決策支持系統(tǒng)的理論基礎和基本構架ppt課件

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決策支持系統(tǒng)理論和應用,信息管理與信息系統(tǒng)教研室,1,決策支持系統(tǒng)理論和應用,第1章 決策支持系統(tǒng)概述 第2章 決策支持系統(tǒng)的理論基礎和基本框架 第3章 模型庫管理系統(tǒng) 第4章 數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng) 第5章 對話管理系統(tǒng) 第7章 決策支持系統(tǒng)的設計和開發(fā) 第8章 數(shù)據(jù)倉庫與數(shù)據(jù)挖掘 第9章 競爭情報與知識管理,2,第2章 決策支持系統(tǒng)的理論基礎 和基本框架,2.1 決策與決策支持,決策自古有之： 宏觀上講，決策就是制定政策； 微觀上講，決策就是作出決定。,決策是對未來的方向、目標以及實現(xiàn)途徑作出決定的過程。,3,2.1 決策與決策支持,決策—— 個人或集體為了達到或?qū)崿F(xiàn)某一目標，借助一定的科學手段和方法，從若干備選方案中選擇或綜合成一個滿意合理的方案，并付諸實施的過程。,決策的特征 目的性 創(chuàng)造性 超前性 管理性,4,2.1 決策與決策支持,決策過程 （1）提出問題 （2）確定目標 （3）價值準則 （4）擬定方案 （5）分析評估 （6）選擇方案 （7）實驗驗證 （8）普遍實施,5,2.1 決策與決策支持,決策過程 （1）提出問題 （2）確定目標 （3）價值準則 （4）擬定方案 （5）分析評估 （6）選擇方案 （7）實驗驗證 （8）普遍實施,西蒙的四步驟,6,2.1 決策與決策支持,決策體系 決策過程中的各個層次、各個部門在決策活動中的決策權限、組織形式、機構設置、調(diào)節(jié)機制和監(jiān)督方法的整個體系。,7,2.1 決策與決策支持,決策體系的組成,決策系統(tǒng),參謀系統(tǒng),信息系統(tǒng),執(zhí)行系統(tǒng),監(jiān)督系統(tǒng),8,2.1 決策與決策支持,決策體系的組成,決策系統(tǒng),參謀系統(tǒng),信息系統(tǒng),執(zhí)行系統(tǒng),監(jiān)督系統(tǒng),決策體系的核心，由負決策責任的領導者 組成，安排和指揮其他系統(tǒng) 對參謀系統(tǒng)提供的各方案進行分析權衡； 以現(xiàn)代決策技術和手段對信息系統(tǒng)提供的 大量信息進行科學處理,9,2.1 決策與決策支持,決策體系的組成,決策系統(tǒng),參謀系統(tǒng),信息系統(tǒng),執(zhí)行系統(tǒng),監(jiān)督系統(tǒng),亦稱咨詢系統(tǒng)，充分利用信息系統(tǒng)提供的 信息為決策系統(tǒng)擬定各種備選方案 進行預測、提供或評估決策方案、 反饋信息和評價效果,10,2.1 決策與決策支持,決策體系的組成,決策系統(tǒng),參謀系統(tǒng),信息系統(tǒng),執(zhí)行系統(tǒng),監(jiān)督系統(tǒng),以計算機和網(wǎng)絡技術為基礎 完成信息的收集、加工和使用,11,2.1 決策與決策支持,決策體系的組成,決策系統(tǒng),參謀系統(tǒng),信息系統(tǒng),執(zhí)行系統(tǒng),監(jiān)督系統(tǒng),執(zhí)行決策系統(tǒng)的各項決策指令并付諸實施 將執(zhí)行情況及信息反饋到?jīng)Q策系統(tǒng)和其他 系統(tǒng)，再由決策系統(tǒng)進行追蹤決策，由此 循環(huán)前進，保證決策活動順利進行,12,2.1 決策與決策支持,決策體系的組成,決策系統(tǒng),參謀系統(tǒng),信息系統(tǒng),執(zhí)行系統(tǒng),監(jiān)督系統(tǒng),對執(zhí)行系統(tǒng)貫徹執(zhí)行決策系統(tǒng)的指令情況 進行各方面的檢查監(jiān)督 幫助決策系統(tǒng)自我調(diào)節(jié)，保證指令的順利 執(zhí)行和決策目標的勝利實現(xiàn),13,2.1 決策與決策支持,決策體系的運行,14,2.1 決策與決策支持,決策信息,數(shù)據(jù),信息,知識,智慧,15,2.1 決策與決策支持,決策信息,數(shù)據(jù),信息,知識,智慧,客觀事物的符號表示（數(shù)字、字符） 例如：45，高山等,16,2.1 決策與決策支持,決策信息,數(shù)據(jù),信息,知識,智慧,含有一定意義的數(shù)據(jù) 例如：本書價格為45元; 他的名字叫高山。,17,2.1 決策與決策支持,決策信息,數(shù)據(jù),信息,知識,智慧,發(fā)揮作用的信息 例如：衛(wèi)星照片對軍方有用， 而對普通人無用,18,2.1 決策與決策支持,決策信息,數(shù)據(jù),信息,知識,智慧,利用知識進行創(chuàng)新 例如：諸葛亮用“空城計”退兵,19,2.1 決策與決策支持,決策信息 對決策過程發(fā)生作用的消息、情報和知識的總稱。信息與決策具有相互支持和相互依賴的關系。,20,2.1 決策與決策支持,決策支持,決策支持的目的,,幫助非結(jié)構化問題決策,支持而不是代替決策,改進決策效能而不是效率,21,2.2 決策支持系統(tǒng)的理論 與技術基礎,信息論、人工智能、信息經(jīng)濟學、 管理科學/運籌學、行為科學等,計算機軟件技術和計算機硬件技術,22,2.2 決策支持系統(tǒng)的理論 與技術基礎,信息論,人工智能,行為科學,管理科學/運籌學,信息管理學,23,2.2 決策支持系統(tǒng)的理論 與技術基礎,信息論,人工智能,行為科學,管理科學/運籌學,信息論的奠基人Shannon第一次把信息 定義為一個可量化的名詞，在工程、 通信以及控制理論中展現(xiàn)了一個新的領域。 例如：DSS在運行中的通信、控制、反饋 等概念，離開信息論會難以闡述和理解。,信息管理科學,24,2.2 決策支持系統(tǒng)的理論 與技術基礎,信息論,人工智能,行為科學,管理科學/運籌學,人工智能為DSS提供有效而嚴密的理論和 方法的支撐 例如：知識的表示和建模、推理演繹和問題 求解、各種搜索技術以及人工智能語言,信息管理科學,25,2.2 決策支持系統(tǒng)的理論 與技術基礎,信息論,人工智能,行為科學,管理科學/運籌學,其認知觀為DSS決策過程作出了概念上的 說明，可以通過行為科學的研究，抽象出 管理者的共性，用以指導DSS的研究和設計 系統(tǒng)應符合用戶的個人要求、心理狀態(tài)和 個人能力等，因此應該是動態(tài)、面向用戶的,信息管理科學,26,2.2 決策支持系統(tǒng)的理論 與技術基礎,信息論,人工智能,行為科學,管理科學/運籌學,運籌學的一系列優(yōu)化、仿真、決策等模型 為DSS的模型體系和模型庫提供了基礎支持,信息管理科學,27,2.2 決策支持系統(tǒng)的理論 與技術基礎,信息論,人工智能,行為科學,管理科學/運籌學,以信息為研究對象，以信息處理的規(guī)律和 方法為研究內(nèi)容，以計算機等技術為研究 工具，研究信息和知識的收集、分類、 組織、加工、傳遞、檢索、分析和服務的 理論，為DSS提供基礎支撐,信息管理科學,28,2.2 決策支持系統(tǒng)的理論 與技術基礎,,影響和制約著DSS實現(xiàn)的進度,例如，計算機應用初期，存儲硬件緊張，需借助于軟件技術，而集成技術的發(fā)展已經(jīng)實現(xiàn)了硬件的海量存儲。,DSS是一種開放的技術，一般來說，只要能面向計算機并給決策人員提供幫助，DSS都可以轉(zhuǎn)化為自己的技術。,29,2.3 決策支持系統(tǒng)基本原理,決策支持系統(tǒng)輔助決策的方式,以數(shù)據(jù)形式輔助決策,以模型和方法的方式輔助決策,以多模型組合形式 輔助決策,30,2.3 決策支持系統(tǒng)基本原理,決策支持系統(tǒng)輔助決策的方式,以數(shù)據(jù)形式輔助決策,以模型和方法的方式輔助決策,以多模型組合形式 輔助決策,最為基本的輔助決策方式 管理信息系統(tǒng)采用的方式,31,2.3 決策支持系統(tǒng)基本原理,決策支持系統(tǒng)輔助決策的方式,以數(shù)據(jù)形式輔助決策,以模型和方法的方式輔助決策,以多模型組合形式 輔助決策,較為有效的輔助決策途徑 運籌學所采用的輔助方式,32,2.3 決策支持系統(tǒng)基本原理,決策支持系統(tǒng)輔助決策的方式,以數(shù)據(jù)形式輔助決策,以模型和方法的方式輔助決策,以多模型組合形式 輔助決策,效果最好的輔助決策方式 DSS所采用的輔助方式,33,2.4 決策支持系統(tǒng)的結(jié)構形式,“三部件”結(jié)構形式 “三系統(tǒng)”結(jié)構形式 統(tǒng)一結(jié)構形式,34,2.4 決策支持系統(tǒng)的結(jié)構形式,“三部件”結(jié)構形式,1980年Sprague提出著名的決策支持系統(tǒng)的三部件結(jié)構，包括三個子系統(tǒng)：人機交互子系統(tǒng)、模型庫子系統(tǒng)和數(shù)據(jù)庫子系統(tǒng)。,對話部件,數(shù)據(jù)部件,模型部件,35,2.4 決策支持系統(tǒng)的結(jié)構形式,“三部件”結(jié)構形式,對話部件,模型部件,數(shù)據(jù)部件,36,2.4 決策支持系統(tǒng)的結(jié)構形式,“三部件”結(jié)構形式,37,2.4 決策支持系統(tǒng)的結(jié)構形式,“三部件”結(jié)構形式,對話管理系統(tǒng) DSS的人機接口，決策者作為DSS的用戶通過該子系統(tǒng) 提出信息查詢的請求或決策支持的請求。,信息查詢——進行數(shù)據(jù)庫操作，提取信息并傳送給用戶,決策支持——識別問題并構建模型，從數(shù)據(jù)庫中讀取數(shù)據(jù)，運行模型庫中的模型，結(jié)果暫存待用或反饋。,38,2.4 決策支持系統(tǒng)的結(jié)構形式,“三部件”結(jié)構形式,人機交互系統(tǒng)：DSS中介于用戶和計算機之間的接口， 在操作者、模型庫和數(shù)據(jù)庫之間傳送 （轉(zhuǎn)換）命令和數(shù)據(jù)的重要作用。,,既需要用戶輸入必要的信息（控制）和數(shù)據(jù) （計算），同時要向用戶顯示運行情況及最后的結(jié)果。,39,模型庫系統(tǒng)：構建和管理模型的計算機軟件系統(tǒng)，包括 模型庫和模型庫管理系統(tǒng)兩部分。,2.4 決策支持系統(tǒng)的結(jié)構形式,“三部件”結(jié)構形式,,DSS的核心,40,數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)：存儲、管理、提供與維護用于決策支持數(shù)據(jù) 的DSS基本部件，是支撐模型庫子系統(tǒng)的基礎。,2.4 決策支持系統(tǒng)的結(jié)構形式,“三部件”結(jié)構形式,,包括數(shù)據(jù)庫、數(shù)據(jù)析取模塊、數(shù)據(jù)查詢模塊、 數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)、數(shù)據(jù)字典等部件組成。,41,2.4 決策支持系統(tǒng)的結(jié)構形式,“三部件”結(jié)構形式,優(yōu)點： （1） 明確了“三部件”的接口與集成關系，便于DSS的 設計和關鍵技術的解決。 （2） 便于與其他系統(tǒng)相互區(qū)別,缺點： （1） 沒有突出DSS問題處理特征 （2） 沒有突出語言系統(tǒng),與MIS相比，多出模型庫系統(tǒng)且做為核心 與ES相比，是通過模型部件和數(shù)據(jù)部件的定量計算為主,隱含在對話管理系統(tǒng)中,42,2.4 決策支持系統(tǒng)的結(jié)構形式,“三系統(tǒng)”結(jié)構形式,1981年Bonczek等人提出了決策支持系統(tǒng)的三系統(tǒng)結(jié)構，包括三個子系統(tǒng)：語言系統(tǒng)（LS）、知識系統(tǒng)（KS）和問題處理系統(tǒng)（PPS）三部分組成。,43,2.4 決策支持系統(tǒng)的結(jié)構形式,“三系統(tǒng)”結(jié)構形式,44,2.4 決策支持系統(tǒng)的結(jié)構形式,“三系統(tǒng)”結(jié)構形式,語言系統(tǒng)：提供給決策者的所有語言能力的總和，包括 檢索語言、描述語言、數(shù)值計算等語言,,45,2.4 決策支持系統(tǒng)的結(jié)構形式,“三系統(tǒng)”結(jié)構形式,知識系統(tǒng)：包含問題領域中的大量事實和相關知識,,最基本的KS由數(shù)據(jù)文件或數(shù)據(jù)庫組成 更廣泛的KS由對問題領域的規(guī)律性描述， 包括數(shù)學模型（定量）和產(chǎn)生性規(guī)則（定性）。,46,2.4 決策支持系統(tǒng)的結(jié)構形式,“三系統(tǒng)”結(jié)構形式,問題處理系統(tǒng)：（1）利用語言系統(tǒng)對問題進行形式化描述 （2）針對實際問題提出問題處理的方法 （3）利用知識系統(tǒng)提供的知識進行求解,,DSS的核心,47,2.4 決策支持系統(tǒng)的結(jié)構形式,“三系統(tǒng)”結(jié)構形式處理問題的步驟：,問題識別——將用戶問題轉(zhuǎn)換成計算機能運行的求解 過程，通過對問題的分析、分解建立求 解問題的總框架 模型生成——生成DSS總框架模型，根據(jù)問題識別各 組成部分構建新模型或選擇成熟模型或 集成復合模型 問題求解——通過接口和集成技術連接所需要的基本 模型和數(shù)據(jù)，組成有機整體求解問題,48,2.4 決策支持系統(tǒng)的結(jié)構形式,“三系統(tǒng)”結(jié)構形式,優(yōu)點： （1） 突出了問題處理系統(tǒng)的重要性 （2） 明確了語言系統(tǒng)的作用 （3） 統(tǒng)一了對知識的看法,缺點： （1） 忽略了模型庫與數(shù)據(jù)庫的相互聯(lián)系 （2） 不適合與其他系統(tǒng)的區(qū)別,數(shù)據(jù) 模型 規(guī)則,LS為數(shù)據(jù)庫語言，KS為數(shù)據(jù)庫，而PPS為管理信息處理，則儼然是MIS LS為Prolog，KS為知識庫，而PPS為推理機，則儼然是ES,49,2.4 決策支持系統(tǒng)的結(jié)構形式,統(tǒng)一結(jié)構形式,對比上述兩種結(jié)構形式，“三部件”結(jié)構代表DSS比“三系統(tǒng)”更為合適，但“三部件”結(jié)構的最大弱點在于“對話部件”過于簡單，因此需要改進。,50,2.4 決策支持系統(tǒng)的結(jié)構形式,統(tǒng)一結(jié)構形式,,綜合部件 人機交互及問題處理系統(tǒng),51,2.5 決策支持系統(tǒng)的應用層次,專用DSS(SDSS)： 能完成實際任務，并具有決策支持功能的決策支持系統(tǒng)，它是特定的DSS,包含了一組計算機軟件，可以支持一個或一群決策者，可以處理一批相關問題。 典型例子： 警察布置方案DSS,52,2.5 決策支持系統(tǒng)的應用層次,DSS生成器(DSSG)： 第二個技術層次，由一組相關硬件和軟件組成，可以用于迅速開發(fā)和建立專用的DSS，包括數(shù)據(jù)管理、模型管理和對話管理所需要的技術，以及能將它們有機結(jié)合起來的接口。 典型例子： GADS、EIS、IFPS和Express,53,2.5 決策支持系統(tǒng)的應用層次,DSS工具(DSST)： 應用于DSS開發(fā)的第三個技術層次，也是DSS開發(fā)最基本的技術層次，包括新的用于特殊目的的語言、支持對話方式的改進了的操作系統(tǒng)，以及彩色圖形顯示的硬件和支持軟件，可以開發(fā)專用的DSS，也可以開發(fā)DSSG。 典型例子： GADS就是用FORTRAN語言編寫的,54,2.5 決策支持系統(tǒng)的應用層次,55,2.5 決策支持系統(tǒng)的應用層次,決策者,DSS建造者,新技術研制者,56,2.5 決策支持系統(tǒng)的應用層次,決策過程常常處在不斷變化的經(jīng)濟環(huán)境之中，這就要求決策支持系統(tǒng)能對決策過程模型、參數(shù)、約束條件、內(nèi)部外部影響因素等及時予以改變或擴充。 從這一點來看，利用DSS生成器開發(fā)專用的DSS比直接由DSS工具來開發(fā)更能靈活地適應各種變化。,57,2.6 決策支持系統(tǒng)的體系結(jié)構,將DSS部件有效集成的五個目標： （1） 可用性 （2） 費用 （3） 性能 （4） 自適應性 （5） 可靠性,58,2.6 決策支持系統(tǒng)的體系結(jié)構,網(wǎng)狀DSS,橋式DSS,夾層型DSS,塔型DSS,59,2.6 決策支持系統(tǒng)的體系結(jié)構,網(wǎng)狀DSS,橋式DSS,夾層型DSS,塔型DSS,CIM,60,2.6 決策支持系統(tǒng)的體系結(jié)構,網(wǎng)狀DSS,橋式DSS,夾層型DSS,塔型DSS,通過接口部分將對話、模型和數(shù)據(jù)庫部件集成，每個對話或模型部件都設有接口； 接口可以看作是一個部件與另一個部件之間的通信口，這樣可使部件之間的結(jié)合具有靈活性，即可以使獨立研制出的部件較容易結(jié)合； 部件之間的接口管理部件之間的數(shù)據(jù)和控制的通信，要求格式變換與消息同步，允許不同的模型部件和對話部件共享數(shù)據(jù)，從而使系統(tǒng)的擴展工作簡化。 GMIS是網(wǎng)狀DSS的一個例子。,61,2.6 決策支持系統(tǒng)的體系結(jié)構,網(wǎng)狀DSS,橋式DSS,夾層型DSS,塔型DSS,優(yōu)點： 容易集成單獨研制出的部件 局部化的部件接口簡化了維護和擴展 對部件共享的靈活性。,缺點： 多重對話部件給使用上帶來了困難 由于各部件之間接口的多重性、接口的松耦合的性質(zhì)，以及將原先不是為共同工作設計的部件合成起來所帶來的可靠性問題。,62,2.6 決策支持系統(tǒng)的體系結(jié)構,網(wǎng)狀DSS,橋式DSS,夾層型DSS,塔型DSS,63,2.6 決策支持系統(tǒng)的體系結(jié)構,網(wǎng)狀DSS,橋式DSS,夾層型DSS,塔型DSS,提供一個標準接口或一組標準接口以結(jié)合局部的和共享的部分，減少網(wǎng)狀DSS的部件接口的數(shù)目的同時保留了集成新部件的能力； 與網(wǎng)狀DSS相比，橋式DSS實現(xiàn)了集中化或稱之為標準化，減少了接口的數(shù)目，并將接口的管理功能集中到了橋內(nèi)； 橋式DSS最早運用于IDAMS系統(tǒng)中。,64,2.6 決策支持系統(tǒng)的體系結(jié)構,網(wǎng)狀DSS,橋式DSS,夾層型DSS,塔型DSS,65,2.6 決策支持系統(tǒng)的體系結(jié)構,網(wǎng)狀DSS,橋式DSS,夾層型DSS,塔型DSS,,每個模型部件都共享數(shù)據(jù)庫部件和對話部件，共享的數(shù)據(jù)庫部件保證模型間的數(shù)據(jù)通信，模型部件間的控制信息通信通過共享的對話部件實現(xiàn) 有由單一的對話和數(shù)據(jù)庫部件提供標準的數(shù)據(jù)和控制接口，而不是采用分開的接口 REGIS是夾層型DSS的一個例子。,66,2.6 決策支持系統(tǒng)的體系結(jié)構,網(wǎng)狀DSS,橋式DSS,夾層型DSS,塔型DSS,模型部件,67,2.6 決策支持系統(tǒng)的體系結(jié)構,網(wǎng)狀DSS,橋式DSS,夾層型DSS,塔型DSS,是較優(yōu)的結(jié)構 包括一組源數(shù)據(jù)庫(內(nèi)部或外部),提取系統(tǒng)可以集成各種各樣的數(shù)據(jù)庫部件，所以它類似于網(wǎng)狀結(jié)構中的模型部件和數(shù)據(jù)庫之間的接口 美國IBM研究實驗室開發(fā)的GADS采用,68,2.6 決策支持系統(tǒng)的體系結(jié)構,網(wǎng)狀DSS,橋式DSS,夾層型DSS,塔型DSS,優(yōu)點： 提取系統(tǒng)的加入使得可以通過利用提取的數(shù)據(jù)庫，具有如同網(wǎng)狀DSS所具有的結(jié)合外部數(shù)據(jù)庫的靈活性； 具有分層的對話部件、模型部件和數(shù)據(jù)庫管理部件； 對話部件具有對新設備以及輸入-輸出格式的靈活性； 具有像夾層型DSS那樣的統(tǒng)一的模型部件的接口，并具有網(wǎng)狀DSS或橋式DSS中那種能將獨立研制出模型進行集成的靈活性。,69,2.6 決策支持系統(tǒng)的體系結(jié)構,網(wǎng)狀DSS,橋式DSS,夾層型DSS,塔型DSS,缺點： 對于獨立研制出的，需要在不同的運行環(huán)境中工作的對話部件、模型部件和數(shù)據(jù)庫管理部件的集成還存在一定難度 嚴重依賴于單一的對話和數(shù)據(jù)庫接口 由于系統(tǒng)的多重層次而可能會出現(xiàn)系統(tǒng)的某些性能問題。,70,