ch03决策支持系统43193.pptx

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1、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系统工程专业本科学员必修课第三章第三章 决策支持系统决策支持系统第三章第三章决策支持系统决策支持系统数据库系统数据库系统本章内容本章内容决策支持系统结构的分析决策支持系统结构的分析人机交互与问题综合系统人机交互与问题综合系统模型库系统模型库系统组合模型的决策支持系统组合模型的决策支持系统决策支持系统实例决策支持系统实例1决策支持系统结构的分析决策支持系统结构的分析二、二、DSSDSS的几种结构形式的几种结构形式三、三、DSSDSS的结构比较的结构比较一、一、DSSDSS的基本组成部件的基本组成部件四、四、DSSDSS的统一结构形式的统一结构形式

2、五、五、DSSDSS的技术层次的技术层次一、DSS的基本组成部件v对话系统v数据库系统v模型库系统v知识库系统v方法库系统1 1、2020世纪世纪8080年代初期，年代初期，DSSDSS组成：组成：及它们的管理系统共10个部件1 1、系统组成结构之一、系统组成结构之一 “三部件三部件”结构结构二、二、DSS的几种结构形式的几种结构形式用户用户人机交互系统人机交互系统模型库管理系模型库管理系统统(MBMS)数据库管理系数据库管理系统统(DBMS)模型库模型库MB数据库数据库DB1 1）三角式结构）三角式结构1）人机交互部件人机交互部件v提供丰富多彩的提供丰富多彩的显示显示和和对话形式对话形式v输

3、入输出转换输入输出转换v控制决策支持系统的有效运行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。用户界面以及相应信息处理机构组成。二、二、DSS的几种结构形式的几种结构形式2）数据部件数据部件包括数据库和数据库管理系统（数据部件包括数据库和数据库管理系统（DBMSDBMS）。）。v模型库模型不同于数据，表现在以下两个方面：3）模型部件模型的动态形式 模型可以有一种或多种方法运行，进行输入、输出、计算处理。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v模

4、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;静态管理模型字典的管理模型字典的管理模型文件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模型字典和模型文件的统一统一管理管理动态管理控制模型的运行控制模型的运行模型与数据库部件之间的接口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：v模型库管理系统模型库管理系统的语言体系模型库管理系统的特定功能 模型操作语言：模型操作语言：模型管理语言模型管理语言：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

5、功能、编译功能等1 1、系统组成结构之一、系统组成结构之一 “三部件三部件”结构结构2 2）串联结构形式）串联结构形式模型库模型库数据库数据库DBMS人机交互系统人机交互系统用户用户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、二、DSS的几种结构形式的几种结构形式1 1、系统组成结构之一、系统组成结构之一 “三部件三部件”结构结构3 3）熔合式结构形式）熔合式结构形式用户人机交互系统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

6、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、二、DSS的几种结构形式的几种结构形式4 4）以数据库为中心的结构形式）以数据库为中心的结构形式用户人机交互系统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 1、系统组成结构之一、系统

7、组成结构之一 “三部件三部件”结构结构2 2、系统组成结构之二、系统组成结构之二 “三系统三系统”结构结构用户用户语言系统语言系统（LSLS）问题处理系问题处理系统统(PPS)(PPS)知识系统知识系统(KS)(KS)1981 1981年年R.H.BonczekR.H.Bonczek等人提出了决策支技系统等人提出了决策支技系统(DSS)(DSS)的三系统结构形式：的三系统结构形式：2 2、系统组成结构之二、系统组成结构之二 “三系统三系统”结构结构 语言系统语言系统(LS)(LS)：提供给决策者的所有语言能力的总和。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（它可由用户或由一

8、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）。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。述决策问题，编制程序执行，得出辅助决策信息。2 2、系统组成结构之二、系统组成结构之二 “三系统三系统”结构结构 知识系统：知识系统：它包含问题领域中的大量事实和相关知识。最它包含问题领域中的大量事实和相关知识。最基本的知识系统基本的知识系统(KS)(KS)是由数据文件或数据库组成。

9、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，律性描述。这种描述用定量方式表示为数学模型，称之为称之为过程性知识过程性知识。用定性的方式描述，一般表现。用定性的方式描述，一般表现为产生式规则，成为为产生式规则，成为经验性知识经验性知识。2 2、系统组成结构之二、系统组成结构之二 “三系统三系统”结构结构 问题处理系统（问题处理系统（PPSPPS）：）：问题处理系统问题处理系统是决策支持系统的核心。

10、针对实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，支持出问题的解答。产生辅助决策所需要的信息，支持决策。决策。2 2、系统组成结构之二、系统组成结构之二 “三系统三系统”结构结构 问题处理系统（问题处理系统（PPSPPS）：）：问题处理系统是决策支持系统的核心。问题处理系统是决策支持系统的核心。（1 1）信息收

11、集：）信息收集：是基础，来自于决策用户或知识系统。是基础，来自于决策用户或知识系统。（2 2）问题识别：）问题识别：完成将实际问题转换为计算机能进行功完成将实际问题转换为计算机能进行功能求解的过程。能求解的过程。（3 3）模型生成：）模型生成：重点生成决策支持系统总体框架模型，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。决定多模型的组合、数据库的利用以及人机交互。（4 4）问题求解：）问题求解：根据模型进行问题求解，通过模型和数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据的接口技术与多模型组合集成，经过计算得到支持决策

12、的信息。的信息。2 2、系统组成结构之二、系统组成结构之二 “三系统三系统”结构结构特点：特点：1 1）强调问题处理系统的重要性）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，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。用知识系统中的知识。2 2）强调语言系统）强调语言系统 决策支持系统需要它特有的语言系统。决策支持系统需要它特有的语言系统。3 3）把数据、模型统一归为知识）把数据、模型统一归为知识 数据是事实性知识。数据是事实性知识。3 3、系统组成结构之三、系统组成结构之

13、三 “三库三库”结构结构DSSDSS的三库结构形式（的三库结构形式（1 1）人机交互系统人机交互系统用户用户MBS方法库方法库MBMS模型库模型库DBMS数据库数据库（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：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 3、系统组成结构之三、系统组成结构之三 “三库三库”结构结构DSSDSS的三库结构形式（的三库结构形式（2 2）人机交互

14、系统人机交互系统用户用户KBMS知识库知识库MBMS模型库模型库DBMS数据库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。与普通相比，增加了知识库及其管理系统 4 4、系统组成结构之四、系统组成结构之四 “四库四库”结构结构四库三功能的系统结构形式四库三功能的系统结构形式人机交互系统人机交互系统用户用户科学计算科学计算信息服务信息服务决策咨询决策咨询模型库模型库数据库数据库方法库方法库知识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：v以“对话（人机交互）、模型、数据”三部件组成DSS；v以“语言系统、问题处理系统、知

15、识系统”三系统组成DSS；三、两种结构形式的比较三、两种结构形式的比较 对对“对话、模型、数据对话、模型、数据”三部件结构的看法三部件结构的看法优点优点明确了三部件之间关系，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，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。便于决策支持系统的设计和关键技术的解决。便于和其他系统的区别。便于和其他系统的区别。它和它和“管理信息系统管理信息系统(MIS)”(MIS)”的区别在于的区别在于DSSDSS多了模型部件。多了模型部件。它和它和“专家系统专家系统(ES)”(ES)”的区别在于的区别在于DSSDSS中是以中是以“模型、

16、数据模型、数据”部件进行数值计算为主体的系统，而部件进行数值计算为主体的系统，而ESES是以定性知识进行推是以定性知识进行推理为主体的系统。理为主体的系统。三、两种结构形式的比较三、两种结构形式的比较缺点缺点没没有有突突出出DSSDSS的的问问题题处处理理特特性性。问问题题处处理理系系统统是是解解决决决决策策问问题题的的核核心心，它它虽虽然然用用到到模模型型和和数数据据，但但对对不不同同的的DSSDSS，问问题题处处理理是是大大不不相相同同的的。作作为为该该三三部部件件结结构构，可可以理解为以理解为DSSDSS的问题处理系统是隐含在人机交互系统中。的问题处理系统是隐含在人机交互系统中。没没有有

17、突突出出语语言言系系统统。对对于于DSSDSS所所采采用用的的语语言言，有有它它特特殊殊的的要要求求，它它包包含含数数据据库库语语言言和和高高级级语语言言的的双双重重功功能能。作作为为该该三三部部件件结结构构，可可以以理理解解为为DSSDSS的的语语言言系系统统是是也也隐隐含在人机交互系统中。含在人机交互系统中。对对“对话、模型、数据对话、模型、数据”三部件结构的看法三部件结构的看法三、两种结构形式的比较三、两种结构形式的比较对对“LSLS、PPSPPS、KS”KS”三系统结构的看法三系统结构的看法优点优点 突突出出了了问问题题处处理理系系统统(PPS)(PPS)的的重重要要性性。在在设设计计

18、和和开发开发DSSDSS时，应该重点考虑决策问题的处理。时，应该重点考虑决策问题的处理。明明确确了了语语言言系系统统(LS)(LS)在在人人机机交交互互中中的的作作用用。人人机机交交互互是是要要通通过过语语言言系系统统来来完完成成的的。决决策策问问题题的的形形式式化化也也要用要用LSLS来描述。来描述。统统一一了了知知识识的的看看法法。将将数数据据、模模型型、规规则则看看成成是是知识不同表现形式。知识不同表现形式。三、两种结构形式的比较三、两种结构形式的比较对对“LSLS、PPSPPS、KS”KS”三系统结构的看法三系统结构的看法缺点缺点忽略了数据库系统、模型库系统的相互关系，对于开发决忽略了

19、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。策支持系统是不利的。不适合与其它系统的区别。不适合与其它系统的区别。如对管理信息系统（如对管理信息系统（MISMIS）的）的区别，对专家系统（区别，对专家系统（ESES）的区别都不明显。如果把）的区别都不明显。如果把LSLS看成是看成是数据库语言，把数据库语言，把KSKS看成是数据库，把看成是数据库，把PPSPPS看成是管理信息处看成是管理信息处理，则该理，则该“LSLS、PPSPPS、KS”KS”就是就是MISMIS。如果把。如果把LSLS看成是看成是PROLOGPROLOG，把，把KSKS看成知识库，把看成知识库，把PPSPP

20、S看成是推理机，则该看成是推理机，则该“LSLS、PPSPPS、KS”KS”就是就是ESES。这是该结构的致命弱点。这是该结构的致命弱点。三、两种结构形式的比较三、两种结构形式的比较优点缺点三部件三部件结构结构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。三系统三系统结构结构1）突出了问题处理系统的重要性，以便在建立DSS时重点

21、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三、两种结构形式的比较四、四、DSSDSS的统一结构形式的统一结构形式用户用户人机交互及问题综合系统人机交互及问题综合系统（综合部件）（综合部件）模型库管理系模型库管理系统统(MBMS)数据库管理系数据库管理系统统(DBMS)模型库模型库MB数据库数据库DB综合能力：综合能力：1、调用模型运行；、调用模型运行；2、数据库存取；、数据库存取；3、数值计算；、数值计

22、算；4、数据处理；、数据处理；5、人机交互；、人机交互；五、五、DSSDSS的技术层次的技术层次（1 1）建模技术）建模技术（2 2）模型管理技术）模型管理技术（3 3）交互技术）交互技术（4 4）知识管理技术）知识管理技术（5 5）系统综合集成技术）系统综合集成技术（6 6）系统快速原型开发技术）系统快速原型开发技术对问题的建模、对数据的建模、对求解过程的建对问题的建模、对数据的建模、对求解过程的建模。模。模型的组织与存储、运行与控制；对建模功能的支模型的组织与存储、运行与控制；对建模功能的支持。持。可视化、自然化、个性化。可视化、自然化、个性化。（7 7）群决策的协同技术）群决策的协同技术

23、 各系统部件之间的集成、部件内容元素各系统部件之间的集成、部件内容元素之间的集成。之间的集成。问题理解、知识推理、辅助建模、数据分析。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、实时通信、冲突解决、一致性控制、数据访问权限控制等；同步协作与异数据访问权限控制等；同步协作与异步协作；步协作；技术构成：技术构成：五、五、DSSDSS的技术层次的技术层次三个技术层次：专用三个技术层次：专用DSSDSS、DSSDSS生成器、生成器、DSSDSS工具。工具。专用专用DSSDSS：专门针对某种问题的专门针对某种问题的DSSDSS，能完成实际任务、，能完成实际任务、并具有决策支持

24、功能的决策支持系统称为并具有决策支持功能的决策支持系统称为专用的专用的DSSDSS。DSSDSS生成器：生成器：具有方便、快速建立专用具有方便、快速建立专用DSSDSS能力的计算能力的计算机软、硬件系统。机软、硬件系统。报告题：报告题：DSSDSS生成器实例生成器实例素材：决策支持系统教程（陈文伟素材：决策支持系统教程（陈文伟 编著）编著）“基于客户基于客户/服务器的决策支持系统快速开发平台服务器的决策支持系统快速开发平台”P304P304五、五、DSSDSS的技术层次的技术层次DSSDSS工具：用来方便研制专用的工具：用来方便研制专用的DSSDSS或或DSSDSS生成器的生成器的硬件和软件单

25、元。硬件和软件单元。三个技术层次的关系：三个技术层次的关系：专用专用DSSDSS生成器生成器DSS工具工具三个技术层次：专用三个技术层次：专用DSSDSS、DSSDSS生成器、生成器、DSSDSS工具。工具。五、五、DSSDSS的技术层次的技术层次三个技术层次中的人员匹配三个技术层次中的人员匹配专用专用DSSDSSDSSDSS生成器生成器DSSDSS工具工具决策者决策者DSSDSS建造者建造者新技术研制人员新技术研制人员助理决策者助理决策者技术支持人员技术支持人员适适应应性性修修改改回顾回顾用户用户人机交互及问题综合系统人机交互及问题综合系统（综合部件）（综合部件）模型库管理系模型库管理系统统

26、(MBMS)数据库管理系数据库管理系统统(DBMS)模型库模型库MB数据库数据库DB综合能力：综合能力：1、调用模型运行；、调用模型运行；2、数据库存取；、数据库存取；3、数值计算；、数值计算；4、数据处理；、数据处理；5、人机交互；、人机交互；2数据库系统数据库系统一、数据管理技术及其发展一、数据管理技术及其发展二、数据库系统的组成二、数据库系统的组成三、数据库系统的体系结构三、数据库系统的体系结构四、概念模型四、概念模型五、数据模型五、数据模型 六、数据分析和规范化问题六、数据分析和规范化问题七、数据库保护七、数据库保护八、数据库语言八、数据库语言数据库系统在DSS中的地位和作用综合部件人

27、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v数据是最基本的决策资源v数据是模型组合的基础数据库系统数据库系统DSSDSS中的地位中的地位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：主要学习主要学习演绎数据库演绎数据库数据项表达式查询数据项表达式查询（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

28、称为虚数据。演绎数据库中的数据由实数据和虚数据两部分组成。演绎数据库 （2）演绎数据库的基本结构 规则集演绎推理接口数数据据库库管管理理系系统统数据库推理机构传统数据库系统 图3-1演绎数据库的基本结构（3）演绎数据库实例表3-1 父子关系数据库F(f,s)f(父)s(子)李平李学李学李同李同李山刘定刘军刘军刘思建立以下两种逻辑规则（1）祖孙规则该规则表示X是Z的父亲，Z是Y的父亲，则X是Y的祖父建立以下两种逻辑规则（2）祖先规则 表示X是Y的父亲，则X是Y的祖先；表示X是Z的祖先，Z是Y的父亲，则X是Y的祖先由此可以推出哪些虚数据？演绎数据库的设计k：=1检索数据库检索数据库F（fk，sk）

29、输出：输出：sk（某晚辈）某晚辈）fk（祖先）祖先）调用过程调用过程A（a，fk）k：=k+1kn?结束结束YNA（a，z）i：=1检索数据库是否存在检索数据库是否存在F（fi，si=z）?输出：输出：fi（祖先）祖先）调用调用A（a，fi）i：=i+1in?退出退出YYNN主程序主程序过程过程祖先-子孙推理搜索算法流程数据项表达式查询数据项表达式查询数据项表达式特点：表达式的形式是任意的；表达式的计算是临时的。表达式1：社会总产值=工业总产值+农业总产值+建筑业总产值+运输邮电业总产值+商业、饮食业总产值表达式2：固定资产投资效果=（当年工业总产值-去年工业总产值）/当年固定资产投资额表达式

30、3：人均社会总产值=社会总产值/总人口数(1)(1)数据项表达式设计数据项表达式设计1、项表达式文法设计（1）S-项表达式（2）项表达式-项|项+项|项-项（3）项-因子|因子*因子|因子/因子（4）因子-简单因子|简单因子简单因子（5）简单因子-（项表达式）|函数|变量|常数（6）变量-时间标志 指标代码（7）时间标志-C|L（8）函数-函数名（参数）（9）参数-项表达式|项表达式，参数注：C标志当年指标数据，L标志上一年指标数据。主程序开始开始读取项表达式读取项表达式调用过程调用过程E返回表返回表达式值达式值结束结束开始开始sum:=0调用过程调用过程T，返回值，返回值r，sum:=rsy

31、m=+，-调用过程调用过程T，返回值，返回值s返回返回sum值值sum:=sum+s结束结束YN过程E(2)(2)项表达式的识别和自动求解程序开始开始sum:=0调用过程调用过程P，返回值，返回值r，sum:=rsym=?调用过程调用过程p，返回值，返回值s返回返回sum值值sum:=sums结束结束YN过程F开始开始sum:=0调用过程调用过程F，返回值，返回值r，sum:=rsym=*，/调用过程调用过程F，返回值，返回值s返回返回sum值值sum:=sum*/s结束结束YN过程T开始开始sym:=表达式下一个符号表达式下一个符号调用过程调用过程P，返回值，返回值rsym=（?i:=i+1

32、；调用过程；调用过程E，返回值，返回值parai返回返回r值值i:=0结束结束YN过程Psym=是变量是变量?sym=是常数是常数?sym=是函数名是函数名?sym:=表达式下一个符号表达式下一个符号sym=（?sym=，?sym=）?调用函数处理程序，返回值调用函数处理程序，返回值rsym=）?调用查找指标值调用查找指标值 程序，程序，返回值返回值rr:=常数常数出错处理出错处理出错处理出错处理出错处理出错处理YYYYYYY出错处理出错处理NNNNNNN数据库设计数据库设计指标编码数据库编码数据库编码类别码类别码顺序码顺序码1801003数据库编码信息库索引库库编码库编码库名称库名称01RK

33、02NZH18ZH索引项信息索引项信息索引项位置索引项位置1801001118010022180300110180400111数据库设计数据库设计指标信息库（对应某一年）项表达式库记录号记录号指标项指标项单位单位编码编码项表达式记录号项表达式记录号指标值指标值1社会总产值万元1801001121002工业总产值万元18010020150010固定资产投资额万元1803001042011固定资产投资效果万元18040012？记录号记录号项表达式项表达式备注备注1c1801002+c1801003+c1801004+c1801005+c1801006表达式12(c1801002-L1801002)

34、/c1803001*100表达式23人机交互与问题综合系统人机交互与问题综合系统 综合部件在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 部件用户一、人机交互技术概述 70年代，计算机图形学得到了很大的发展，并迅速成为年代，计算机图形学得到了很大的发展，并迅速成为计算机技术中十分活跃的一个分支，广泛应用于计算机技术中十分活跃的一个分支，广泛应用于CAD、绘图、绘图、艺术等领域。艺术等领域。20世纪世纪60年代，最早的一批程序设计语言，如年代，最早的一批程序设计语言，如FORTRAN，BASIC

35、等，为计算机的广泛应用提供了极为重要的工具，为等，为计算机的广泛应用提供了极为重要的工具，为改善人与计算机之间的通信提供了有力的支持。改善人与计算机之间的通信提供了有力的支持。人机界面的发展过程人机界面的发展过程 80 80年代美国年代美国MicrosoftMicrosoft公司开发的公司开发的WindowsWindows是在是在DOSDOS环境下环境下的一个重要窗口系统。的一个重要窗口系统。90 90年代多媒体技术的迅速发展，使人机交互技术发生了年代多媒体技术的迅速发展，使人机交互技术发生了一次巨大的变革。一次巨大的变革。人机界面的发展过程由人机界面的发展过程由面向功能面向功能到到面向人性化

36、面向人性化方向发展。方向发展。二、人机交互界面的的构成和功能 1 1、人机交互的三元素、人机交互的三元素对话部件对话部件决策者决策者计算机计算机硬件硬件 一个人机交互的计算机系统，要能很好地实现计算机与用户之间的人机交互，通常必须考虑三元素：交互设备、交互软件及人的因素。1）能理解用户的问题和要求，并解决问题；2）能按用户的要求输出结果（图形、表格等）；2 2、人机界面的功能、人机界面的功能二、人机交互界面的的构成和功能 3）能给用户必要的提示，以顺利完成决策任务；4）能帮助用户使用系统中的模型；三、人机界面的要求1）多样性：可同时支持有经验和无经验的用户。2）容错性：有较好的错误修复能力。3

37、）有效性：用尽可能少的操作完成需要进行的工作。4）便利性：系统的功能用户能方便的找到。5）柔性：可通过多种方法和途径进行某项操作。6）一致性：与其它系统有相同或相似操作方法。7）帮助：提供较好的帮助和错误信息提示。五、友好人机界面设计的一般准则 1、减少输入量2、错误容易纠正 3、为不同经验和水平的用户提供多种交互形式（如“快捷”功能）4、对重复和固定顺序的操作提供命令队列或批处理方法 5、界面应避免和防止用户的操作错误 6、应允许在打印等操作时执行其它操作 7、对用户的操作应有反馈信息显示 8、对重要的操作提供确认 9、对重要信息提供图形标识 10、提供在线帮助 六、人机交互方式1、Q/A方

38、式（Question&Answer）2、菜单方式 3、命令语言是一组由动词、名词、限定语和连接词组成的短语集合。将操作的内容用符合一定语法规范的几个简洁的单词表示出来。4、表格填充 5、直接操作 10、自然语言 8、情景会话 6、窗口 7、帮助 9、多媒体技术的应用 七、决策支持系统的综合部件 1、决策支持系统语言 早期：期望利用自然语言描述决策 问题、识别问题和求解问题。目前：数值计算语言 数据库语言 接口语言（ODBC和ADO）。七、决策支持系统的综合部件 2、综合部件功能 v控制模型的运行v多模型的组合运行v人机交互v数值计算和数据处理1、决策支持系统语言 选择顺序循环4模型库系统模型库

39、系统模型库系统在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 部件用户模型库系统的功能模型库系统的功能2.2.模型库的存储管理模型库的存储管理3.3.模型库的运行管理模型库的运行管理4.4.支持模型组合支持模型组合5.5.支持数据接口支持数据接口1.1.模型的表示模型的表示 模型库系统是DSS的核心部件，通过模型或模型的组合来辅助决策是DSS的中心思想，其由模型库和模型库管理系统组成，模型库是一个“产生”模型的基地。1.1.模型库管理技术的提出模型库管理技术的提出模型如何模型如何表示表示？如何

40、存取？如何存取？模型库如何模型库如何组织组织？模型如何与数据接口？模型如何与数据接口？如何如何控制模型的运行控制模型的运行？如何实现如何实现多个模型的组合多个模型的组合？如何实现人机交互？如何实现人机交互？模型管理的技术难点模型管理的技术难点模型库的由来（模型应用水平的不断提高）模型库的由来（模型应用水平的不断提高）模型程序：即用即编；谁用谁编模型程序：即用即编；谁用谁编模型程序包：组装发行；相互独立；没有管理模型程序包：组装发行；相互独立；没有管理模型库：共享；可重用；可管理；相关模型库：共享；可重用；可管理；相关模型程序包结构简单模型程序包结构简单各模型程序相对独立各模型程序相对独立每个模

41、型程序的数据是各自封闭的每个模型程序的数据是各自封闭的程序包主要适合于模型间无关系的组织程序包主要适合于模型间无关系的组织结构形式结构形式2.2.模型管理技术的发展过程模型管理技术的发展过程(1)数学模型3.3.模型库中模型的模型库中模型的种类种类和表示和表示v方程形式：利用方程形式建立变量之间的关系。通常用于对模型的说明和解释中。v算法形式：用一系列演算步骤表示模型的数学求解过程，对模型的运用一般采用这种表示方法。v程序形式：利用计算机语言按模型的算法步骤编制模型程序，通常采用数值计算语言来编制。一般采用数据库语言来编制数据处理过程的程序。(2)数据处理模型(3)图形、图像模型图像模型以点阵

42、数据形式表示。图形模型一般以向量数据形式表示或以绘图程序形式表示。以程序形式表示。(4)报表模型以智能程序形式表示，处理的对象为知识库。(5)智能模型 模型的表示直接影响着模型的存储、创建、修改和模型的表示直接影响着模型的存储、创建、修改和组合等操作，是模型库及模型管理系统的基础，它要求组合等操作，是模型库及模型管理系统的基础，它要求将模型的参数以及模型的逻辑表示为计算机能够识别的将模型的参数以及模型的逻辑表示为计算机能够识别的形式，并在此基础上，尽可能的方便模型管理的各种操形式，并在此基础上，尽可能的方便模型管理的各种操作。作。根据不同的服务模式，可以将模型表示分为根据不同的服务模式，可以将

43、模型表示分为6 6类：类：数学表示、程序表示、数据表示、知识表示、面向对象数学表示、程序表示、数据表示、知识表示、面向对象表示和面向智能体的表示表示和面向智能体的表示等。等。3.3.模型库中模型的种类和模型库中模型的种类和表示表示模型的数学表示模型的数学表示 对于数学模型而言，方程形式是它的一般的表示形对于数学模型而言，方程形式是它的一般的表示形式，它便于理解和交流。它反映了模型中变量之间的关式，它便于理解和交流。它反映了模型中变量之间的关系，约束条件以及它们的目标。系，约束条件以及它们的目标。MaxMaxS.T.S.T.3.3.模型库中模型的种类和模型库中模型的种类和表示表示模型的程序表示模

44、型的程序表示 传统的模型方法都是程序表示，它包括子程序表示传统的模型方法都是程序表示，它包括子程序表示法和语句表示法两种法和语句表示法两种 。模型是由主程序调用的子程序，该子程序是一个模型是由主程序调用的子程序，该子程序是一个具有具有输入输入、输出和执行顺序输出和执行顺序的完整的程序。子程序和的完整的程序。子程序和主程序所需的主程序所需的数据数据和和参数值参数值通过一种通过一种联接机制联接机制(如变量如变量表、共用数据区或文件表、共用数据区或文件)传递，每一个模型是一组带有传递，每一个模型是一组带有进入和返回链结构的计算机语句，使它能被当作执行进入和返回链结构的计算机语句，使它能被当作执行模块

45、用在其它程序中。模块用在其它程序中。子程序表示法子程序表示法3.3.模型库中模型的种类和模型库中模型的种类和表示表示有两种形式：有两种形式：p简单的模型库系统，不支持模型组合，规模相当、简单的模型库系统，不支持模型组合，规模相当、功能完整、独立性较强的子程序。功能完整、独立性较强的子程序。p功能较强的模型管理系统，功能比较单一、规模较功能较强的模型管理系统，功能比较单一、规模较小、相互依赖的基本子程序模型组成，通过模型有机小、相互依赖的基本子程序模型组成，通过模型有机组合联接操作就可以构造出不同的模型或模型体系。组合联接操作就可以构造出不同的模型或模型体系。子程序表示法子程序表示法模型的程序表

46、示模型的程序表示示例：示例：models models 模型名模型名in in 模型库名模型库名 description description 模型语义的非形式化描述模型语义的非形式化描述 keywords keywords 关键字描述关键字描述 submodel submodel 引用的子模型列表节引用的子模型列表节 interface interface 模型接口描述模型接口描述 link link 链接信息描述链接信息描述 help help 模型使用帮助描述。模型使用帮助描述。子程序表示法子程序表示法模型的程序表示模型的程序表示3.3.模型库中模型的种类和模型库中模型的种类和表示表示

47、模型的数据表示模型的数据表示 按照按照BlanningBlanning提出的模型关系理论，一个模型可看作为提出的模型关系理论，一个模型可看作为一个对应于输入、输出属性领域集的笛卡尔积。即一个模型一个对应于输入、输出属性领域集的笛卡尔积。即一个模型可表示为由一个输入属性和输出属性组成的关系，记为可表示为由一个输入属性和输出属性组成的关系，记为Y=Y=M(X)M(X)，其中，其中X=X1,X2,X=X1,X2,，XnXn为模型输入集；为模型输入集；Y=Y1,Y2,Y=Y1,Y2,，YmYm为模型输出参数集；模型为模型输出参数集；模型M M可用可用X X与与Y Y之之间功能上的相关性的虚拟关系表示，

48、即间功能上的相关性的虚拟关系表示，即R RX1X2XnY1Y2YmX1X2XnY1Y2Ym。关系表示法关系表示法3.3.模型库中模型的种类和模型库中模型的种类和表示表示元组表示法元组表示法关系表示法关系表示法MaxS.T.名称名称类型类型长度长度模型名模型名文本文本5050模型类型模型类型文本文本5050建立日期建立日期文本文本8 8变量个数变量个数数字数字1010机值类型机值类型文本文本1010约束方程个数约束方程个数数字数字1010方程与函数方程与函数文本文本5050运行结果运行结果文本文本5050线性规划线性规划 模型的数据表示模型的数据表示3.3.模型库中模型的种类和模型库中模型的种类

49、和表示表示模型的知识表示模型的知识表示 为了解决非结构化或半结构化的决策问题，特别是为为了解决非结构化或半结构化的决策问题，特别是为了捕捉决策环境的动态特点，把人工智能技术应用于模型了捕捉决策环境的动态特点，把人工智能技术应用于模型管理方面，必须把模型库管理系统建立在知识的基础上，管理方面，必须把模型库管理系统建立在知识的基础上，其核心问题是寻找能和模型的生成、运行和管理相结合的其核心问题是寻找能和模型的生成、运行和管理相结合的知识表示和推理方法。基于知识的模型表示方法是实现模知识表示和推理方法。基于知识的模型表示方法是实现模型智能管理的基础，可以方便地解决定量计算与定性推理型智能管理的基础，

50、可以方便地解决定量计算与定性推理相结合的问题。相结合的问题。主要有：主要有：一阶谓词逻辑、框架、语义网络一阶谓词逻辑、框架、语义网络等几种表示方法。等几种表示方法。3.3.模型库中模型的种类和模型库中模型的种类和表示表示模型的面向对象表示模型的面向对象表示 面向对象方法认为客观世界是由各种各样的对象组成面向对象方法认为客观世界是由各种各样的对象组成的，每个对象都有自己的运动规律和内部状态，不同对象的，每个对象都有自己的运动规律和内部状态，不同对象间相互作用和联系就够成了各种各样系统。间相互作用和联系就够成了各种各样系统。因此它是一种系统分析、设计的方法，把对象划分模因此它是一种系统分析、设计的