（计算机应用技术专业论文）高校董事会管理决策信息系统设计与实现.pdf

n _ f j c 看书会苫胖l 尖麓竹强系统垃计j 头脱提篮 提要 决策支持系统( d e c i s i o ns u p p o r ts y s t e m ，简称d s s ) 是信息系统研究的最新 发展阶段，已成为系统工程与计算机应用领域中的重要研究课题之一。它是融合 计算机技术、信息技术、人工智能、管理科学、心理学等众多学科与一体的技术 集成系统。 本文作者结合工作实际，以高校董事会同常活动为背景，设计和开发了“高 校董事会管理决策信息系统”，主要工作包括如下几个方面： ( 1 ) 针对d s s 传统的四库结构( 数据库、模型库、知识库、方法库) ，我们 对其进行简化，简化成三库结构( 数据库、规则库、方法库) ，从而使各个部分的 功能相互独立，也在一定程度上消除系统功能的冗余。 ( 2 ) 高校董事会的管理政策具有复杂性、地域性、时间性的特点。针对这些 特点我们提出时态知识的概念，研究了时态知识的形式化表示方法以及在 c b m d i s 中的实现方法。 ( 3 ) 为提高系统中信息采集处理的效率，更好地实现事实与知识处理的功能 分离，本系统引用了主动数据库中的“事件”技术。 基于上述工作设计完成的“高校董事会管理决策信息系统”己在本人所工作 的单位试用，反映较好。 关键词：决策决策支持系统高校董事会管理 作者：陈向民 指导教师：李凡长( 教授) ! ! ! 里! ! ! 曼! ! ! ! 曼竺苎! ! ! ! ! ! ! ! ! ! 竺! ! ! ! 曼! 璺! ! ! 璺竺! ! ! ! ! 竺! 坐旦! ! ! ! 竺! ! ! 虫! 竺! ! ! ! ! 兰! ! ! ! 竺 垒! ! ! ! ! ! ! t h ed e s i g na n dr e a l i z a t i o no fc o l l e g eb o a r d m a n a g e m e n td e c i s i o ni n f o r m a t i o ns y s t e m a b s t r a c t d e c i s i o ns u p p o r ts y s t e m ( d d s ) r e p r e s e n t so n eo ft h el a t e s tr e f l e c t i o n so f r e s e a r c ho ni n f o r m a t i o ns y s t e ma n di th a sb e c o m eak e yr e s e a r c ha g e n d ai ns y s t e m e n g i n e e r i n ga n dc o m p u t e ra p p l i c a t i o n s a sa ni n t e g r a lt e c h n o l o g i c a ls y s t e m ，i tc o n s i s t s o fas e r i e so fb r a n c hs u b j e c t ss u c ha sc o m p u t e rt e c h n o l o g y , i n f o r m a t i o nt e c h n o l o g y , a r t i f i c i a li n t e l l i g e n c e ，m a n a g e m e n ts c i e n c ea n dp s y c h o l o g y , e t c h a v i n gg a t h e r e dn c hp r a c t i c a le x p e r i e n c e si nr o u t i n em a n a g e m e n ta c t i v i t i e so f c o l l e g eb o a r d ，t h ea u t h o rh a sd e s i g n e da n dd e v e l o p e dt h ec o l l e g eb o a r dm a n a g e m e n t d e c i s i o ni n f o r m a t i o ns y s t e m ( c b m d i s ) ，f e a t u r i n gf o ri t sm a i nw o r k st h ef o l l o w i n g t h r e er e s p e c t s ： ( i ) t oe l i m i n a t er e d u n d a n c yo fs y s t e mp e r f o r m a n c ea n dm a k ee a c hm o d u l eo f s y s t e mr u ni n d e p e n d e n t l y , w es i m p l i f i e dt r a d i t i o n a lf o u rb a s es t r u c t u r e s a t a b a s e ，k n o w l e d g eb a s e ，m o d e lb a s ea n da p p r o a c h e sb a s e ) o f d s si n t ot h r e e b a s es t r u c t u r e s ( d a t ab a s e ，r u l eb a s ea n da p p r o a c h e sb a s e ) ( i i ) t od e a lw i t ht h et i m e l i n e s s ，r e g i o n a h s ma n dc o m p l e x t t yo fc o l l e g eb o a r d m a n a g e m e n tp o l i c y , w ep r o p o s e dt h ec o n c e p to ft e m p o r a lk n o w l e d g ea n di t s f o r m a l i z a t i o n a tl a s t , w ep r o p o s e dt h ec o n c e p to ft e m p o r a lk n o w l e d g ei n c b m d i s ( i i i ) t oi m p r o v et h ee f f i c i e n c yo fi n f o r m a t i o nc o l l e c t i o ni nt h es y s t e ma n dm a k e t h ep e r f o r m a n c e so ff a c tm a n a g e m e n td i s t i n c to p e r a t i o n s ，w eu s e dt h ee v e n t t e c h n o l o g ym t t m t i v e t h ec o l l e g eb o a r dm a n a g e m e n td e c l s l o ni n f o r m a t m ns y s t e mt h u sd e s i g n e da n d i m p l e m e n t e df o rt h ea b o v e m e n t i o n e da c t i v i t i e sh a sa l r e a d yb e e nr u n n i n gw e l l i n p r a c t i c e k e yw o r d s ：d e c i s i o n d s s c o l l e g eb o a r dm a n a g e m e n t w r i t t e nb yc h e nx l a n g r n i n s u p e r v i s e db y p r o fl if a n z h a n g l i ，ii，fi 1，l x9 5 7 0 0 2 苏州大学学位论文独创性声明及使用授权声明 学位论文独创性声明 本人郑重声明：所提交的学位论文是本人在导师的指导下，独立 进行研究工作所取得的成果。除文中已经注明引用的内容外，本论文 不舍其他个人或集体已经发表或撰写过的研究成果，也不含为获得苏 州大学或其它教育机构的学位证书而使用过的材料。对本文的研究作 出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人承担本 声明的法律责任。 研究生签名： 学位论文使用授权声明 苏州大学、中国科学技术信息研究所、国家图书馆、清华大学论 文合作部、中国社科院文献信息情报中心有权保留本人所送交学位论 文的复印件和电子文档，可以采用影印、缩印或其他复制手段保存论 文。本人电子文档的内容和纸质论文的内容相一致。除在保密期内的 保密论文外，允许论文被查阅和借阅，可以公布( 包括刊登) 论文的 全部或部分内容。论文的公布( 包括刊登) 授权苏州大学学位办办理。 研究生签名：他日 导师签 期：僦啦厂 日 期： 而钕精拄会管理尖簋f t , 懂系统啦 r j 必现第一帝绪沱 1 1 选题背景 第一章绪论 近年束，随着高校董事会改革步伐的加快，原有的高校董事会管理软件已不 能适合董事会发展的需要。如何处理并利用在董事会发展过程中积累的大量信息， 为董事会发展提供业务决策和管理策略的实施己成为当务之急。高校董事会管理 决策信息系统是智能决策支持系统( i d s s ) 在实际软件丌发中的具体运用，旨在进行 高校董事会管理的基础上，分析高校董事的相关信息现状并为领导决策提供可靠 的依据。 1 1 1 决策的基本原理 1 决策的基本概念 所谓决策，简单地说就是做决定的意思。详细地说，就是为了确定未来某个 行动目标，根据自己的经验，在占有一定信息的基础上，借助于科学的方法和工 具，对需要决定的问题的诸因素进行分析、计算和评价，并从两个以上的可行方 案中，选择一个最优方案的分析判断过程。一般的决策过程可用图1 1 表示。 图1 1 决策过程 i n j f ! c 精# 会嚣理尖策竹链系统世f r oj 虫脱 第一帝绪沱 2 科学决策遵循的基本原则 ( 1 ) 决策结果的科学性原则：预测结果必须为科学决策提供依掘； ( 2 ) 决策过程中定量参数的确定原则：根掘预测的数掘和有关的统计资料，借 助于数学方法，采用计算机作为工具，进行计算分析，得出定量的参数； ( 3 ) 定性和定量相结合的决策原则：要把定性分析和定量分析结合起柬，充分 运用决策者的经验和智慧，进行分析、比较和判断，从若干个方案中选择最优方案。 1 1 2 决策过程和特点 经过仔细划分，整个决策过程可以分为发现问题、确定目杯、价值准则、拟 制方案、分析评估、方案选择、试验证实、实施执行等八个阶段。各个阶段的先 后顺序及各个阶段所使用的决策技术，如图12 所示。 ( 决策技术)( 决策程序) 图1 2 2 而投精批会钨耻决箍f 一甚系境垃汁j 失观第一帝铺沦 1 2 决策支持系统的产生和发展 决策系统( d e c i s i o ns u p p o r ts y s t e m s ，简称d s s ) 是上个世纪7 0 年代出美国 学者ms s c o t tm o r t o n 与p k e e n 等人首先提出的一种信息系统模型。总的说束， d s s 还没有获得一个普遍认同的定义。有的学者认为：d s s 是以管理科学、运筹 学、控制学和行为科学为基础，以计算机技术、模拟技术和信息技术为手段，面 对半结构化的决策问题，支持决策活动的具有智能作用的人一机计算机系统。也 有学者认为：d s s 是结合计算机强大的信息处理能力和人的灵活判断能力，以交 互方式支持决策者解决半结构化和非结构化决策问题的信息系统。因此，d s s 的严格定义目前还是一个值得进一步探讨的问题。 1 决策支持系统产生的背景 决策支持系统是在传统的管理信息系统( m i s ) 的基础上形成和发展起来的。 其产生的原因可以归纳为三个方面： 第一，传统m i s 的局限性导致d s s 的产生。传统m i s 在系统分析方法上严格 要求结构化以致于刻板，系统设计人员没有对企业的组织结构和各层次管理人员 的决策行为进行深入的研究，设计系统总是从原有手工方式管理的数据出发，而 不是从管理人员的决策需求出发，因此管理系统所提供的信息往往不是决策者所 需要的，不重视辅助决策的功能。在开发模式上，传统m i s 立足于一个固定的， 最起码是相对稳定的信息系统模式之上，生命周期漫长。这样的系统分析方法与 丌发模式对于完成例行的日常信息处理工作无疑是必要的。然而对于环境的变化， 以及由此而束的工作方式、工作内容和认识模式等方面的变化却显得不能或很难 适应。反思m i s 的局限性，研究人员认识到，系统分析人员和信息系统本身都不 要企图取代决策者做出决策，支持决策者才是他们正确的定位。 第二，人们对有关决策方面的信息处理规律认识的提高是d s s 产生和发展的 内在动力。随着信息系统在管理领域的不断应用，人们逐渐认识到，要想进一步 提高系统的作用，使其对管理决策工作做出实质性的贡献，就必须面对不断变化 的环境要求，研究更高级的信息系统，直接支持决策。这是d s s 产生和发展的内 在动力。 第三，技术的发展促成了d s s 的发展。d s s 的发展是由计算机应用技术从数 据处理到知识处理、智能处理的发展而促成的。如数理统计方法及其软件的丌发， 岛校单事会管理决镱竹甚系统设计1j 安现 第一幸绪论 多目标决策分析对单一的效用理论框架的突破，人工智能方面的知识表示技术、 专家系统语吉以及智能用户界面的发展等。技术的发展使得人们原理所期望的对 决策领域的问题进行处理成为可能，为d s s 的发展提供了技术基础。 2 决策支持系统发展现状及趋势 计算机科学与信息科学领域对决策支持系统的研究不断深入，加深了人们对 决策支持系统的认识并不断拓展其应用领域。 目韵的d s s 的构造模型与应用范围不断扩大，所开发的系统也大为成熟，如 i n f o r y m 公司推出的r e v e a l 系统与c a r e g i e m e l l o n 大学开发的i m s 系统均在实 际应用中发挥了很大的作用。 我国开发d s s 应用系统的工作始于上世纪8 0 年代，在8 0 年代中期已研制出 d s s 生成器，并丌发出d s s 应用系统，如煤炭部计算中心与哈尔滨工业大学于1 9 8 6 年研制的d s s 生成器、华中工学院开发的资源分配i d s s 应用系统等均属此类产 品。此后陆续研制的d s s 系统很多，如上海科技大学的i d s s 生成器i d s s k d 1 ， 南京大学的生成器n c i d s s g ，复旦大学利用其生成器在上海石洞口电厂丌发的“发 电成本目标管理的知识处理子系统”，南京大学开发的“产品质量i d s s ”系统，而 利用面向对象技术将d s s 作为一种综合集成处理也在我国开始研制【2 】。 我国在d s s 的开发和应用起步早、发展快。近年束，由于我国m i s 与o a 的 普及，因此对d s s 的需求迫切，这也促使了d s s 的发展。 由于d s s 由其独特的应用对象与研究方法，并有着广泛的应用前景，因此它 的发展前景看好。但是，目| i i 它在研究与应用领域尚有不少值得探索之处。 第一，继续探索、寻求与实现统一表示与统一处理的方法是d s s 的一个根本 性问题，它也是解决d s s 接口问题的实质所在。 第二，在d s s 中，智能部件的作用有待进一步发挥，这包括零用智能部件以 获取理想的数学模型，采用自动学习方式以获取更多的知识，并不断修正、补充 模型，使d s s 的各种模型能更符合客观需要。 第三，进一步简化d s s 的整体结构，进一步方便使用，采用d b m s 中的d b a 或知识工程中的知识工程师方式将系统构造与使用分丌，以利于推广使用。 第四，进一步扩大d s s 的应用范围，以促使其进一步发展。 丽投单事会管理决策信息系统设计o j 实现 第一幸绪论 1 3 目前高校董事会管理决策信息系统研究概述 在高校工作的只常事务中，董事会的管理是一项重要的工作。董事会的组建、 调整一方面要查阅大量帽关政策的文件及条例，另一方面还要结合每个董事的具 体表现，这其中包括捐款、业务合作、职位变动等。而对董事会待遇的调整由于 涉及的面较大而让工作任务变得繁重容易出错。 目前，国内对高校董事会管理系统的研究的还不多，并且各个高校有多样的 实际情况，校与校之间也不可能照搬应用。基于这种想法，作者结合具体工作， 针对学校的实际情况提出了开发高校董事会管理决策信息系统的课题。因此该系 统是一个决策支持系统在实际的软件开发中的具体应用。其目标就是将有关部门 从烦琐的董事会管理工作中解放出束，不再陷于成堆的相关政策中。同时也可以 避免许多人为造成的错误，使管理工作规范化。 由于管理政策基本上是基于语言描述的，没有固定的公式可言，因而很难用 数学公式加以描述；而另一方面，这些政策恰恰可以看作是知识库中的知识，在 各种管理政策条文中，有一些经常出现的高频词汇也构成了管理政策的核心，因 而将这些政策转换为规则加以处理不失为一个较好的解决办法。这也是我们将这 个系统定位在决策支持系统上的一个原因。 该项目不是纯粹的m i s 系统，而是将近年束董事会管理政策的推理规则与数 掘处理相结合，是人工智能与数掘库结合的具体应用，另外由于实现了管理标准、 代码管理与推理规则相分离，并在管理标准中加入了时间属性，因而具有较强的 可移植性和可扩展性。 1 4 本文的主要工作 本文主要工作是对高校董事会管理决策信息系统( c o l l e g eb o a r dm a n a g e m e n t d e c i s i o ni n f o r m a l o ns y s t e m 。简称c b m d i s ) 中若干关键技术进行了研究与探讨。 1 针对d s s 传统的四库结构( 数掘库、模型库、知识库、方法库) ，我们对 其进行简化，简化成三库结构( 数据库、规则库、方珐库) ，从而使各个部分的功 能相互独立，也在一定程度上消除系统功能的冗余。 2 高校董事会的管理政策具有复杂性、地域性、时问性的特点。针对这些特 点我们提出时态知识的概念，研究了时态知识的形式化表示方法以及在c b m d i s 中的实现方法。 熬 晶校肇事会管理决策信息系统啦计。j 实现第一审缔论 3 为提高系统中信息采集处理的效卒，更好地实现事实与知识处理的功能分 离，本系统引用了主动数掘库中的“事件”技术。 本文第二章介绍了c b m d i s 的基本体系结构和设计思想；第三章介绍了 c b m d i s 中的时念知识技术的研究；第四章介绍了c b m d i s 中的主动性分析；第 五章介绍了c b m d i s 的实现：第六章为结论和展望 6 粕投单事会管理决策信息系统世计j 实现 第一审c b m d i s 的构| 矗。j 系统结构 第二章c b m d i s 的构造与系统结构 上一章，我们对决策的基本原理及决策支持系统做了简单的描述，本章主要 结合c b m d i s 的特点束进一步阐述决策支持系统的基本理论构成。 2 1 决策支持系统的体系结构描述 2 1 1 决策支持系统的经典体系结构 决策支持系统( d s s ) 是综合利用大量数据，有机组合众多模型( 数学模型与 数据处理模型等) ，通过人机交互，辅助各级决策者实现科学决策的系统 3 1 。d s s 的一般结构如图2 1 所示。 用户 人机交互系统 模型库管理系统数据序管理系统 m b m sd b m s 图21d s s 的一般结构 从图可知，d s s 是人机交互系统、模型库系统、数据库系统三者有机结合的 整体。它大大扩充了数掘库功能和模型库功能。d s s 技术的实现使那些原束不能 用计算机解决的问题逐步变成能用计算机解决。j 下是d d s 有这样的优势，因此， 我们j 有必要应用该技术柬研制c b m d i s 。 h a s i m o n 把决策问题分为程序化和非程序化决策。现在人们把程序化决策 7 向技单事会管理决策信臣系统破计j 实现 第一幸c b m d i s 的构正j 系统结构 的提法换成结构化决策。结构化问题是常规和完全可重复的，每个问题仅由一个 求解方法，可以认为程序化问题可以用程序束实现。由于非结构化问题不具备己 知求解方法而得到的答案不一致，这样，它难以编制程序束完成。非结构化问题 实质上包含着创造性和直观性，计算机难以处理而人则是处理非结构化问题的能 手。当把计算机和人有机地结合起束就能有效地处理半结构化问题介予结构 化和非结构化决策之间的问题。d s s 的发展能有效地解决半结构化问题，它逐步 使得非结构化问题向结构化问题转化。 一般认为一个d s s 应具有下列功能： ( 1 ) d s s 主要处理决策中的半结构化与非结构化问题。 ( 2 ) d s s 提供的仅仅是辅助决策人员决策，而非替代决策人员决策。 ( 3 ) d s s 要求有较强的人机交互功能。 ( 4 ) d s s 要求有管理数学模型和管理大量数据的能力。 2 1 2 决策支持系统新的体系结构 随着人工智能理论与技术的发展，人们把人工智能的思想引入到决策支持系 统中，因而提出了智能决策支持系统的基本概念。下面就这一基本概念做简单介 绍。 1 智能决策支持系统体系结构 智能决策支持系统( i d s s ) 是在决策支持系统( d s s ) 的基础上集成人工智 能的专家系统( e s ) 而成的一种计算机系统【4 】。d s s 主要有人机交互系统、模型 库系统和数据库系统等组成。专家系统主要由知识库、推理机和知识库管理系统 组成。即d s s + e s 就形成了i d s s 。i d s s 的结构如图2 2 所示。 高校带事会管理决策信碌系统世计j j 妾现 笫一审c b m d i s 的构造j 系统结构 _ j 户 图2 2 智能决策支持系统体系结构 i d s s 既充分利用了e s 以知识推理解决定性分析问题的优势，又结合了d s s 以模型计算为核心的解决定量分析问题的特点，充分做到了定性分析和定量分析 的有机结合，使得解决问题的能力和范围得到了大的发展。 综上所述，在i d s s 中d s s 和e s 的结合主要体现在三个方面： ( 1 ) d s s 和e s 的总体结合，使得d s s 和e s 一体化。 ( 2 ) k b 和m b 的结合，使得知识库和模型库得到了有机结合，充分发挥了 多目的优势，从而有利于提高解决问题的效率。 ( 3 ) d b 和e s 中的动念d b 结合。这样有利于数据的充分利用，从而进一步 改进了系统解决问题的能力。 在具体构建的i d s s 系统中，由于d s s 和e s 的相互关系，根掘解决实际问题 的需要，有时，在考虑系统构成时，它们两者之f 日j 的关系会有新的不同，下面就 这些基本思想做一些简单分析。 9 商校带事会管理决策信甚系统嫂计j 实现 第一章c b m d i s 的构造j 系统结构 d s s 和e s 并重的i d s s 结构 这种结构由集成系统完成对d s s 和e s 的控制和调度，根掘问题的需要协调 d s s 和e s 的运行。从地位上看，d s s 和e s 并重。 图2 3d s s 和e s 并重的i d s s 结构 d s s 为主体的i d s s 结构 这种集成结构形式体现了以定量分析为主体，结合定性分析。这种结构中， 集成系统是在d s s 问题处理与人机交互系统的基础上，扩展调用专家系统的功能。 从d s s 角度看，简化了i d s s 的结构。 图2 4d s s 为主体的i d s s 结构 e s 为主体的i d s s 结构 这种集成结构形式体现了以定性分析为主体，结合定量分析。这种结构中， 人机交互系统和e s 的推理机结合为一体，它从e s 角度看，简化了i d s s 的机构 结构。主要有两种形式： d s s 作为一种对立形式出现，受e s 中的推理机所控制，如图25 所示。 o 一 岛校肇事会管理决策竹甚系统世计。j 头现 第一g - c b m d i s 的构过j 系统结构 图2 5e s 为主体的i d s s 结构 这种结构中推理机是核心，它对产生式知识的推理是搜索加匹配，对数学模 型的推理就是对公式的推演，问题的求解形式体现为推理形式。 数学模型作为一种知识出现，即模型是一种过程性知识，体现了第二种结合 形式，其结构如图2 6 所示。 图2 6 模型作为知识的i d s s 结构 这种结构中，数学模型反映在推理树中，一般在知识树的叶子结点处要进行 对模型的数学运算。 2 融合数据仓库与数据挖掘技术的决策支持系统体系结构”j 数据仓库( d w ) 是在数扼库技术基础上发展起束的一种为决策服务的数掘组 织和存储技术。数据挖掘( d m ) 是通过对数据库、数掘仓库中的数掘分析，获取 知识的一系列方法和技术。它们都可以完成对决策过程的支持，相互之1 日j 有一定 的内在联系，因而将它们集成到一个系统中更加有效地提高系统的决策支持能力。 d w 是基本数掘，由元数掘的时| 日j 机制生成历史数掘，由元数据的综合机制生 成综合数掘。这 芋决策所需要的数据源就准备好了。 d m 则对数掘库和数掘仓库中的数掘使用一系列方法进行丌采，分析大量的数 掘，从中识别和抽取隐含、潜在的有用信息知识，并充分利用这些知识辅助 扇枝单事会省理决策信息系统世计j 实现 第一帝c b m d i s 的构造o j 系统钻构 决策。 d w 和d m 结合起束构成了一种新的决策支持机构，将决策数据与决策知识 结合起束成为决策信息，进一步提高决策支持能力，如图2 7 所示。 图2 7 数据仓库和数据挖掘的结合 i d s s 主要是以知识和模型为主体，结合大量数掘，形成定性和定量相结合的 辅助决策信息。i d s s 由于开发的困难，发展较慢，但已经形成了研究热潮，取得 了不少成果，为各级决策值进行科学决策提供了强有力的手段。 d w 和d m 这种新的决策支持技术是从大量数据库中获取有用信息和知识， 它束源于数掘库内部。它完全不同于i d s s 的知识和模型是束源于外部。可见，这 两种辅助决策的方式是不同的。 如果将i d s s 与d w 和d m 技术结合起柬，起到相辅相成的作用，可以进一 步提高辅助决策的效果，其新体系结构如图2 8 所示。 i “校革事会管理决策信白系统世计j t 头现 第一市c b m d i s 的构造j 系统坫构 图2 8 智能决策支持系统的新体系结构 图2 8 所示的体系结构的共同基础是数据库。新结构包括两个主题，一个是知 识库系统和模型库系统，它为决策问题提供定性分析( 知识推理) 和定量分析( 模 型计算) 相结合的辅助决策信息。另一个主体是d w 和d m ，它从数掘库、数据 仓库中提取有用的信息和知识，这些信息和知识反映了大量数掘内在的规律和知 识。新体系结构将两个主体结构起束，为各级决策者进行科学决策提供了更强大 的辅助决策手段。 2 2c b m d i s 体系结构 由酌文的分析可知，传统的d s s 由血个基本部分构成的四库结构：人机接口 ( 对话系统) 、数据库、模型库、知识库和方法库。后柬，在这血个部件的基础上 高校肇事会管理决策信息系统6 计j 实现 第一幸c b m d i s 的构止j 系统结构 又丌发了各自的管理系统，即对话管理系统、数掘库管理系统、模型库管理系统、 知识库管理系统、方法库管理系统。如图2 9 所示。 图2 9d s s 基本结构图 其各个部件的解释为： ( 1 ) 人机接口( 对话系统) 及对话管理系统 人机接口又称人机界面、用户界面、对话系统等，这是d s s 不可缺少的重要 组成部分，是连接人与系统的中间纽带。早期的d s s 一般利用命令语言和对话管 理系统构造人机界面，这是一种简单的形式。理想的人机界面最好用自然语言沟 通人机联系。 人机接口把用户与数掘库、模型库、知识库和方法库等联系在一起。在决策 过程中，决策者要对各库进行操作和控制，一方面人向系统提供信息、提供任务 要求；另一方面系统向人提供解答方案和各种辅助决策的信息，也可能向人索取 为完成任务所需要的补充信息。 ( 2 ) 数据库及数掘库管理系统 数掘库( d b ，d a t ab a s e ) 是d s s 的一个最基本的部件。一般情况下，任何一 个d s s 都不能缺少数掘库及其管理系统。 d s s 和m i s 的数掘库及其管理系统在概念上有许多共同点，如数掘库的某些 而枝单事会管删决策信岜系统设计o j 实例 第一章c b m d i s 的构过1 j 系统鲳构 功能及其实现的方法，数掘库管理的某些作用等，这主要是由于d s s 对数掘库系 统的某些概念来自m i s 系统。但是，由于d s s 和m i s 之间存在着根本的区别，所 以它们对数掘库的要求有本质上的不同。d s s 使用数掘的主要目的是支持决策， 因此它对综合性数掘或者经过预处理后的数据比较重视。m i s 支持日常事务处理， 所以它特别注意对原始资料的收集、整理和组织。一般柬说，为d s s 服务的数据 库要比为m i s 服务的数据库庞大、复杂得多。 ( 3 ) 模型库及模型库管理系统 模型库是传统d s s 的三大支柱之一，是d s s 最有特色的部件之一。与m i s 相比，d s s 之所以能够对决策制订过程提供有效的支持，除了系统设计思想不同 外，主要在于d s s 中有能为决策者提供推理、比较选择和分析整个问题的模型库， 因此模型库及其管理系统在d s s 中占有十分重要的位置。但是，模型库并不是d s s 必不可少的部件，比如仅通过信息服务束作决策支持的系统就可以没有模型库。 ( 4 ) 知识库及知识库管理系统 当d s s 向智能化方向发展时，知识和推理的研究就显得越束越重要。事实上， 也只有当知识和推理技术破娴熟地用于d s s 时，才可能真正达到决策支持所提出 的目标。d s s 设立知识库，其总目的是为了扩大与决策者共有的论域，以便更好 沟通思维。 ( 5 ) 方法库及方法库管理系统 方法库综合了数据库和程序库，它们具有某一特定应用领域的功能程序，用 以描述数掘结构和功能要求的通用、格式化的接口，通过内部的数据管理系统处 理存储的数据。 传统d d s 中一般仅通过数学模型等方法柬辅助决策，但由于现实生活中的很 多问题很难用纯粹的数学模型加以表示，因而具有较大的局限性。若能够将数学 模型与知识推理相结合，系统的适应面将大大拓宽。智能决策支持系统币是适应 这种要求，将人工智能、数据库与支持决策系统融为一体，更为理想的稿足了实 际决策工作中的需求。 从d s s 的逻辑结构看，可分为三库( 数掘库、模型库、知识库) ，四库( 数掘 库、模型库、知识库、方法库) ，血库( 数据库、模型库、知识库、方法库、文本 库) 等几种结构，图29 就是一种四库结构，这是一种较为常见的机构。 但在四库结构中，知识库可以看作事实+ 规则，若我们将事实移入数掘库，就 岛投单事会管理决策信息系统世计j j 实现 第一幸c b m d i s 的构造o j 系统结构 可将知识库简化为规则库。而模型实际上可以看作规则+ 方法，因而也可以用规则 库柬代替模型库。这样，传统的四库结构就简化为另一种三库结构( 数据库、规 则库、方法库) ，从而使得各部分功能相对独立，也在一定程度上消除了系统功能 上的冗余。c b m d i s 就是建立在这种体系结构上。 根据c b m d i s 的特点，系统主要包括人员信息处理，董事会政策管理、事件 生成器、董事会结构变更管理等模块。如图2 1 0 所示。 图2 1 0c b m d i s 的基本结构 董事会成员信息主要包括董事的自然信息和影响其待遇的信息。董事的自然 信息包括董事的姓名、性别、工作单位等信息。这些信息不影响董事的福利待遇。 影响待遇的信息非常复杂，除了学历、职务职称、考核情况、捐款情况等常见信 息外，还有许多影喇待遇的信息如职业等。 董事会的管理政策是c b m d i s 的关键信息，它是确定和变更董事待遇的依掘。 其特点是复杂性较高、时念性强。不同时期的管理政策是不尽相同的。我们采用 知识库技术，根掘管理政策的特点提出了一种适合管理政策表达的知识表示方式。 事件是指发生董事待遇变更的动作。事件生成器是一个推理机制，根掘董事 信息的变动情况和管理政策生成一系列产生待遇变更的“指令”。 如枝芾事会管理决策竹包系统啦计ij 实现 第一市c b m d i s 的构造j 系统结构 上报模块生成有关报表和文件并上报上级主管单位审批，并在上级审批完成 后确认审批盘，完成下级的变更工作。 2 3c b m d i s 主要功能模块 系统的主要功能模块包括：信息采集模块、待遇调整模块、信息交换模块、 系统维护模块、查询统计模块等几个部分。 系统的功能总框图如图21 1 所示。 图2 1 lc b m d i s 的系统功能总框图 1 信息采集模块 信息采集模块主要负责将原董事成员和新吸收的董事人员的各类信息采集进 来，最重要的是，它负责根据这些信息以及相关的管理政策确定给出该人员历年 柬的待遇记录和现在应给予的享受待遇。实际上该模块相当于传统四库结构中的 模型库。我们为了使整个系统的结构更庸晰，各个部分的功能更加独立，将这个 模块的功能分散到规则库和方法库中，通过触发相应的事件，调用规则和方法束 实现原由模型库的功能。这部分由于设计到各种历史信息，因而事件的调度也最 为复杂，但我们把这部分的工作交给事件处理器处理。其模块功能如图2 1 2 所示。 南杖单事会管理决策竹息系统设计o j 实现 第一审c b m d i s 的构造j 系统铝构 图2 1 2 信息采集模块功能 2 待遇调整模块 待遇调整模块主要用于针对考核、职务变动等各项可能引起董事待遇变动的触 发条件作处理。和信息模块一样，它也要调用规则以及方法束实现。其模块功能 如图 图2 1 3 待遇调整模块功能 岛校莆事会管理决策信甚系统6 计j 实现 第一章c b m d i s 的构造o j 系统绵构 3 信息交换模块 信息交换模块包括董事会信息上报，个别人员信息上报、确认信息上报接受 以及一些特定的信息传送功能。这部分重要负责在上级单位和下级单位之间传递 信息。其模块功能如图2 1 4 所示。 图2 1 4 信息交换模块功能 4 系统维护模块 系统维护模块主要是对系统数据库进行维护，包括数据库的备份、恢复、修 复工作，以及对代码表和标准表的维护。其模块功能如图2 1 5 所示。 图2 1 5 信息维护模块功能 9 商投莆事会管理决策信巨系统砹计1 j 实现 第一辛c b m d i s 的构造o j 系统站构 5 查询统计模块 查询统计模块就是实现r 常的信息查询以及打印统计报表等功能。其模块功能 如图2 1 2 4 小结 图2 1 6 信息查询模块功能 本章研究了决策支持系统的有关技术，并给出了c b m d i s 的三库结构 数掘库 ( 包括时序数据库和主动数掘库两类) 、规则库、方法库) ，这一体系结构从具体 应用出发，并且考虑到实际的问题可以使c b m d i s 各个部分功能相对独立，也在 一定程度上消除了系统功能上的冗余。此外我们还研究分析了c b m d i s 的基本系 统结构及其主要的功能模块。 确校带事会管理决策竹甚系统世计j 实现 第二帝c b m d i s 中的时态知识数据库投术 第三章c b m d i s 中的时态知识数据库技术 在第一章我们分析了在c b m d i s 中，由于董事地域问题、时段问题是客观存 在的，因此，我们在此系统中不得不关心时念性和主动性问题。下面就时念性的 相关问题作些描述。 3 1c b m d i s 的时态性 高校董事会的待遇政策具有复杂性、地域性和时间性等主要特点。高校董事 会管理决策支持系统的一大重要特点是根掘用户输入的人员信息重视该人员自参 加工作以束的待遇变动历程，以确保待遇确定的正确性。影响待遇变动的信息主 要包括：参加捐款数额、学历、职务级别、任职时间、考核结果、奖励及处分等。 在一般的人工智能系统中，知识只有好知识与坏知识之分，好知识是当前正 确的知识，根据好知识可以推理出正确的结果，而根据坏知识推理出束的结果则 是不正确的。作为高校董事会管理决策信息系统最重要的知识待遇政策，其 本身则没有好坏之分，每一条待遇政策在某个特定的时期里都是正确的。当某条 待遇政策被终止使用时，并非意味着该政策是错误的，而仅仅说明该政策以后不 再适用，但在其生命周期中，它仍然是有效的。 例如，待遇政策中“两年优晋升”的政策。该政策在2 0 0 4 年以前的描述是这 样的：人员连续两年考核优秀，或某年考核优秀有“一年优”标志，待遇档次允 许晋升一档，考核结果有效年份从下年算起，但连续两次晋升之间必须相隔两年 以上。在2 0 0 4 年以后的描述则改为：连续两次晋升之间必须相隔四年以上。举例 说明，人员a 从1 9 9 9 年到2 0 0 5 年的考核均为优秀，则他可以分别在2 0 0 1 年和 2 0 0 2 年执行一次待遇档次晋升，而不允许在2 0 0 6 年执行档次晋升，j 下是由于2 0 0 4 年以后的待遇政策规定，2 0 0 4 年与2 0 0 6 年之问并未相隔四年以上，因此不能进行 晋升。可见，同样的一条待遇政策，在不同的时期必须执行的操作是不同的，这 就为工资政策打下了深深的时l 丑j 烙印。 因此，待遇政策具有时态性，这与普通的知识是截然不同的。在不同时期需 要使用相应的待遇政策，这样月能保证待遇确定的下确性。 在高校董事会管理决策信息系统中，除了待遇政策具有时念性之外，在待遇 确定过程中产生的人员工资历史纪录同样具有时态性。以人员a 的待遇纪录为例， 确投带事会管理决策信甚系统设计j 实现笫二审c b m d i s 中的时杏知识数据库技术 a 在2 0 0 0 年7 月参加董事会，2 0 0 3 年7 月转j 下定级为董事，2 0 0 4 年3 月破聘为 常务董事，历年考核结果均为合格，则该人员自1 9 9 9 年至2 0 0 5 年的待遇历史纪 录如表3 1 所示： 表3 1 人员a 的待遇历史纪录 职务待遇待遇档次变动原因执行时间 董事 2 转正定级 2 0 0 0 7 董事 3 止常晋升 2 0 0 3 j o 常务董事 2 职务晋升2 0 0 4 ，3 常务董事 了 正常晋升 2 0 0 5 1 0 上表记录了该人员自参加工作以束的待遇变动历程，其时态性是显而易见的。 3 2 时态知识模型 3 2 - 1 时态规则的形式化表示 目标 1 每个规则由若干条件动作序列组成，而每个条件动作序列可以有一个条件 和若干动作 2 规则内部可以实现跳转( 通过条件i d 和动作i d ) ，但不允许在规则之间跳转 实现 考虐到系统的可维护性和安全性，以及待遇规则的稳定性，规则的参数通常 使用局部变量的形式实现，并尽可能地在规则的过程调用参数表中采用值传递而 非地址传递的参数传递方式。另外配合使用少量的全局变量，以减少中间结果的 存取时间，提高系统效率，全局变量用全局参数( 参数i d ，参数名，参数说明? 是 否定义数据类型) 说明。 利用表存储较为规范，不同的功能单元破分别存放，程序实现较为简单；如 利用脚本存储则较为灵活，需要规则生成器和规则解释器的支持，但可以定义更 复杂的规则。 1 表实现方案 关键的表包括规则表、条件表达式表和动作表： 规则表( 规则i d ，规则名，规则说明，起始条件表达式，规9 1 i j 生命周期) 硒梭母靠会管理决策信息系统世升j 实现第二章c b m d i s 中的时态知识数据库投术 表3 2 规则表 起始条f | 规则i d规则名规则说明规则生命周期 表达式 r 】止常晋升用丁处理考核缶与果引起的止常背升 c 1 f 2 0 0 0 1 0 ，n o w 】 r 2 越级晋升删丁处理考核结果引起的越级 c 2 2 0 0 0 1 0 ，2 0 0 5 1 2 】 条件表达式表( 条件i d ，条件，t h e n ，e l s e ) 。条件表达表中的t h e n 和 e l s e 字段不仅可以存放动作i d ，还可以存放条件i d ，以实现同一规则内的跳转， 当t h e n 或e l s e 字段值为n u l l 时，表示规则执行到此可结束。系统可以通过 该i d 的命名规则判断诙i d 是条件i d 还是动作i d ( 条件i d 以字母c 丌头，动作 i d 以字母a 开头) 。 表3 3 条件表达式表 条件i d条件 t h e ne l s e c 1t r u ea la 2 c 2t r u ec 3c 1 c 3t r u ea 3n u l l 动作表( 动作i d ，动作，n e x t ) 。动作表中的n e x t 字段用于存放动作i d 和条件l d ，以保证规则的连续性，当该字段值为n u l l 时规则终止。考虑到我们 需要频繁地查询数据库以获取某些人员的状念值，或者需要在标准表和代码表中 查找某些工资标准和代码，我们创建了一个子动作库。 表3 4 动作表 动作i d 动作 n e x t a l 进行人员眇各晋升处理 a 4 a 2 进行人员转止定级处理 n u l l a 3 进 丁人员止常晋升处理 c 2 下面我们以人员越级晋升为简单说明这一方案的规则执行过程。越级晋升规 则各相关表如下所示： 舳校_ 睁事会管理决策信思系统设计j 实现第二审c b m d | s 中的时态知识数捌库技术 表3 5 越级晋升规则表 起始条f ，i 规则i d规则名规则说明规则生命周期 表丛式 川丁处理2 0 0 3 年以前考核结果引 r 1 越级晋升 c 1 【1 9 9 8 1 0 ，2 0 0 3 1 2 】 起的越级晋升