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哈尔滨工程大学硕十学位论文 摘要 决策支持系统( d e c i s i o n s u p p o r ts y s t e m ，简称d s s ) 是计算机管理信息 系统( m a n a g e m e n ti n f o r m a t i o ns y s t e m ，简称m t s ) 发展的崭新阶段。d s s 为管理者和决策者提供信息，帮助其做出重大决策，以提高决策的科学性， 有着越来越广阔的发展前景。 为了提高决策水平，在激烈的竞争中求得生存和发展，许多企业都对决 策支持系统进行了不同程度的开发。但随着技术的发展和应用的同益普及， 现有决策支持系统所面临的问题已经极大地限制了决策支持系统的开发和应 用，现有d s s 开发方法已经不能满足经济、技术发展对d s s 提出的新要求。 因此，迫切需要寻求一种新的、更有效的d s s 设计与开发方法。 针对这种现状，本文在对d s s 中存在的问题及c o m 组件技术进行深入 研究的基础上，通过对d s s 模型与结构级组件的对比，找出了d s s 模型与 组件对象的共同点，论证了将组件技术应用于d s s 模型设计与实现的可行 性，提出了基于c o m 的d s s 模型库设计方案。该方案可以有效地解决d s s 开发中存在的诸多问题，满足d s s 在可重用性、可扩充性及分布式应用等方 面的要求，是一种可行的d s s 开发方案。 为了使用c o m 组件快速地搭建决策支持系统，使基于c o m 的d s s 设 计方案得到广泛应用，本文通过对决策支持系统中最常用的线性规划模型的 分析，实现了一个基于c o m 的线性规划模型组件，在此基础上，进一步提 出并论证了建立第三方决策模型组件库的方案。第三方决策模型组件库的建 立将模型重用推向了一个更广阔的范围，避免了模型重复开发，减少了浪费， 为d s s 模型开发走向专业化、产业化、商业化道路提供了新思路，提高了软 件工业化生产的效率，有利于d s s 的进一步发展。 本文最后通过对商业企业经营活动的分析，围绕商业企业商品流通中迸、 销、存三个环节，建立了相应的决策模型，并应用本文提出的第三方决策模 型组件库的方案，构建了一个基于c o m 的商业决策支持系统。 关键词：决策支持系统：组件技术；c o m ；第三方决策模型组件库 哈尔滨工程大学硕士学位论文 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 s s ) i st h el a t e s td e v e l o p m e n to f m a n a g e m e n t i n f o r m a t i o n s y s t e m ( m i s ) a n db o a s t si n c r e a s i n g l yg r e a tp o t e n t i a l s d s s c a n p r o v i d em a n a g e m e n tp e r s o n n e la n dd e c i s i o n - m a k e r sw i t hp r o c e s s e di n f o r m a t i o n ， h e l p i n gt h e m m a k e m a j o r d e c i s i o n sw i t hm o r e f e a s i b i l i t y a sa ne f f o r tt oi m p r o v et h ee f f i c i e n c yo ra b i l i t yo f d e c i s i o n m a k i n ga n dt o s u r v i v ea n dt h r i v ei ni n t e n s ec o m p e t i t i o n s ，m a n y e n t e r p r i s e sh a v ep u tc o n s i d e r a b l e t i m ea n d e n e r g yi n t od s sd e v e l o p m e n t h o w e v e r ，t h ee x i s t e n tp r o b l e m sp l a g u i n g d s sh a v ep r o v e dt ob ea no b s t a c l et ot h ed e v e l o p m e n ta n di m p l e m e n t a t i o no f d s s t h ec u r r e n tm e t h o d sf o rd e v e l o p i n gd s sa r en o ta b l et om e e tt h ed e m a n d s p r o p o s e db yt h er a p i d l yd e v e l o p i n ge c o n o m ya n dt e c h n o l o g y t h e r e f o r e ，an e w a n dm o r ee f f e c t i v em e t h o di si nn e e df o r d e s i g n i n ga n dd e v e l o p i n g d s s b a s e do n i n d e p t hs t u d y o ft h ee x i s t e n t p r o b l e m s i nd s sa n dc o m c o m p o n e n tt e c h n o l o g y ，a n dt h r o u g hc o m p a r i s o no f d s s m o d e la n ds t r u c t u r e l e v e l c o m p o n e n t s ，t h i sc u r r e n tt h e s i si d e n t i f i e st h es h a r e dc h a r a c t e r i s t i c sb e t w e e nd s s m o d e la n dc o m p o n e n t o b j e c t s ，p r o v e st h ef e a s i b i l i t yo fa p p l i c a t i o no fc o m p o n e n t t e c h n o l o g y t ot h ed e s i g na n di m p l e m e n t a t i o no f d s sm o d e l t h i st h e s i sp r o p o s e s a d e s i g np l a nf o rd s s m o d e lb a s e do nc o mt h a tw i l le f f e c t i v e l ys o l v em a n yo f t h e p r o b l e m s i n d e v e l o p i n g d s s t h i sd e s i g n p l a nt a k e s i n t oc o n s i d e r a t i o n r e u s a b i l i t y , e x p a n d a b i l i t y a n dd i s t r i b u t i v e a p p l i c a b i l i t y ，w h i c h e n s u r e si t s f e a s i b i l i t y a sd e v e l o p m e n t a l p l a n i no r d e rt oe f f i c i e n t l yc o n s t r u c td s sw i mc o m c o m p o n e n t ss oa st oe n s u r e t h ew i d eu s eo fc o m b a s e dd s s d e s i g np l a n ，t h i st h e s i sr e a l i z e sl i n e a r - s t r u c t u r e d m o d e l c o m p o n e n t ，o n t h e b a s i s o f w h i c hap l a n i s p r e s e n t e d f o rc o n s t r u c t i n g a t h i r d p a r t yd s s m o d e lc o m p o n e n tb a s e t h ec o n s t r u c t i o no ft h et h i r d - p a r t yd s s m o d e lc o m p o n e n tb a s ei n c r e a s e st h e r e u s a b i l i t y o ft h e m o d e l ，e l i m i n a t i n g r e p e a t e dd e v e l o p m e n to ft h em o d e la n dr e d u c i n gt h ew a s t eo fr e s o u r c e s t h i s c o m p o n e n t b a s ep r o v i d e sal i n eo f t h o u g h tf o rt h es p e c i a l i z a t i o n ，i n d u s t r i a l i z a t i o n 哈尔滨t 程大学硕士学位论文 a n dc o m m e r c i a l i z a t i o no fd s sm o d e ld e v e l o p m e n tt h a ti sc o n d u c i v et 0f u r t h e r d e v e l o p m e n to f d s sb yi m p r o v i n gt h ee f f i c i e n c yo fi n d u s t r i a l i z e dp r o d u c t i o no f s o f t w a r e f i n a l l y , t h i s t h e s i sc o n s t r u c t sac o m - b a s e dc o m m e r c i a ld s s ，b a s e do n a n a l y s i so fb u s i n e s sa c t i v i t i e so f c o m m e r c i a le n t e r p r i s e st h a tc e n t e ro nt h et h r e e s t a g e s o f p r o c u r e m e n t ，s a l e a n ds t o c k i n c o n s t r u c t i n g s u c ha d s s ，a c o r r e s p o n d i n gd e c i s i o n m a k i n gm o d e li s b u i l ta n dt h e t l i r d p a r t yd s sm o d e l c o m p o n e n t b a s e p r o p o s e d e a r l i e ri nt h et h e s i si se m p l o y e d k e yw o r d s ：d e c i s i o ns u p p o r ts y s t e m ；c o m p o n e n tt e c h n o l o g y ；c o m ：t h i r d p a r t yd e c i s i o n m a k i n g m o d e l c o m p o n e n t b a s e 哈尔滨工程大学 学位论文原创性声明 本人郑重声明：本论文的所有工作，是在导师的指导下， 由作者本人独立完成的。有关观点、方法、数据和文献等的 引用已在文中指出，并与参考文献相对应。除文中已经注明 引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经公开 发表的作品成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体， 均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律 结果由本人承担。 作者( 签名) ：厶翌盈墼 日 期：硼年月。e t 哈尔滨工程大学硕士学位论文 第1 章绪论 1 1 本文选题的背景与意义 决策支持系统( d s s ) 是伴随着管理信息系统( m i s ) 的发展而提出来 的一种更高级的管理信息系统。随着m i s 应用的逐渐普及，其固有的局限性 逐渐显露出来：m 1 s 侧重于基本的事务处理，是从管理已有的数据出发，而 不是立足于管理人员的决策需求。 基本事务处理工作对企业而言固然重要，但对一个企业发展的效益并不 明显。随着全球性竞争格局的形成及现代信息技术的发展，商业企业所处的 外部生存环境和商业企业内部都随之发生了诸多变化，这些变化大大加剧了 商业企业之间的竞争。越来越多的企业认识到正确及时的决策是企业生存和 发展的关键所在uj 。充分利用现代信息技术，为企业决策提供快速准确的决 策支持，已成为大多数成功企业的共识，从而产生了对决策支持系统的应用 需求，也为决策支持系统的开发提供了广阔的市场，开辟了美好的发展前景。 近年来，世界上许多企业、组织和科研单位对d s s 的开发和应用工作都 在积极展开。但是，目前国内d s s 的开发中还存在着许多问题，严重阻碍了 d s s 的发展和应用。在决策支持系统的开发中，模型库系统是其中极其重要 的部分，在决策过程中起着不可替代的作用，其设计与实现对于d s s 的功能 与性能起着决定性的作用，是系统成败的关键。随着i n t e m e t 等技术的普及 和发展，用于决策的信息量急剧增加，信息的获取也越来越方便、迅速。相 应地，在决策支持系统( d s s ) 中，用于决策的各种新模型不断涌现，一些旧的 模型也需要修改以适应新的情况。模型使用基于静态函数库( s t a t i cl i b r a r y ) 的系统往往可扩充性较差，难以在决策支持系统开发完毕后增加新的模型j 。 目前面向对象的模型管理虽然在可重用性、可扩展性方面有所支持，但也存 在着不足，特别是在分布式应用方面。此外，随着信息技术和网络技术的发 展，也对d s s 的开发提出了可重用、分布式应用及模型跨平台调用等新的要 l 哈尔滨工程大学硕士学位论文 求。 2 0 世纪9 0 年代中后期，组件技术的出现、成熟和发展，为d s s 的开发 提供了新的技术支持，可以很好地解决d s s 开发中存在的诸多问题。组件技 术是当今解决软件重用的最有效和最前沿的技术，许多公司和机构都在研究 基于组件的编程方法，并逐渐形成了几种组件技术规范，其中最重要的是 o m g 组织的c o r b a 和m i c r o s o f t 公司的c o m d c o m i j j 。这些技术规范以 其可扩充性、可移植性、对分布式应用的支持及在i n t e r n e t 上的广泛应用为 d s s 的开发注人了新的活力。将组件技术引入决策支持系统的开发符合当前 软件业的发展需要，是一种理想的建构软件的应用方案。 本文将组件技术引入d s s 模型库的设计，将决策模型组件化。一方面可 以有效地实现决策模型的移植和重用，实现不同语言和平台对模型组件的使 用，从而降低d s s 开发的难度和费用，缩短d s s 的开发周期，使我们能够 应用模型组件快速搭建决策支持系统，大大提高决策支持系统的开发效率； 另一方面采用可重用模型组件构建d s s 有利于提高d s s 的可维护性、可靠 性和可扩充性。此外，本文提出的建立第三方模型组件库的思想也为d s s 模 型开发走向专业化、产业化和商业化开辟了新的思路，有利于d s s 的进一步 发展。 1 2 国内外研究现状和发展方向 在国外，特别是工业发达的西方国家，决策支持系统已经进入实际应用 阶段，成为一种正规的、普遍使用的信息系统，其硬件和软件已商品化和通 用化。据有关资料统计，国外开发的d s s ，有2 3 是成功或部分成功的，主 要支持企业管理决策活动，不同程度地改善了决策者和信息决策工作人员的 素质和行为，为各级主管决策提供了科学的依据一j 。另据美国一家调研机构 的调查表明，2 0 世纪末3 4 的美国公司中将有2 0 的员工使用决策技术，1 3 的公司中将有6 0 的员工使用决策工具，8 6 的人认为企业对决策技术的投 资将会增加。”1 发达国家商业d s s 的研究与应用始于2 0 世纪8 0 年代，目前已研制和建 立了一批符合西方国情的有实用价值的商业d s s 。具有代表性的商业d s s 2 哈尔滨工程大学硕士学位论文 有【6 7 8 】： ( 1 ) 美国d & b 公司用l i g h ts h i p 决策支持系统开发工具开发的s m i s ( s a l ea n dm a r k e t i n gi n f o r m a t i o ns y s t e m ) 。 ( 2 ) 美国e x e e u e o ms y s t e m 公司研制的应用于合作计划、财务计划和销 售策略的d s s - i f p s 。 ( 3 ) 美国s o c i a ls y s t e mi n c 公司研制的一个辅助计划的商业d s s s i m p l a n 。 d s s 的理论和技术传人我国已近1 0 年，引起了学术界和企业界的高度 重视，已着手研究d s s 的理论和方法，并进行了d s s 系统开发和应用尝试， 开发出的产品绝大部分是专用的d s s ，或者是具有一定辅助决策功能的应用 软件系统。有的是一些部门专用的，还有的是为某项特殊用途而设计的。总 的来看，d s s 的商品化程度很低，其生成工具的实际应用面也很窄，且同样 没有商品化。商业d s s 的研究和应用几乎是一片空白，d s s 的大面积推广和 应用仍需旷日持久的努力。 目前我国在决策支持系统的研究和开发上还处于较低级的层次和水平， d s s 开发上存在着通用性和移植性差等诸多亟待解决的问题，d s s 软件几乎 不可重用，这大大限制了d s s 的开发和应用。 d s s 是一个融计算机技术、信息技术、人工智能、管理科学、决策科学 等学科和技术于一体的技术集成系统。在科学技术迅猛发展的今天，只要善 于把各种新技术同d s s 的应用、开发和使用原则结合在一起，这些技术都可 能为d s s 的发展开辟新的天地。 伴随着新技术的产生和发展，新一代d s s 正在迅速发展，并成为d s s 理论与应用研究的热点和发展方向。特别是网络技术、人工智能、o l a p 技 术、数据仓库、数据挖掘等技术的出现和发展，给d s s 注入了新的活力，为 开发应用更广泛、功能更强大的决策支持系统提供了所有可能的技术支持。 新一代d s s 已经发展到群决策支持系统( g d s s ) 、分布式决策支持系统 ( d d s s ) 、智能决策支持系统( i d s s ) 和基于数据仓库的决策支持系统。下 面对新一代d s s 研究现状简介如下： 从2 0 世纪8 0 年代早期开始，g d s s 技术在理论上的研究就已取得了令 人瞩目的进展，d e s a n c t i s 和g a l l u p e 在1 9 8 5 年就丌发了1 个g d s s 基本框 哈尔滨工程人学硕士学位论文 架，美国的波音公司、i b m 公司等已将g d s s 投入应用，获得了较好的效果。 然而，基于i n t e r n e t 的g d s s 研究在国外和国内都属新的研究内容p j 。 2 0 世纪8 0 年代，s c h e r 和t h o m a s ，及j a r k e 等人就开始了对d d s s 的研 究。s w a n s o n 将d d s s 定义为支持分布式决策的d s s ，并从分布式决策支持 的环境及策略方面对d d s s 的概念进行了探讨。 近年来，人工智能领域的研究发展很快，将人工智能( a i ) 、决策支持 系统( d s s ) 、数据挖掘( d m ) 、w e b 等技术与传统的商场计算机管理系统 结合起来的商业智能决策支持系统，实现了商业管理的集成化、智能化、网 络化和协调化。目前，在国外商业智能软件与o f f i c e 办公软件、浏览器一起 已经成为企业必不可少的桌面办公软件之一；而在我国，商业智能尚处于起 步阶段j 。 1 3 本文的主要工作 本文分析了决策支持系统开发中存在的问题及经济、技术发展对d s s 开 发提出的新要求，深入研究了基于组件的软件开发方法及组件对象模型c o m 的原理与应用。首先，通过研究我们看到，基于组件的软件开发方法可以很 好地满足d s s 开发中对于可重用性、可扩充性、可移植性以及分布式应用等 方面的要求。其次，通过对d s s 模型与结构级组件的比较，我们找到二者之 间的共同点，从而将组件技术引入d s s 设计中，将决策模型组件化，提出了 基于c o m 的d s s 模型库设计方案。 基于以上思想，本文通过对决策支持系统中最常用的线性规划模型的分 析，实现了一个基于c o m 的线性规划模型组件。在此基础上，进一步提出 并论证了建立第三方决策模型组件库的方案。 本文最后通过对商业企业经营活动的分析，围绕商业企业商品流通中 进、销、存三个主要环节，建立了相应的决策模型，并应用本文提出的第三 方决策模型组件库的方案，构建了一个基于c o m 的商业决策支持系统。 哈尔滨工程大学硕士学位论文 第2 章决策支持系统概述 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 ) 是在管理信息系统 ( m i s ) 和运筹学的理论基础上发展起来的一门适用于不同领域的、概念和 技术都是全新的信息系统发展分支。d s s 为管理者和决策者提供信息，帮助 其做出重大决策，以提高决策的科学性，有着越来越广阔的应用前景。 2 1 决策支持系统的产生与发展”2 1 ” 、 2 1 1 决策支持系统的产生 电子计算机问世不久就被应用于管理领域，人们主要用它进行数据处理 和编制报表，其目的是实现办公自动化，通常把这一类系统所涉及到的技术 称作电子数据处理e d p ( e l e c t r o n i c d a t a p r o c e s s ) 。e d p 把人们从繁琐的事务处 理中解脱出来，大大提高了工作效率。但是，任何一项数据处理都不是孤立 的，它必须与其他工作进行信息交换和资源共享，因此有必要对一个企业的 信息进行整体分析和系统设计，从而使整个工作协调一致。在这种情况下， 管理信息系统m i s ( m a n a g e m e n ti n f o r m a t i o ns y s t e m s ) 应运而生，使信息处理 技术进入了一个新的阶段，并迅速得到发展。 m i s 的主要功能是对管理信息进行收集、传送、存储、加工、维护和使 用。m i s 能实测企业的各种运行情况，为用户积累大量的数据信息，利用信 息控制企业行为，帮助企业实现其规划目标。因此，m i s 能把孤立的、零碎 的信息变成一个比较完整的、有组织的信息系统，不仅解决了信息存放的“冗 余”问题，而且大大提高了信息的效能。但是，m i s 只能帮助管理者对信息 作表面上的组织和管理，而不能把信息的内在规律更深刻的挖掘出来为决策 服务。于是人们期望一种新的用于管理的信息系统，它在某种程度上可以克 服上述缺点，为决策者提供一些切实可行的决策方案。 s 哈尔滨工程大学硕士学位论文 从7 0 年代中期k e e n 和s c o t tm o r t o n 创造了“决策支持系统( d s s ) ” 一词至今，作为用于管理的一种新型的计算机信息系统一d s s 已经得到了 迅速的发展，它已经成为系统【程、管理科学、人工智能等领域十分活跃的 研究课题。2 0 世纪7 0 年代末以来，与完成这一任务相关的学科都有了长足 的进步，已发展到完善地步的运筹学模型、数理统计方法及其软件的发展， 人工智能方面的知识表达技术、专家系统语言及智能用户界面的发展，小型、 高效率、廉价的微机工作站的出现以及数据库及其管理系统、图形专用软件、 各类软件开发工具等均为广泛的研制和应用d s s 提供了良好的技术准备和 物质准备。 2 1 2 决策支持系统的发展 d s s 是一个融计算机技术、信息技术、人工智能、管理科学、决策科学 等学科和技术于一体的技术集成系统。在科学技术迅猛发展的今天，只要善 于把各种新技术同d s s 的应用、开发和使用原则结合在一起，这些技术都将 为d s s 的发展开辟新的天地。 伴随着新技术的产生和发展，新一代d s s 正在迅速发展，并成为d s s 理论与应用研究的热点和发展方向。特别是网络技术、人工智能、o l a p 技 术、数据仓库、数据挖掘等技术的出现和发展，给d s s 注入了新的活力 1 5 j , 为开发应用更广泛、功能更强大的决策支持系统提供了所有可能的技术支持。 新一代d s s 已经发展到群决策支持系统( g d s s ) 、分布式决策支持系统 ( d d s s ) 、智能决策支持系统( i d s s ) 和基于数据仓库的决策支持系统。 2 1 3 d s s 与m i s 的关系 d s s 与m i s 既有本质区别，又有着紧密联系。二者的区别主要体现在- ( 1 ) m i s 是面向中层管理人员，为管理服务的系统；d s s 是面向高层 人员，为辅助决策服务的系统。 ( 2 ) m i s 是按事务功能( 如生产、销售) 综合各个事务处理的e d p ； d s s 则是通过多个模型的组合计算辅助决策。 6 哈尔滨工程大学硕士学位论文 ( 3 ) m i s 是以数据库系统为基础、以数据驱动的系统；d s s 是以模型 库系统为核心的、以模型驱动的系统。 ( 4 ) m i s 分析着重于系统的总体信息需求；而d s s 分析着重于决策者 的需求。 ( 5 ) m i s 追求的是效率；d s s 追求的是有效性及决策的正确性。 从上述对比可以看出，m i s 与d s s 的主要区别是设计思想和工作对象的 差别，它们体现了人们对信息处理工作的逐步深入的认识过程，是计算机技 术应用于管理活动中的两个不同的发展阶段。但是，二者又是相辅相成、密 不可分的。m i s 收集、存储组织机构所提供的大量基础信息是d s s 工作的基 础，而d s s 能使m i s 组织和保存的信息真正发挥作用。如果没有集中地完 成基础数据管理工作的部分，各种类型的d s s 功能就会成为无源之水、无本 之木。因此，d s s 开发中不应抛弃m i s ，而应建立在m i s 的基础上，这样才 能够真正有效的满足系统的各种信息需求。 2 2 决策支持系统概述 2 2 1 决策与决策类型 决策是人们为了达到某种目的而进行的有意识的、有选择的行动。在一 定的人力、设备、材料、技术、资金和时间因素的制约下，人们为实现特定 的目标，而从多种可供选择的策略中做出决断，以求获得满意效果的过程就 是决策的过程。这个过程是一个提出问题、分析问题、解决问题的过程。 l a s i m o n 将决策问题分为结构化决策和非结构化决策。目前学术界公 认的提法是将决策问题按其结构化程度分为结构化决策、半结构化决策和非 结构化决策”。 所谓结构化决策，是指决策过程能够用明确的语言和模型加以说明或描 述，并可依据一定的决策规则或通用模型实现其决策过程的基本自动化。结 构化决策问题是一种确定型的决策问题，所有决策方案都是已知的，所有的 决策规则也是明确的。解决问题的关键是如何准确、及时、高效地做出决策。 7 哈尔滨工程大学硕士学位论文 一般结构化决策问题都可以用决策目标、选择标准( 原则) 和输入与输出间 关系的表达式表达清楚。 所谓非结构化决策，就是预先没有确定的决策规则，决策目标和实现目 标的影响因素之间的关系不明确，一般也没有与决策目标有明显关系的行动 方案。对于这类决策问题，一般采用非程序化的决策方法进行决策，决策者 的主观因素对各个阶段的决策效果有较大影响。这类决策问题一般有以下几 种情况：引起决策的事件是突发性的。决策问题的因果关系太复杂，不 易了解清楚。决策过程所依赖的环境条件变化太快，无法掌握决策规则。 未出现过的新问题。对这类决策问题，决策支持只能协助收集、存储数据， 提供可用于分析问题的信息，由决策者根据经验去进行判断和决策。 所谓半结构化决策，兼有结构化决策和非结构化决策的特点，表现为对 决策问题有所分析但不确切，对决策规则有所了解但不完整，对决策的后果 有所估计但不肯定。这类决策问题通常位于组织中的高管理层。半结构化的 决策问题一般具体表现出如下情况：决策的目标只具有方向性，尚不明确。 评价决策目标的定量标准尚待确定。影响决策目标的因素范围边界不清 楚，所需的信息也不完全。已有的信息所反映的影响因素对决策目标的影 响关系不确切，不能完全定量分析，无法准确地描述出影响因素与决策目标 间的数学表达式。 决策支持系统是以人机交互的方式，辅助决策者利用数据和模型解决上 述半结构化或非结构化决策问题的计算机辅助决策系统，其重点在于“支持”， 所追求的目标是提高决策效果而不是以提高工作效率为目的的决策自动化。 2 2 2 d s s 的定义 2 0 世纪7 0 年代初，美国的m s s c o t tm o r t o n 教授在管理决策系统 一文中首先提出了d s s 的概念。但由于人们对d s s 的认识不完全相同，至 今学术界还没有一致公认的d s s 定义”“。 b o n c z e k 将d s s 定义为是一个包括有关问题领域内的知识系统( 简称 k s ) 、能接收与描述所处理问题的语言系统( 简称l s ) 以及利用k s 和l s 来解决具体管理任务的问题处理系统( 简称p p s ) 等三个部分组成的计算机 r 哈尔滨工程大学硕士学位论文 信息系统。k e e n 和s c o t tm o r t o n 给出的定义强调d s s 着眼于管理者的决策行 为与需要，同时要扩展他们的能力，其目的在于，在半结构化决策中辅助管 理者而不是代替管理者进行决策，从而改善决策的效果而不是效率。 国内学者将决策支持系统定义为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【1 8 1 。 尽管d s s 的定义难以统一，但我们可以从其特征来把握d s s 的概念。 大多数观点认为，d s s 应具有以下特征： ( 1 ) 系统的主要功能是为管理人员提供决策支持，其目的是帮助管理 人员进行决策而不是替代他们，是为了提高决策的效能而不是组织的管理效 率； ( 2 ) 把传统数据管理技术与有关的模型技术、分析技术相结合； ( 3 ) 系统应具有很强的灵活性、适应性，便于用户使用。 2 2 3 决策支持系统的结构“8 ，”2 阳 1 9 8 0 年s p r a q u e 提出的三部件结构被广泛接受。如图2 1 所示，d s s 由 三个部件组成，即对话部件( 人机交互系统) ，数据部件( 数据库管理系统和 数据库) ，模型部件( 模型库管理系统和模型库) 。 用户 图2 1d s s 的三部件结构图 9 哈尔滨工程大学硕士学位论文 ( 1 ) 人机对话部件 人机对话部件的功能主要体现在两个方面。第一，人机对话部件是d s s 与用户问的交互接口。用户通过此部件输入必要的数据和控制信息，并得到 结果和反馈信息。第二，人机对话部件负责控制决策支持主体过程，它控制 数据访问、组织模型运行，调用数据部件和模型部件完成决策。这就意味着 要将人机交互、数据处理、模型调用等多种功能集成到同一部件中实现，因 此该部件的实现有一定难度，是d s s 的关键技术之一。 ( 2 ) 数据部件 数据部件是d s s 的一个最基本的部件，由数据库和数据库管理系统组成。 数据部件技术已趋于成熟，无论是数据库的设计，还是数据库管理系统的实 现，都有有效的方法或产品可用。 ( 3 ) 模型部件 一般来讲，模型部件是d s s 中最关键的部件。这是因为，模型部件的设 计与实现对于d s s 的功能与性能起着决定性的作用。 同时，模型部件也是d s s 开发中最有难度的部分。尽管经过多年发展， 模型库技术仍远未成熟。模型如何表示，模型库如何组织，模型库管理系统 提供哪些模型管理的功能等问题，在研究界都没有定论。现就模型部件涉及 到的基本概念及模型库和方法库的关系概述如下： 模型库 所谓模型，是对客观世界事物的抽象与描述，是分析客观事物行为的有 力工具。模型部件中，模型库用于存放以某种计算机程序形式表示的模型， 其中数学模型是辅助决策中使用最广泛的模型。模型库一般由模型字典和模 型文件库两部分组成。 模型字典是模型文件的索引，d s s 通过查询字典获得对模型的引用。字 典的组织结构一般有文本形式、菜单形式和数据库形式。其中数据库形式是 较常用的一种，每个模型的相关信息作为一条数据记录存储在数据库中。这 样，通过数据库访问操作就可以实现对模型的查询和对模型增加、删除、修 改的管理。 模型文件库是模型库的主体。目前的d s s 中，模型大多以程序( 包括源 程序和目标程序) 或数据文件的形式表示和存储，另外，每个模型往往还要 1 0 哈尔滨工程大学硕士学位论文 有一个用于说明的文本文件或数据文件。对模型的组织管理就是通过对这些 文件的组织管理实现的。如何存储以及如何调用模型文件是模型文件库的关 键问题。模型文件的存储一般都是在操作系统提供的文件管理基础上完成的。 在调用模型文件时，一般先通过模型字典找到模型文件在操作系统中的存储 路径，然后，找到该模型，并完成调用。 模型库管理系统 模型库管理系统( m b m s ) 经历了三个发展阶段：程序文件系统，模型 软件包，模型库管理系统。 模型库管理系统具有两方面功能：一是类似于数据库管理系统的静态管 理功能。由于模型库分为模型字典和模型文件库两部分，m b m s 的静态管理 功能主要是在增加、删除、修改模型时，维护模型字典和模型文件的一致性， 并提供模型查询功能；二是模型的动态( 运行) 管理功能，主要是控制模型 的运行并负责模型部件和数据部件之间的交互。 模型库和方法库的统一 某些研究观点认为d s s 的结构中还包括方法库及方法库管理系统。方法 库由基本方法和标准算法组成，为模型提供基本模块和程序。本文同意将模 型库和方法库统一到模型库的观点，理由如下： 第一，模型和方法虽有不同，但只是形式上的不同，在本质上它们是同 一问题的两个侧面。从宏观上，可以把模型和方法统一看成是模型。第二， 模型库和方法库都存在时，不但增添了各自库管理系统的工作，而且两库之 间的接口也加大了系统的复杂度。因此，除非对于某些特殊需要，一般应把 模型库和方法库统一到模型库当中去。 2 3 现有d s s 所面临的问题 d s s 技术虽然已经有了广泛的应用，但仍然不很成熟。一方面，在d s s 的开发和应用中暴露出很多问题；另一方面，计算机技术的发展、尤其是网 络技术的发展对d s s 提出许多新要求。以下将就这两方面分别进行阐述。 ( 1 ) d s s 所面临的问题主要有以下几点： 目前国内开发的d s s 模型粒度较大，往往是可执行文件，模型间的 1 1 哈尔滨工程大学硕士学位论文 通讯一般是通过数据文件或公共通讯区的形式进行的，因而模型的运行效率 极低，模型组合也很困难。 一些基于静态函数库的系统可扩充性较差，难以在d s s 开发完毕后 增加新的模型和知识。 d s s 开发上存在着通用性和移植性差等问题，d s s 的商品化程度很 低，d s s 软件几乎不可重用。 由于技术上的困难，导致d s s 开发费用大、时间长，使系统的适应 性受到限制。 以上原因都极大地限制了d s s 的发展和广泛应用。 ( 2 ) 随着信息技术和网络技术的发展，决策支持系统越来越多地应用 于分布式网络环境中，这就给d s s 提出了新的要求： 要求d s s 模型系统应具有可靠性、安全性、可共享以及可重用性。 必须解决应用模型程序的跨平台调用通讯问题。 2 4 本章小结 本章对决策支持系统( d s s ) 的基本知识做了概要性介绍。 首先，介绍了d s s 的产生与发展。d s s 是管理信息系统发展的一个崭新 阶段。d s s 与m i s 关系的分析为基于m i s 平台设计c d s s 提供了理论依据。 其次，介绍了决策的分类、d s s 的定义与结构。目前，学术界公认的提 法是将决策问题按其结构化程度分为结构化决策，半结构化决策和非结构化 决策。d s s 是以支持半结构化和非结构化决策为特征的辅助决策支持系统， 其目的是提高决策的效能。d s s 由对话部件、数据部件和模型部件三个部件 组成，其中模型部件是d s s 中最关键的部件，其设计关系到系统的成败。 最后，分析了现有d s s 所面临的问题，主要表现在可重用性、可扩充性、 通用性、可移植性及分布式应用等问题上。 哈尔滨工程大学硕士学位沦文 3 1 引言 第3 章基于组件的软件开发方法 随着我国经济的快速发展，在教育、科技、文化、商业、财务、金融甚 至国防战线，管理信息化都是不可遏止的潮流，因而对软件的需求会越来越 大，对软件的安全性和质量的要求也越来越高。而现在的软件开发中，特别 是以数据库为中心的管理信息系统的开发中表现出很多问题：具体业务的规 则繁多；数据量大；开发周期长；代码的可维护性差；重复开发多。特别是 重复开发，使得资源被极大浪费，这就提出了第一个问题，要求软件可重用； 另一一方面，现在管理信息系统大多是通过网络进行连接的，这就提出了第二 个问题，要求应用是分布式的。 为了解决上述两个问题，很多公司和机构都在面向对象技术的基础之 上，研究基于组件的编程方法，并逐渐形成了几种组件技术规范。其中普遍 被产业界接受的是o m g 组织的c o r b a ( 公共对象请求代理结构) 和 m i c r o s o f t 公司的c o m d c o m ( 组件对象模型分布式组件对象模型) ，它们 都具有如下特点：以对象部件作为提供服务的基础；支持客户服务器工作模 式；语言中立。遵循组件技术规范实现的组件，既可以有效地实现软件的重 用又可以满足软件的分布式需求。 3 2 软件重用方法概述 从结构化程序设计语言到面向对象程序设计语言，人们一直在寻求解决 软件重用和维护的更好的软件编写模式。结构化程序设计通过编写能重复调 用的子程序减少了代码的编写量，经过测试的子程序，也降低了维护的难度。 但这种程序设计方法，可复用的模块小，耦合关系复杂，当程序代码量达到 一定程度后，维护变得极其困难。 1 3 哈尔滨工程大学硕士学位论文 面向对象的程序设计语言，以更符合客观世界的实体对象的概念，提供 了封装性、继承性和多态性，将软件的可重用性和可维护性向前迈进了一大 步。但纯面向对象方法的可重用性是代码级的共享，所有的程序资源只能以 源代码的形式加入到自己的工程中，需要重新编译和装配“。使用不同语言 开发的代码就比较难以重用。再者，虽然象c + + 这一类的面向对象编程语言 可以在不同的平台上移植，解决了硬件平台无关性的问题，但由于还存在不 同的操作系统，而对象又往往要用到操作系统提供的一些服务，所以很难跨 越操作系统的鸿沟。另外，对于可重用的代码，也只能是由一些专业人员使 用，难度比较高。所以纯面向对象方法难以做到真正意义上的共享。 基于组件的软件开发方法是建立在面向对象方法基础之上的，可以让可 重用的部件以二进制的形式存在。这样，重用组件的时候，不用把它的源代 码包括进自己的工程而只需通过某种机制使用这个组件，从而较好地弥补了 纯面向对象方法的缺陷。组件技术来源于软件重用，所谓软件重用就是利用 已有的软件成分来构造新的软件。软件重用可以减少软件开发所需的费用和 时间，而且有利于提高软件的可维护性和可靠性，基于组件的软件开发方法 是目前发展最快的软件重用方式，被称为是一种社会化的软件开发方法，在 整个软件工业界得到了迅速应用。 3 3 组件技术简介 3 3 1 组件模型 组件技术的核心是组件模型，它定义了组件的基本体系结构、组件接口 的结构、组件问及组件与容器相互作用的机制等。利用组件模型规范说明， 组件开发人员开发那些实现了应用系统逻辑的组件，而应用系统开发人员则 把这些预先开发好的组件组合成应用系统，这些应用系统也可以作为新的组 件。 4 哈尔滨上程大学硕士学位论文 3 3 2 组件技术的优点。2 组件技术是当前解决软件重用的最有效和最前沿的技术，有以下两个主 要特征： ( 1 ) 组件之间可以在二进制级别上进行集成和重用。 ( 2 ) 组件必须被独立地开发、调试、配置和维护，与环境和上下文无 关体现了组件的封装特性。 组件技术的以上两个特点代表了这种技术的先进性和优越性。例如，一 般的应用系统在升级版本时，往往用新的软件模块全部替换老的程序模块， 因此，升级意味着全部更新，而采用了组件化的软件模型，每一个组件都可 以在不影响其它组件的情况下被修改，当系统的外界软硬件环境发生变化或 者用户的需求有所更改时，并不需要对所有的组件进行修改，而只需对受影 响的组件进行修改，然后重新组合得到新的升级软件，这使得应用程序可以 随时间向前进化，图3 1 体现了这样一个升级过程。 图3 - 1 组件化应用程序的一种升级示例 应用组件技术还可以在分布式应用方面获益。在将已有应用程序转化成 分布式应用程序时，若程序是由组件组装成的，转化过程将会简单得多。首 先，应用程序已经被划分成可以位于远地的各个功能部分；其次，由于任一