)庫(kù)調(diào)撥給各單位的數(shù)量 轉(zhuǎn)換成 1 各倉(cāng)庫(kù)的發(fā)物數(shù)據(jù)庫(kù) 即該倉(cāng)庫(kù)給各單位物資數(shù)量的數(shù)據(jù)庫(kù) 2 各單位的收物數(shù)據(jù)庫(kù) 即該單位接收各倉(cāng)庫(kù)調(diào)撥物資數(shù)量的數(shù)據(jù)庫(kù) 3 制成表格 打印各倉(cāng)庫(kù)的發(fā)送報(bào)表和各單位的接收?qǐng)?bào)表 166 5 制定物資調(diào)撥方案 2 167 制定物資調(diào)撥方案包括兩個(gè)數(shù)據(jù)處理模型 1 物資調(diào)撥模型2 制表模型物資調(diào)撥模型完成 1 物資調(diào)撥匯總工作 類似于物資申請(qǐng)的計(jì)劃匯總的模型的逆處理 2 修改倉(cāng)庫(kù)庫(kù)存數(shù)據(jù)庫(kù)3 修改單位物資數(shù)據(jù)庫(kù)制表模型完成發(fā)物和收物報(bào)表的打印 5 制定物資調(diào)撥方案 3 168 模型和數(shù)據(jù)庫(kù)之間的關(guān)系圖 6 物資分配調(diào)撥決策支持系統(tǒng) 1 169 6 1基本方案該決策問題涉及到10個(gè)數(shù)據(jù)庫(kù) 1 單位申請(qǐng)數(shù)據(jù)庫(kù) 2 倉(cāng)庫(kù)庫(kù)存數(shù)據(jù)庫(kù) 3 物資總申請(qǐng)數(shù)據(jù)庫(kù) 4 物資總庫(kù)存數(shù)據(jù)庫(kù) 5 物資分配數(shù)據(jù)庫(kù) 6 距離數(shù)據(jù)庫(kù) 7 物資調(diào)撥數(shù)據(jù)庫(kù) 8 倉(cāng)庫(kù)發(fā)物數(shù)據(jù)庫(kù) 9 單位收物數(shù)據(jù)庫(kù) 10 單位物資數(shù)據(jù)庫(kù) 6 物資分配調(diào)撥決策支持系統(tǒng) 2 170 該決策問題涉及到6個(gè)模型 1 匯總模型 2 預(yù)處理模型 3 分配模型 4 運(yùn)輸優(yōu)化模型 5 調(diào)撥模型 6 制表模型 其中 數(shù)據(jù)處理模型 匯總模型 預(yù)處理模型 調(diào)撥模型 制表模型數(shù)學(xué)模型 分配模型 運(yùn)輸優(yōu)化模型 6 物資分配調(diào)撥決策支持系統(tǒng) 3 171 建立總控程序 1 控制各模型有序地運(yùn)行2 數(shù)據(jù)有效地存取3 進(jìn)行人機(jī)對(duì)話 允許決策用戶修改分配方案和調(diào)撥方案總控程序 6個(gè)模型 10個(gè)數(shù)據(jù)庫(kù)的綜合集成形成決策支持系統(tǒng) 6 物資分配調(diào)撥決策支持系統(tǒng) 4 172 該決策支持系統(tǒng)的基本方案是按目前分析的模型和數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行組合運(yùn)算 得出輔助決策信息 若修改方案時(shí) 則進(jìn)行 修改方案處理 的工作后 重新進(jìn)行新方案的計(jì)算 該決策支持系統(tǒng)的運(yùn)行結(jié)構(gòu)如下圖 173 物資分配調(diào)撥決策支持系統(tǒng)運(yùn)行結(jié)構(gòu)圖 174 物資分配調(diào)撥決策支持系統(tǒng)運(yùn)行結(jié)構(gòu)圖 175 物資分配調(diào)撥決策支持系統(tǒng)運(yùn)行結(jié)構(gòu)圖 176 物資分配調(diào)撥決策支持系統(tǒng)運(yùn)行結(jié)構(gòu)圖 177 物資分配調(diào)撥決策支持系統(tǒng)運(yùn)行結(jié)構(gòu)圖 178 物資分配調(diào)撥決策支持系統(tǒng)運(yùn)行結(jié)構(gòu)圖 179 物資分配調(diào)撥決策支持系統(tǒng)運(yùn)行結(jié)構(gòu)圖 180 物資分配調(diào)撥決策支持系統(tǒng)運(yùn)行結(jié)構(gòu)圖 181 物資分配調(diào)撥決策支持系統(tǒng)運(yùn)行結(jié)構(gòu)圖 182 物資分配調(diào)撥決策支持系統(tǒng)運(yùn)行結(jié)構(gòu)圖 183 物資分配調(diào)撥決策支持系統(tǒng)運(yùn)行結(jié)構(gòu)圖 184 物資分配調(diào)撥決策支持系統(tǒng)運(yùn)行結(jié)構(gòu)圖 185 物資分配調(diào)撥決策支持系統(tǒng)運(yùn)行結(jié)構(gòu)圖 186 物資分配調(diào)撥決策支持系統(tǒng)運(yùn)行結(jié)構(gòu)圖 187 物資分配調(diào)撥決策支持系統(tǒng)運(yùn)行結(jié)構(gòu)圖 188 物資分配調(diào)撥決策支持系統(tǒng)運(yùn)行結(jié)構(gòu)圖 189 物資分配調(diào)撥決策支持系統(tǒng)運(yùn)行結(jié)構(gòu)圖 190 物資分配調(diào)撥決策支持系統(tǒng)運(yùn)行結(jié)構(gòu)圖 191 物資分配調(diào)撥決策支持系統(tǒng)運(yùn)行結(jié)構(gòu)圖 192 物資分配調(diào)撥決策支持系統(tǒng)運(yùn)行結(jié)構(gòu)圖 193 物資分配調(diào)撥決策支持系統(tǒng)運(yùn)行結(jié)構(gòu)圖 194 物資分配調(diào)撥決策支持系統(tǒng)運(yùn)行結(jié)構(gòu)圖 195 物資分配調(diào)撥決策支持系統(tǒng)運(yùn)行結(jié)構(gòu)圖 196 物資分配調(diào)撥決策支持系統(tǒng)運(yùn)行結(jié)構(gòu)圖 197 物資分配調(diào)撥決策支持系統(tǒng)運(yùn)行結(jié)構(gòu)圖 198 物資分配調(diào)撥決策支持系統(tǒng)運(yùn)行結(jié)構(gòu)圖 199 物資分配調(diào)撥決策支持系統(tǒng)運(yùn)行結(jié)構(gòu)圖 200 物資分配調(diào)撥決策支持系統(tǒng)運(yùn)行結(jié)構(gòu)圖 6 物資分配調(diào)撥決策支持系統(tǒng) 5 201 該物資分配調(diào)撥問題需要處理 4千多種物資20多個(gè)單位30多個(gè)倉(cāng)庫(kù)人工處理 需要二個(gè)人一個(gè)多月的時(shí)間 工作人員是按個(gè)人的經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行分配和調(diào)撥 6 物資分配調(diào)撥決策支持系統(tǒng) 6 202 決策支持系統(tǒng)在計(jì)算機(jī)上運(yùn)行 在小型機(jī)上用四個(gè)多小時(shí)完成物資分配調(diào)撥工作打印約四千張各倉(cāng)庫(kù)的物資發(fā)送報(bào)表和各單位的物資接收?qǐng)?bào)表 決策支持系統(tǒng)達(dá)到了科學(xué)決策的效果 6 物資分配調(diào)撥決策支持系統(tǒng) 7 203 6 2多方案輔助決策多種方案設(shè)計(jì) 1 選用不同模型 1 更改分配模型若分配方法不采用按優(yōu)先級(jí)等級(jí)分配方法 該分配模型將改為新分配方法模型 而所用的數(shù)據(jù)文件不變 這時(shí) 需要在總控程序中修改 分配處理 的調(diào)用模型名為調(diào)用新模型名 該DSS系統(tǒng)將要按新分配模型進(jìn)行計(jì)算 6 物資分配調(diào)撥決策支持系統(tǒng) 8 204 2 更改運(yùn)輸模型若增加水運(yùn) 包括內(nèi)河和沿海運(yùn)輸 和航空運(yùn)輸 則鐵路運(yùn)輸模型就不能用了 即改用新的運(yùn)輸模型 在總控程序中修改 運(yùn)輸處理 調(diào)用的運(yùn)輸模型名 改為調(diào)用新運(yùn)輸模型名 該DSS系統(tǒng)將按新運(yùn)輸模型進(jìn)行計(jì)算 6 物資分配調(diào)撥決策支持系統(tǒng) 9 205 2 修改數(shù)據(jù) 1 修改分配模型中部分單位的優(yōu)先級(jí)別 2 修改距離數(shù)據(jù)庫(kù)中的倉(cāng)庫(kù)到單位的距離 3 倉(cāng)庫(kù)數(shù)或單位數(shù)發(fā)生變化當(dāng)倉(cāng)庫(kù)數(shù)或單位數(shù)發(fā)生變化時(shí) 要對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)中的倉(cāng)庫(kù)記錄或單位記錄進(jìn)行增加 刪除 修改 所有有關(guān)數(shù)據(jù)修改后重新進(jìn)行DSS計(jì)算 6 物資分配調(diào)撥決策支持系統(tǒng) 10 206 3 多方案輔助決策處理 1 多功能編輯器修改基本方案對(duì)于上例中的多方案改變 即選用不同的模型或修改數(shù)據(jù) 采用多功能編輯器實(shí)現(xiàn)對(duì)總控程序中的語句進(jìn)行修改 改變調(diào)用的模型名 或數(shù)據(jù)庫(kù)數(shù)據(jù)的修改 多功能編輯器是在原來基本方案的基礎(chǔ)上作小的修改 6 物資分配調(diào)撥決策支持系統(tǒng) 11 207 2 系統(tǒng)快速原型開發(fā)技術(shù)系統(tǒng)快速原型開發(fā)技術(shù)將根據(jù)決策方案 多模型和數(shù)據(jù)組合方式 先畫出DSS控制流程圖 再由流程圖自動(dòng)生成DSS控制程序 然后運(yùn)行之 利用快速原型開發(fā)技術(shù)自動(dòng)生成DSS控制程序完成多方案的決策支持系統(tǒng)是決策支持系統(tǒng)開發(fā)的新的技術(shù)高度 作業(yè) 1 4 5號(hào)之前提交 按照分組 2 3人一組 請(qǐng)完成課后作業(yè)43 44 45 46發(fā)電子版到huangyishuan 標(biāo)明 班級(jí) 學(xué)號(hào)1 姓名1 學(xué)號(hào)2 姓名2 學(xué)號(hào)3 姓名3 作業(yè)1注意 需要詳細(xì)的方案 特別是45題 整個(gè)答案應(yīng)該不少于30頁(yè) 每個(gè)題目用一個(gè)word文檔來寫 共4個(gè) 第3章結(jié)束 該章是全書的重點(diǎn)之一 209