专家与决策支持系统第一章.ppt

南京信息工程大学 专家与决策支持系统 龚毅光信息与控制学院 参考教材 陈文伟 决策支持系统教程 清华大学出版社 2004年11月陈文伟 决策支持系统及其开发 第二版 清华大学出版社 2000年2月张玉峰 决策支持系统 武汉大学出版社 2004年8月陈晓红 决策支持系统理论和应用 清华大学出版社 2000年5月邵军力等 人工智能基础 电子工业出版社 2000年3月 课程主要内容 第一章 ES DSS概述 1 2 第二章 模型辅助决策支持 3 4 第三章 DSS的构造与系统结构 6 7 第四章 模型库管理系统 8 12 第五章 数据库管理系统 13 16 第六章 数据仓库 17 18 第七章 方法库管理系统 19 第八章 知识库和推理机 20 22 第九章 DSS的设计与开发 23 第一章ES DSS概述 1 1专家系统概述1 2决策支持系统概述 1 1专家系统概述 一 专家系统的概念 专家系统 ExpertSystem ES 是人工智能的一个重要分支斯坦福大学的EdwardFeigenbaum认为 专家系统是一种智能的计算机程序 它能运用知识和推理来解决只有专家才能解决的复杂问题 1 1专家系统概述 二 专家系统的原理 1 1专家系统概述 二 专家系统的原理 知识获取 把专家的知识按一定的知识表示形式输入到专家系统的知识库中 例如 IF红灯亮THEN停止IF绿灯亮THEN运行 产生式规则 推理 专家系统的问题没有算法 依靠推理来获得合理的解决方法 推理机 专家系统中执行推理的程序 例如 产生式规则的推理机 搜索 匹配根据绿灯亮 搜索匹配得出运行人机接口 解释机 将用户的咨询和专家系统推出的建议 结论进行人机间的翻译和转换 1 1专家系统概述 三 专家系统的特性 用定性方式辅助决策使用知识和推理机制知识获取比较困难知识包括确定知识和经验知识解决问题的能力受知识库内容的影响适用范围较宽 1 1专家系统概述 四 专家系统的发展 对通用问题求解 HumanProblemSolving Newell Simon1972 用规则表示知识IF有火焰THEN有火灾IF有烟雾THEN可能有火灾IF有报警THEN可能有火灾认知处理机 Cognitiveprocessor 尽力发掘将被适当刺激激活的规则 1 1专家系统概述 五 专家系统的开发工具 LISP语言PORLOG语言CLIPS语言 CLanguageIntegratedProductionSystem 1 1专家系统概述 六 专家系统的应用 看书举一个例子 1 1专家系统概述 六 专家系统的应用 1 2决策支持系统概述 1 2 1决策支持系统的形成和发展1 2 2决策支持系统的概念 1 2 1决策支持系统的形成和发展 电子数据处理 EDP 管理信息系 MIS 数据库 运筹学 OR 管理科学 MIS 模型 决策支持系统 DSS 模型库 数据库 专家系统 ES 知识库 推理机 神经网络 NN MP模型 网络权值 智能决策支持系统 IDSS 一 DSS的形成 1 2 1决策支持系统的形成和发展 数据仓库 DW 联机分析处理 OLAP 数据挖掘 DM 新决策支持系统 NDSS 智能决策支持系统 IDSS 综合决策支持系统 SDSS Internet 网络环境下的综合决策支持系统 SDSS net 一 DSS的形成 1 2 1决策支持系统的形成和发展 1 数据处理 EDP 数据处理 包括数据收集 数据录入 数据正确性检查 数据操作与加工 数据输出等数据处理的特点 数据量大 时效性强 运算较简单 每次处理一条记录 1 2 1决策支持系统的形成和发展 2 管理信息系统 MIS 管理信息系统的定义 管理信息系统是由人和计算机相结合的对管理信息进行收集 存储 维护 加工 传递和使用的系统 管理信息系统的特性 事务处理为主 为结构化决策服务 具有系统的特性 以数据库为基础管理信息系统的功能 事务处理 数据库的更新和维护 产生各类报表 查询功能 用户的交互 1 2 1决策支持系统的形成和发展 3 管理科学 MS 管理科学 或称为运筹学 是对管理问题用定量分析方法 建立数学模型 通过求解计算 达到辅助管理决策的一门科学 1 2 1决策支持系统的形成和发展 3 管理科学 MS 管理科学解决问题的步骤 定义问题和确定目标建立模型 模型 对客观规律的抽象描述求解模型 优化方案检验 评价模型是否合理运用模型解决问题 不断优化模型 1 2 1决策支持系统的形成和发展 4 决策支持系统 DSS DSS将MIS的数据处理功能和运筹学中模型的数值计算功能集成起来 具有更高层次的辅助决策DSS继承了MIS的数据库和数据库管理系统 实现了数据处理功能 DSS增加的模型库和模型库管理系统把众多的模型有效地组织和存储起来 建立了模型库和数据库的有机结合 1 2 1决策支持系统的形成和发展 4 决策支持系统 DSS 决策支持系统的特性 用定量方式辅助决策 而不是代替决策使用大量的数据和多个模型支持决策制定过程为多个管理层次上的用户提供决策支持能支持相互独立的决策和相互依赖的决策用于半结构化决策领域 1 2 1决策支持系统的形成和发展 5 智能决策支持系统 IDSS IDSS是以决策支持系统为主体 结合人工智能技术形成的系统 IDSS中的人工智能技术有 专家系统 神经网络 机器学习 遗传算法以及自然语言理解等 1 2 1决策支持系统的形成和发展 6 NDSS和SDSS 20世纪90年代兴起的数据仓库 联机分析处理和数据挖掘三项新技术为决策支持系统开辟了一条以从数据中获取辅助决策信息的新路 我们称它为新决策支持系统 它与传统决策支持系统不是覆盖关系 而是互补关系 新决策支持系统与传统决策支持系统的结合 我们称为综合决策支持系统 1 2 1决策支持系统的形成和发展 二 决策支持系统的发展从管理科学的模型辅助决策发展到决策支持系统 经历了如下几个阶段 单模型辅助决策交互建模的DSS组合模型的DSS智能的DSS 1 2 2决策支持系统的概念 一 决策问题的结构化分类 按问题的结构化程度分类 即对决策问题的内在规律能否用明确的程序化语言 数学的 逻辑的 形式的 定量的 推理的 给以清晰的说明或者描述 结构化决策 能够描述清楚非结构化决策 不能够描述清楚的半结构化决策 介于两者之间 1 2 2决策支持系统的概念 结构化问题可以用计算机程序来实现 非结构化问题计算机难以处理 当把计算机和人有机的结合起来就能有效地处理半结构化决策问题 1 2 2决策支持系统的概念 MIS 解决结构化问题DSS 解决半结构化问题其中 DSS中数学模型和数据是可以计算机程序实现的 这部分是结构化的 而对于多个解决方案的选择在计算机中是难以实现的 由人来解决 这部分是非结构化的 1 2 2决策支持系统的概念 如何区分问题的结构化程度 问题形式化描述的难易程度解题方法的难易程度解题中所需计算量的多少 1 2 2决策支持系统的概念 二 决策支持系统的定义 R H Spraque和E D Carlson的定义 决策支持系统具有交互式计算机系统的特征 帮助决策者利用数据和模型去解决半结构化问题 P G W Keen的定义 决策支持系统是 决策 D 支持 S 系统 S 三者汇集成的一体 即通过不断发展的计算机建立系统的技术 逐渐扩展支持能力 达到更好的辅助决策 S S Mittra的定义 决策支持系统是从数据库中找出必要的数据 并利用数学模型的功能 为用户产生所需要的信息 1 2 2决策支持系统的概念 决策支持系统的常用定义 是以管理科学 运筹学 控制论和行为科学为基础 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 机计算机系统 陈文伟的定义 决策支持系统是综合利用大量数据 有机组合众多模型 通过人机交互 辅助各级决策者实现科学决策的系统 1 2 2决策支持系统的概念 DSS结构图 陈文伟定义 1 2 2决策支持系统的概念 三 DSS与MS OR的关系以模型辅助决策是管理科学 运筹学 MS OR 和决策支持系统 DSS 的共同基础 DSS与MS OR比较 有如下的特点 DSS将数据和模型通过接口组成一个系统 DSS需