决策支持系统三

决策支持系统系统工程专业本科学员必修课第三章决策支持系统第三章决策支持系统数据库系统本章内容决策支持系统结构的分析人机交互与问题综合系统模型库系统组合模型的决策支持系统决策支持系统实例§1决策支持系统结构的分析二、DSS的几种结构形式三、DSS的结构比较一、DSS的基本组成部件四、DSS的统一结构形式五、DSS的技术层次一、DSS的基本组成部件对话系统数据库系统模型库系统知识库系统方法库系统1、20世纪80年代初期，DSS组成：及它们的管理系统共10个部件1、系统组成结构之一——

“三部件”结构二、DSS的几种结构形式

用户人机交互系统模型库管理系统(MBMS)数据库管理系统(DBMS)模型库MB数据库DB1）三角式结构1）人机交互部件提供丰富多彩的显示和对话形式输入输出转换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，由用户界面以及相应信息处理机构组成。二、DSS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（DBMS）。

模型库模型不同于数据，表现在以下两个方面：3）模型部件②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。①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、控制参数等模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;①静态管理模型字典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统一管理②动态管理控制模型的运行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：模型库管理系系统③模型库管理系系统的语言体体系④模型库管理系系统的特定功功能模型操作语言：模型管理语言：定义模型名称称、功能、数数据及完成对对模型的增加加、删除、修修改查询语句句；执行模型、控控制模型与数数据库之间的的动态数据交交换、模型之之间的运行控控制。编辑功能、编编译功能等1、系统组成成结构之一——“三部件”结构2）串联结构构形式模型库数据库

DBMS人机交互系统用户

MBMS人机交互部件件与数据部件件没有关系，，通过模型部部件间接与数数据部件联系系，这样增加加了一点模型型管理的功能能，但是省去去了一套接口口，使结构更更加简单，更更易于开发和和维护。二、DSS的几种结构形形式1、系统组成成结构之一——“三部件”结构3）熔合式结结构形式用户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型库没有明显显的接口，并并且统一由一一个管理系统统进行管理。。模型管理主主要负责模型型的建立、选选择、拼接、、组合、运行行控制以及数数据库接口的的转换等。优点：模型管管理与数据管管理之间不设设明显接口，，比较简单，，效率较高。。缺点：可移植植性差。当数数据库管理系系统变化时，，需要大的改改动，甚至需需要改动模型型。二、DSS的几种结构形形式4）以数据库库为中心的结结构形式用户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的主要区别在在于增加了一一个“模型管理接口口”部分。把各种种具体数据库库管理系统的的功能转换成成一个统一的的标准调用接接口，供各个个模型使用。。避免了各模模型对具体数数据库管理系系统的依赖。。1、系统组成成结构之一——“三部件”结构2、系统组成成结构之二——“三系统”结构用户语言系统（LS）问题处理系统统(PPS)知识系统(KS)1981年等人提出了决决策支技系统统(DSS)的三系统结构构形式：2、系统组成成结构之二——“三系统”结构语言系统(LS)：提供给决策者者的所有语言言能力的总和和。一个语言系统统既包含检索索语言（它可可由用户或由由模型来检索索数据的语言言），也包含含计算机语言言（它由用户户操纵模型计计算的语言））。决策用户利用用语言系统的的语句、命令令、表达式等等描述决策问问题，编制程程序执行，得得出辅助决策策信息。2、系统组成成结构之二——“三系统”结构知识系统：它包含问题领领域中的大量量事实和相关关知识。最基基本的知识系系统(KS)是由数据文件件或数据库组组成。数据库库的一条记录录表示一个事事实。它是按按一定的组织织方式进行存存贮。更广泛泛的知识是对对问题领域的的规律性描述述。这种描述述用定量方式式表示为数学学模型，称之之为过程性知识。用定性的方方式描述，一一般表现为产产生式规则，，成为经验性知识。2、系统组成成结构之二——“三系统”结构问题处理系统统（PPS）：问题处理系统统是决策支持系系统的核心。。针对实际问问题，提出问问题处理的方方法、途径，，利用语言系系统对问题进进行形式化描描述，写出问问题求解过程程，利用知识识系统提供的的知识进行实实际问题求解解，最后得出出问题的解答答。产生辅助助决策所需要要的信息，支支持决策。2、系统组成成结构之二——“三系统”结构问题处理系统统（PPS）：问题处理系统统是决策支持持系统的核心心。（1）信息收集：：是基础，来自自于决策用户户或知识系统统。（2）问题识别：：完成将实际问问题转换为计计算机能进行行功能求解的的过程。（3）模型生成：：重点生成决策策支持系统总总体框架模型型，决定多模模型的组合、、数据库的利利用以及人机机交互。（4）问题求解：：根据模型进行行问题求解，，通过模型和和数据的接口口技术与多模模型组合集成成，经过计算算得到支持决决策的信息。。2、系统组成成结构之二——“三系统”结构特点：1）强调问题处处理系统的重重要性问题的解决首首先需要对问问题进行形式式化描述，再再对问题求解解提出方法和和途径，在问问题求解时利利用知识系统统中的知识。。2）强调语言系系统决策支持系统统需要它特有有的语言系统统。3）把数据、模模型统一归为为知识数据是事实性性知识。3、系统组成成结构之三——“三库”结构DSS的三库结构形形式（1）人机交互系统用户

MBS方法库

MBMS模型库

DBMS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：（3）将模型型库和方法库库合一，模型型和方法只是是表现形式上上的不同。（2）把模型型理解为算法法加上数据。。方法库中存存放按算法编编制的程序，，模型库中存存放索引。优点：同一算法，，不同数据则则是不同模型型。3、系统组成成结构之三——“三库”结构DSS的三库结构形形式（2）人机交互系统用户

KBMS知识库

MBMS模型库

DBMS数据库智能决策支持持系统（IDSS）是在决策支持持系统（DSS）的基础上集成成人工智能的的专家系统（（ES）而形成的。与与普通ＤＳＳＳ相比，增加加了知识库及及其管理系统统4、系统组成成结构之四——“四库”结构四库三功能的的系统结构形形式人机交互系统用户科学计算

信息服务决策咨询模型库数据库方法库知识库决策支持系统统有多种结构构，但基本结结构形式主要要有两种：以“对话（人机交交互）、模型型、数据”三部件组成DSS；以“语言系统、问问题处理系统统、知识系统统”三系统组成DSS；三、两种结构构形式的比较较对“对话、模模型、数据””三部件结构构的看法优点①明确了三部部件之间关系系，即它们之间的的接口关系和和集成关系，，便于决策支支持系统的设设计和关键技技术的解决。。②便于和其他他系统的区别别。它和“管理信信息系统(MIS)””的区别在于DSS多了模型部件件。它和“专家系系统(ES)”的区别在于DSS中是以“模型型、数据”部部件进行数值值计算为主体体的系统，而而ES是以定性知识识进行推理为为主体的系统统。三、两种结构构形式的比较较缺点①没有突出DSS的问题处理特特性。问题处理系统统是解决决策策问题的核心心，它虽然用用到模型和数数据，但对不不同的DSS，问题处理是是大不相同的的。作为该三三部件结构，，可以理解为为DSS的问题处理系系统是隐含在在人机交互系系统中。②没有突出语语言系统。对于DSS所采用的语言言，有它特殊殊的要求，它它包含数据库库语言和高级级语言的双重重功能。作为为该三部件结结构，可以理理解为DSS的语言系统是是也隐含在人人机交互系统统中。对“对话、模模型、数据””三部件结构构的看法三、两种结构构形式的比较较对“LS、PPS、KS”三系统结构的的看法优点①突出了问题题处理系统(PPS)的重要性。在设计和开发发DSS时，应该重点点考虑决策问问题的处理。。②明确了语言言系统(LS)在人机交互中中的作用。人机交互是要要通过语言系系统来完成的的。决策问题题的形式化也也要用LS来描述。③统一了知识识的看法。将数据、模型型、规则看成成是知识不同同表现形式。。三、两种结构构形式的比较较对“LS、PPS、KS”三系统结构的的看法缺点①忽略了了数据库库系统、、模型库库系统的的相互关关系，对对于开发发决策支支持系统统是不利利的。②不适合合与其它它系统的的区别。。如对管理理信息系系统（MIS）的区别别，对专专家系统统（ES）的区别别都不明明显。如如果把LS看成是数数据库语语言，把把KS看成是数数据库，，把PPS看成是管管理信息息处理，，则该““LS、PPS、KS”就是MIS。如果把把LS看成是PROLOG，把KS看成知识识库，把把PPS看成是推推理机，，则该““LS、PPS、KS”就是ES。这是该该结构的的致命弱弱点。三、两种种结构形形式的比比较优点缺点三部件结构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、两种种结构形形式的比比较四、DSS的统一结结构形式式

用户人机交互及问题综合系统（综合部件）模型库管理系统(MBMS)数据库管理系统(DBMS)模型库MB数据库DB综合能力力：1、调用模模型运行行；2、数据库库存取；；3、数值计计算；4、数据处处理；5、人机交交互；五、DSS的技术层层次（1）建模技技术（2）模型管管理技术术（3）交互技技术（4）知识管管理技术术（5）系统综综合集成成技术（6）系统快快速原型型开发技技术对问题的的建模、、对数据据的建模模、对求求解过程程的建模模。模型的组组织与存存储、运运行与控控制；对对建模功功能的支支持。可视化、、自然化化、个性性化。（7）群决策策的协同同技术各系统部部件之间间的集成成、部件件内容元元素之间间的集成成。问题理解解、知识识推理、、辅助建建模、数数据分析析。实时通信信、冲突突解决、、一致性性控制、、数据访访问权限限控制等等；同步步协作与与异步协协作；技术构成：：五、DSS的技术层次次三个技术层层次：专用用DSS、DSS生成器、DSS工具。专用DSS：专门针对某某种问题的的DSS，能完成实实际任务、、并具有决决策支持功功能的决策策支持系统统称为专用用的DSS。DSS生成器：具有方便、、快速建立立专用DSS能力的计算算机软、硬硬件系统。。报告题：DSS生成器实例例素材：决策策支持系统统教程（陈陈文伟编编著）“基于客户/服务器的决决策支持系系统快速开开发平台”[P304]五、DSS的技术层次次DSS工具：用来来方便研制制专用的DSS或DSS生成器的硬硬件和软件件单元。三个技术层层次的关系系：专用DSSDSS生成器DSS工具三个技术层层次：专用用DSS、DSS生成器、DSS工具。五、DSS的技术层次次三个技术层层次中的人人员匹配专用DSSDSS生成器DSS工具决策者DSS建造者新技术研制制人员助理决策者者技术支持人人员适应性修改改回顾

用户人机交互及问题综合系统（综合部件）模型库管理系统(MBMS)数据库管理系统(DBMS)模型库MB数据库DB综合能力：：1、调用模型型运行；2、数据库存存取；3、数值计算算；4、数据处理理；5、人机交互互；§2数数据库系系统一、数据管管理技术及及其发展二、数据库库系统的组组成三、数据库库系统的体体系结构四、概念模模型五、数据模模型六、数据分分析和规范范化问题七、数据库库保护八、数据库库语言数据库系统统在DSS中的地位和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数据是最基本的决策资源数据是模型组合的基础数据库系统DSS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：主要学习演绎数据库库数据项表达达式查询（1）演绎绎数据库概概念演绎数据库库始于70年代中期期，由J.MinKer和Gallaire等人首创。。将人工智能能中的演绎绎功能与关关系数据库库相结合而而产生的一一种新的数数据库叫演绎数据库库。在数据库已已知数据的的基础上，，由演绎推推理推出的的新数据称称为虚数据据。演绎数数据库中的的数据由实数据和和虚数据两两部分组成成。演绎数据库库（2）演绎绎数据库的的基本结构构规则集演绎推理接口数据库管理系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）演绎绎数据库实实例表3-1父父子关系系数据库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两两种逻辑规规则（1）祖孙孙规则该规则表示示X是Z的父亲，Z是Y的父亲，则则X是Y的祖父建立以下两两种逻辑规规则（2）祖先先规则①表示X是Y的父亲，，则X是Y的祖先；；②①②表示示X是Z的祖先，，Z是Y的父亲，，则X是Y的祖先由此可以以推出哪哪些虚数数据？演绎数据据库的设设计k：=1检索数据库

F（fk，sk）输出：

sk（某晚辈）

fk（祖先）调用过程A（a，fk）k：=k+1k>n?结束YNA（a，z）i：=1检索数据库是否存在F（fi，si=z）?输出：fi（祖先）调用A（a，fi）i：=i+1i>n?退出YYNN主程序过程祖先-子子孙推理理搜索算算法流程程数据项表表达式查查询数据项表表达式特特点：表达式的的形式是是任意的的；表达式的的计算是是临时的的。表达式1：社会总产产值=工业总产产值+农业总产产值+建筑业总总产值+运输邮电电业总产产值+商业、饮饮食业总总产值表达式2：固定资产产投资效效果=（当年工工业总产产值-去年工业业总产值值）/当年固定定资产投投资额表达式3：人均社会会总产值值=社会总产产值/总人口数数(1)数据项表表达式设设计1、项表达达式文法法设计（1）S->项表达式式（2）项表达达式->项|项+项|项-项（3）项->因子|因子*因因子|因子/因子（4）因子->简单因子子|简单因子子^简单因子子（5）简单因因子->（项表达达式）|函数|变量|常数（6）变量->时间标志志指指标代码码（7）时间标标志->C|L（8）函数->函数名（（参数））（9）参数->项表达式式|项表达式式，参数数注：C标志当年年指标数数据，L标志上一一年指标标数据。。主程序开始读取项表达式调用过程E返回表达式值结束开始sum:=0调用过程T，返回值r，sum:=rsym=‘+’，‘-’调用过程T，返回值s返回sum值sum:=sum+s结束YN过程E(2)项表达式式的识别别和自动动求解程程序开始sum:=0调用过程P，返回值r，sum:=rsym=‘^’?调用过程p，返回值s返回sum值sum:=sum^s结束YN过程F开始sum:=0调用过程F，返回值r，sum:=rsym=‘*’，‘/’调用过程F，返回值s返回sum值sum:=sum*/s结束YN过程T开始sym:=表达式下下一个符符号调用过程程P，返回值值rsym=‘（’?i:=i+1；调用过过程E，返回值值para[i]返回r值i:=0结束YN过程Psym=是变量?sym=是常数?sym=是函数名名?sym:=表达式下下一个符符号sym=‘（’?sym=‘，’?sym=‘）’?调用函数数处理程程序，返返回值rsym=‘）’?调用查找找指标值值程序序，返回回值rr:=常数出错处理理出错处理理出错处理理YYYYYYY出错处处理NNNNNNN数据库库设计计指标编编码数据库编码类别码顺序码1801003数据库库编码码信息息库索引库库库编码库名称01RK02NZH……18ZH……索引项信息索引项位置1801001118010022…180300110180400111数据库库设计计指标信信息库库（对对应某某一年年）项表达达式库库记录号指标项单位编码项表达式记录号指标值1社会总产值万元1801001121002工业总产值万元180100201500………………10固定资产投资额万元1803001042011固定资产投资效果万元18040012？………………记录号项表达式备注1c1801002+c1801003+c1801004+c1801005+c1801006表达式12(c1801002-L1801002)/c1803001*100表达式2………§3人人机机交互互与问问题综综合系系统综合部部件在在DSS中的地地位和和作用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、人人机交交互技技术概概述70年年代，，计算算机图图形学学得到到了很很大的的发展展，并并迅速速成为为计算算机技技术中中十分分活跃跃的一一个分分支，，广泛泛应用用于CAD、绘图图、艺艺术等等领域域。20世纪60年代，最早的一批程序设计语言，如FORTRAN，BASIC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。人机界面的发展过程80年年代美美国Microsoft公司开开发的的Windows是在DOS环境下下的一一个重重要窗窗口系系统。。90年年代多多媒体体技术术的迅迅速发发展，，使人人机交交互技技术发发生了了一次次巨大大的变变革。。人机界界面的的发展展过程程由面向功功能到面向人人性化化方向发发展。。二、人人机交交互界界面的的的构构成和和功能能1、人机交互的三元素对话部件决策者计算机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）能能理解解用户户的问问题和和要求求，并并解决决问题题；2）能能按用用户的的要求求输出出结果果（图图形、、表格格等））；2、人人机界界面的的功能能二、人人机交交互界界面的的的构构成和和功能能3）能能给用用户必必要的的提示示，以以顺利利完成成决策策任务务；4）能能帮助助用户户使用用系统统中的的模型型；三、人机机界面的的要求1）多样样性：可可同时支支持有经经验和无无经验的的用户。。2）容错错性：有有较好的的错误修修复能力力。3）有效效性：用用尽可能能少的操操作完成成需要进进行的工工作。4）便利利性：系系统的功功能用户户能方便便的找到到。5）柔性性：可通通过多种种方法和和途径进进行某项项操作。。6）一致致性：与与其它系系统有相相同或相相似操作作方法。。7）帮助助：提供供较好的的帮助和和错误信信息提示示。五、友好好人机界界面设计计的一般般准则1、减少少输入量量2、错误误容易纠纠正3、为不不同经验验和水平平的用户户提供多多种交互互形式（（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、应允允许在打打印等操操作时执执行其它它操作7、对用用户的操操作应有有反馈信信息显示示8、对重重要的操操作提供供确认9、对重要信息提供图形标识10、提供在线帮助六、人机机交互方方式1、Q/A方式（Question&Answer）2、菜单单方式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、表格格填充5、直接接操作10、自自然语言言8、情景景会话6、窗口口7、帮助助9、多媒媒体技术术的应用用七、决策策支持系系统的综综合部件件1、决策策支持系系统语言言早期：期期望利用用自然语语言描述述决策问题、识识别问题题和求解解问题。。目前：数数值计算算语言数据库语语言接口语言言（ODBC和ADO））。七、决策策支持系系统的综综合部件件2、综合合部件功功能控制模型型的运行行多模型的的组合运运行人机交互互数值计算算和数据据处理1、决策策支持系系统语言言选择顺序循环§4模模型库库系统模型库系系统在DSS中的地位位和作用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2.模型库的的存储管管理3.模型库的的运行管管理4.支持模型型组合5.支持数据据接口1.模型的表表示模型库系系统是DSS的核心部部件，通通过模型型或模型型的组合合来辅助助决策是是DSS的中心思思想，其其由模型型库和模模型库管管理系统统组成，，模型库库是一个个“产生”模型的基基地。1.模模型库管管理技术术的提出出模型如何何表示？如何存存取？模型库如如何组织？模型如何何与数据据接口？？如何控制模型型的运行行？如何实现现多个模型型的组合合？如何实现现人机交交互？模型管理理的技术术难点模型库库的由由来（（模型型应用用水平平的不不断提提高））模型程程序：：即用用即编编；谁谁用谁谁编模型程程序包包：组组装发发行；；相互互独立立；没没有管管理模型库库：共共享；；可重重用；；可管管理；；相关关模型程程序包包结构构简单单各模型型程序序相对对独立立每个模模型程程序的的数据据是各各自封封闭的的程序包包主要要适合合于模模型间间无关关系的的组织织结构构形式式2.模模型型管理理技术术的发发展过过程(1)数数学模模型3.模模型型库中中模型型的种类和表示示方程形式：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。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。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。一般采采用数数据库库语言言来编编制数数据处处理过过程的的程序序。(2)数数据处处理模模型(3)图形、图像模型图像模型以点阵数据形式表示。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。以程序序形式式表示示。(4)报报表模模型以智能程序形式表示，处理的对象为知识库。(5)智能模型模型的的表示示直接接影响响着模模型的的存储储、创创建、、修改改和组组合等等操作作，是是模型型库及及模型型管理理系统统的基基础，，它要要求将将模型型的参参数以以及模模型的的逻辑辑表示示为计计算机机能够够识别别的形形式，，并在在此基基础上上，尽尽可能能的方方便模模型管管理的的各种种操作作。根据不不同的的服务务模式式，可可以将将模型型表示示分为为6类：数学表表示、、程序序表示示、数数据表表示、、知识识表示示、面面向对对象表表示和和面向向智能能体的的表示示等。3.模模型型库中中模型型的种种类和和表示模型的的数学学表示示对于数学模模型而言，，方程形式式是它的一一般的表示示形式，它它便于理解解和交流。。它反映了了模型中变变量之间的的关系，约约束条件以以及它们的的目标。MaxS.T.3.模型型库中模型型的种类和和表示模型的程序序表示传统的模型型方法都是是程序表示示，它包括括子程序表表示法和语语句表示法法两种。。

模型是由主程序调用的子程序，该子程序是一个具有输入、输出和执行顺序的完整的程序。子程序和主程序所需的数据和参数值通过一种联接机制(如变量表、共用数据区或文件)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，使它能被当作执行模块用在其它程序中。子程序表示法3.模型型库中模型型的种类和和表示有两种形式式：简单的模型型库系统，，不支持模模型组合，，规模相当当、功能完完整、独立立性较强的的子程序。。功能较强的的模型管理理系统，功功能比较单单一、规模模较小、相相互依赖的的基本子程程序模型组组成，通过过模型有机机组合联接接操作就可可以构造出出不同的模模型或模型型体系。子程序表示示法模型的程序序表示示例：models模型名in模型库名description模型语义的的非形式化化描述keywords关键字描述述submodel引用的子模模型列表节节interface模型接口描描述link链接信息描描述help模型使用帮帮助描述。。子程序表示示法模型的程序序表示3.模型型库中模型型的种类和和表示模型的数据据表示按照Blanning提出的模型型关系理论论，一个模模型可看作作为一个对对应于输入入、输出属属性领域集集的笛卡尔尔积。即一一个模型可可表示为由由一个输入入属性和输输出属性组组成的关系系，记为Y=M(X)，其中X={X1,X2,……，Xn}为模型输入入集；Y={Y1,Y2,……，Ym}为模型输出出参数集；；模型M可用X与Y之间功能上上的相关性性的虚拟关关系表示，，即R＝X1×X2×……××Xn×Y1×Y2×……××Ym。关系表示法法3.模型型库中模型型的种类和和表示元组表示法法关系表示法法MaxS.T.名称类型长度模型名文本50模型类型文本50建立日期文本8变量个数数字10机值类型文本10约束方程个数数字10方程与函数文本50运行结果文本50线性规划模型的数据据表示3.模型型库中模型型的种类和和表示模型的知识识表示为了解决非非结构化或或半结构化化的决策问问题，特别别是为了捕捕捉决策环环境的动态态特点，把把人工智能能技术应用用于模型管管理方面，，必须把模模型库管理理系统建立立在知识的的基础上，，其核心问问题是寻找找能和模型型的生成、、运行和管管理相结合合的知识表表示和推理理方法。基基于知识的的模型表示示方法是实实现模型智智能管理的的基础，可可以方便地地解决定量量计算与定定性推理相相结合的问问题。主要有：一阶谓词逻逻辑、框架架、语义网网络等几种表示示方法。3.模型型库中模型型的种类和和表示模型的面向向对象表示示面向对象方方法认为客客观世界是是由各种各各样的对象象组成的，，每个对象象都有自己己的运动规规律和内部部状态，不不同对象间间相互作用用和联系就就够成了各各种各样系系统。因此它是一一种系统分分析、设计计的方法，，把对象划划分模块，，用对象来来描述问题题空间，用用对象间的的消息传递递表达用户户的功能需需求，它具具有数据抽抽象、信息息隐蔽、继继承性等特特性，从而而使得用这这种方法开开发的软件件具有可维维护性、可可扩充性、、可重用性性等优越性性。3.模型库库中模型的种种类和表示比较有代表性性的是Lenard和JianMa的工作。JianMa提出了一个面面向对象模型型的框架，给给出了相应的的模型操纵语语言，并主要要从模型库设设计的角度讨讨论了继承机机制。3.模型库库中模型的种种类和表示模型的面向对对象表示模型分为三个个层次：模型型框架类、模模型模板类和和模型实例。。声明模型的基基本特征和接接口一些具体的方方法模型继承聚合加载了数据的的方法模型还可以再细分分为各类功能能模型子类，，每个子类下下面是实现子子类功能的各各种算法模型型模型的面向对对象表示3.模型库库中模型的种种类和表示ClassModel:publicFatherModel//模型框架类的的描述{private://属性数据部分分，包含了预预定义的接口口数据等，//只允许内部函函数对模型的的属性数据进进行修改longmodel_id;//模型的id号stringmodel_name;//模型名称stringmodel_description;//对模型功能的的描述stringmodel_apply_area;//对模型适用范范围的描述listinput_list;//输入参数列表表listoutput_list;//输出参数列表表listconstraint_list;//约束变量表listargument;//用户自定义参参数列表public://方法部分，包包含预定义的的方法和用户户自定义的方方法virtualrun();//模型数据执行行函数virtualmethod[];//方法列表listuser_method[];//用户自定义的的方法列表longuser_method_number;//用户自定义的的方法个数listuser_method_list;//用户自定定义的方方法名称称列表}ClassMetaModel:publicFatherModel//原子模型型模板类类描述{private://属性数据据部分，，包含了了预定义义的接口口数据等等longmodel_id;//模型的id号stringmodel_name;//模型名称称stringmodel_description;//对模型功功能的描描述stringmodel_apply_area;//对模型适适用范围围的描述述listinput_list;//输入参数数列表listoutput_list;//输出参数数列表listconstraint_list;//约束变量量表listargument;//用户自定定义参数数列表public:virtualinterface();//模型数据据执行函函数method();//本模型类类的求解解方法}ClassCompModel:publicFatherModel//复合模型型模板类类描述{private://属性数据据部分，，包含了了预定义义的接口口数据等等longmodel_id;//模型的id号stringmodel_name;//模型名称称stringmodel_description;//对模型功功能的描描述stringmodel_apply_area;//对模型适适用范围围的描述述listinput_list;//输入参数数列表listoutput_list;//输出参数数列表listconstraint_list;//约束变量量表listargument;//用户自定定义参数数列表public:listSubmodelList();//模型求解解链}模型的面面向Agent表示立足于当当代网络络化分布布式计算算环境，，采用面面向对象象方法与与分布计计算模式式相结合合的分布布对象技技术，赋赋予“对对象”以以行为特特性，使使之成为为相互独独立的既既有分工工又有合合作、协协调一致致完成共共同计算算的单元元。利用面向向Agent技术，可可建成比比传统决决策支持持系统更更高级、、更有效效、更实实用的智智能应用用系统，，用以解解决复杂杂问题仿仿真求解解中传统统决策支支持系统统所不能能解决的的环境适适应性、、信息不不完全性性和实时时性等不不足。3.模模型库中中模型的的种类和和表示4.模型型库系统统的组织织和存储储模型库系系统主要要由模型字典典库、模型文件库库和相应的模型库管理理系统组成。模型库系统模型字典库模型文件库模型库管理系统源程序文件目标程序文件模型说明文件数据描述文件(1)字典库字典库的作用字典是模型文件的索引字典便于对模型进行分类字典方便了对模型的查询和修改字典库的组织结构文本形式菜单形式数据库形式（2）文件件库模型文件的的调用模型文件的存储方式直接在计算机操作系统管理下存储按模型分类建立子目录按模型文件的类别建立子目录建立子目录存储模型文件模型库管理理系统是为生成模模型和管理理模型提供供一个用户户友好环境境的计算机机软件系统统。模型库库管理系统统主要解决决模型的输输入、存贮贮、检索、、删除等问问题。（3）模型型库管理系系统模型文件管理模型字典管理管理包括模型库管理理系统的功功能模型的存储储管理模型的表示示、存储的的组织结构构、查询和和维护。模型的运行行管理模型程序的的输入与编编译、运行行控制、对对数据的存存取。支持模型的的组合模型间的组组合、模型型间数据的的共享。模型库管理理系统语言言体系模型管理语语言（MML）完成对模型型的存贮管管理以及模模型的查询询和维护。。模型运行语语言（MRL）完成对单模模型的运行行，并支持持模型的组组合运行。。数据库接口语言（DIL）接口语言是模型程序的数值计算语言与数据库操作语言交互的桥梁。构模管理模型库管理理系统存取管理模型字典库库模型注册库库运行管理模型文件库库模型库数据库数据管理系系统模型索引模型环境条条件模型参数描描述模型构造规规则模型组合规规则归纳起来，，模型库管理理系统（ModelManagementSystem,MMS）是为生成成模型和管管理模型提提供一个用用户友好的的计算机软软件系统。。MMS是联系决策策问题、数数据和模型型的桥梁。。模型表示方方法可以将将模型分解解为基本单单元，是模模型成为系系统的一组组共享资源源；模型存储技技术适用于于整个管理理过程，并并与数据库库管理技术术、知识表表示技术兼兼容；系统能够根根据用户描描述问题的的性质和环环境条件选选择适当的的模型；模模型应用规规则能保证证用户在模模型库中正正确使用模模型；功能要求模型维护和和集成技术术可以扩展展模型库的的适用范围围，能构造造符合问题题条件的混混合模型；；模型生成技技术应为用用户提供足足够的建模模知识和算算法，支持持在交互过过程中完成成对新问题题性质和条条件的建模模。一.多模型型辅助决策策系统二.模型组组合技术三.模型组组合的程序序设计四.决策支支持系统的的决策支持持§5组组合模型的的决策支持持系统第三章决策支持系统一.多模型型辅助决策策系统基本思想：各个模型的计算由计算机完成，模型之间的关系与组合由人来完成。区域发展规规划问题一.多模型型辅助决策策系统——以区域发展展规划为例例资源与生态层产业结构层经济能源层社会经济系统层区域总体控制层资源与生态态层功能：对资源与与生态的研研究，将为为产业结构构方面提供供资源信息息，为经济济开发预测测提供依据据，为系统统优化提供供约束条件件，为总体体宏观控制制提供基础础。该层次模型包括水土流失控制仿真最佳生态结构农业生态模式生态趋势仿真预测气象分析与预测土地资源分类水体宜渔类聚类分析环境－生产模型产业结构层层功能：包括三个个产业，将将向资源生生态层提供供要求，为为总体经济济发展提供供参数，对对资金、能能源、劳动动、科技提提出要求。。该层次模型包括林种优化系统诊断与预测经济效益评价运输模拟分析生产函数系统环境辨识结构分析产量预测经济能源层层功能：对经济能能源的研究究，为总体体控制提供供参数，为为经济、生生产提供需需求量的约约束。该层次模型包括分配、消费相关分析分配预测消费预测能源结构分析需求预测与供需平衡投资结构投资效益社会经济系系统层功能：对社会经经济的研究究，为总体体控制提供供参数，为为产业结构构提供需求求量的约束束，与资源源生态系统统之间形成成反馈回路路。该层次模型包括智力投资方案医院病床预测社会服务模型交通运输模型人口模型劳力结构与劳力转换生育控制科技系统模型区域总体控控制层功能：从区域总总体研究方方面需要对对各层次提提出优化设设计要求和和控制限度度，在总体体上进行协协调，使各各层次模型型组合成总总体的系统统化模型群群。该层次模型包括动态仿真模型综合评审决策模型层次结构模型战略决策模型协调反馈网络投入产出模型区域发展规规划模型模模型群既强强调总体，，又顾及部部门，同时时反映区域域经济、社社会、生态态系统的全全貌和联系系。区域发展规划模型的应用现状属于多模型辅助决策系统，还未达到决策支持系统的层次。二.模型组组合技术大多数模型型系统是针针对具体的的应用背景景而研制的的，模型是是执行流程程控制中的的一个固定定环节或过过程，按固固定的方式式使用，并并且模型之之间、模型型与数据之之间的联系系比较固定定，导致模模型的可重重用性差，，难以对外外提供模型型服务。因因此提高模模型的共享享性与重用用性是模型型管理与服服务的重要要需求。按照一定逻逻辑关系组组合起来的的多个模型型称之为组组合模型。。决策支持系系统是以多多模型的组合形式辅助决决策。二.模型组组合技术组合模型的层次拓扑结构二.模型组组合技术模型的组合合包含两个个问题：模型间的运运行控制流流程模型间数据据的共享和和传递二.模型组组合技术模型组合的的三种基本本方法1.顺序结构的的模型组合合：先模型型A，后模型B模型B模型A无条件约束束的并行可可以转化为为顺序结构构二.模型组组合技术模型组合的的三种基本本方法2.选择结构的的模型组合合：模型A或模型B模型B模型A判断根据条件决决定选择执执行某个分分支下的处处理二.模型组组合技术模型组合的的三种基本本方法3.循环结构的的模型组合合模型A判断即一个或多多个子模型型在满足一一定条件下下的多次反反复执行P模型C模型Aqs模型B模型E模型D图模模型组合的的嵌套方式式二.模型组组合技术二.模型组组合技术模型组合数数据共享与与传递：通过数据库库或数据文文件传递通过内存直直接传递通过典型的的输入输出出方式进行行共享或传传递模型间数据据的共享和和传递是组组合模型的的配套要求求序号可以与某模型方法的某输入端连接的情况可以与某模型方法的某输出端连接的情况键盘输入显示器输出某个模型方法的某个输出端某个模型方法的某个输入端某个模型的某个公开变量某个模型的某个公开变量作为组合模型方法的输入参数作为组合模型方法的输出变量组合模型的公开/私有变量组合模型的公开/私有变量数据库数据库数据文件数据文件常量输入三.模型组组合的程序序设计1、模型程程序具有一一定的标准准性和通用用性；2、控制程程序可以使使用与模型型程序不同同的语言调调用模型程程序；3、模型程程序可以脱脱离控制程程序独立存存在；模型组合程程序设计几几点理解：：三.模型组组合的程序序设计图3-8DSS中模型运行行图示Run模型名综合部件（下步操作作）模型数据1数据2模型库数据库图3-8模模型组组合顺序结结构运行图图示Run模型A名模型A数据1模型B数据2数据3Run模型B名（下步操作）综合部件模型库数据库图3-9模模型组组合选择结结构运行图图示条件比较Run模型A名GoRun模型B名模型A模型B数据1数据2数据3数据4（下步操作）NY综合部件模型库数据库图3-10模型型组合循环环结构运行行图示条件比较NYRun模型A名模型A数据1数据2修改数据返回（下步操作）综合部件模型库数据库四.决策支支持系统的的决策支持持理解：1、根据方案进行多模型组合，自动生成控制程序；2、选择不不同数据，，相同模型型构成不同同决策支持持方案；3、选择相相同数据，，不同模型型构成不同同决策支持持方案；4、选择不不同数据，，不同模型型构成不同同决策支持持方案；5、模型与与数据相当当于原材料料，生成决决策支持方方案；四.决策支持持系统的决策策支持在综合部件中中，控制模型型运行时发送送给模型库中中模型的信息息包括：③模型运行行完成后，返返回综合部件件的“下步操作”的语句行。①模型运行时，，所需要数据据文件名和地地址，包括输输入数据和和输出数据；；②模型运行行命令；§6决策支持持系统实例例1、某橡胶产品品由3种原料按一定定的比例配方方生产出来，，产品有4个性能值。现现在，厂家拟拟生产新的橡橡胶产品，请请设计决策支支持系统辅助助厂家制定生生产方案（产产品配方）。。已知条件和和要求如下：：1、已有大量现现有产品的数数据库，即已已知每个产品品的原料配方方和性能值，，假设原料与与产品性能之之间是线性关关系；2、新产品对性性能提出新的的要求，不同同的性能决定定不同的产品品；3、打印出配方方结果。请设计该问题题的决策支持持系统的总控控程序、模型型程序和数据据表。物资分配调拨拨问题计划处各单位各仓库消耗申请分配汇总调拨运输12435例2某单位每年需需要根据各地地受灾情况处处理物质分配配调拨问题。。物资分配调调拨问题是根根据各受灾地地所提出的对对物资的需求求申请，按储储备仓库的库库存情况制定定分配方案，，再根据该分分配方案以及及仓库和受灾灾地的距离制制定物资运输输方案。最后后，按照物资资运输方案制制定各仓库的的发物表和各各地的接收表表，修改各仓仓库库存数和和各地的物资资数。该决策问题需需要设计多个个数据库和多多个模型共同同求解，总的的处理流程为为：物资申请和库存的计划汇总制定物资分配方案物资调拨预处理物资调拨运输方案制定物资调拨方案打印报表结果分析结束YN修改修改修改试设计该问题题的决策支持持系统运行结结构图，并对对总控程序、、模型程序、、数据库进行行说明。首先设计此问问题DSS的模型部件与与数据部件各地按自己的的需要提出对对物资的申请请，将各地的的申请数据库库汇总成某一一物资各地的的需要量，形形成总申请数数据库。将各各仓库的物资资的可供应情情况汇总成某某一物资的各各仓库可供量量，形成总库库存数据库。。①物资申请和和库存的计划划汇总该计划汇总模模型与数据库库的关系用图图表示为：各地申请数据据库仓库库存数据据库计划汇总模型物资总申请数数据库物资总库存数数据库旋转（数据处处理）物资1……仓库1物资m物资1……仓库n物资m库存汇总…………..仓库1……物资1仓库n仓库1……物资m仓库n…………..

单位1物资1…

单位k

单位1物资m…

单位k…………..申请汇总

物资1单位1…

物资m

物资1单位k…

物资m…………..各单位对各物物资的申请汇汇总一、各单位的的申请表结构构为：Di={SQ(W1)，SQ(W2)，.....}i=1，2，...其中Di表示第i个单位，SQ(Wj)表示申请物资资Wj的需要数量。。申请表汇总成成总申请表Wj={SQ(D1)，SQ(D2)，...}j=1，2，…其中SQ(Di)表示第i个单位对物资资Wj的申请数量。。该项数据处理理工作类似于于对矩阵的转转置各仓库对各物物资的库存汇汇总二、各仓库对对各物资的可可供应情况为为：Ki={XY(W1)-KD(W1)，XY(W2)-KD(W2)，...}其中Ki表示第i个仓库；XY(Wj)，KD(Wj)分别表示该仓仓库中物资Wj的现有数量和和最低储备量量，XY(Wj)-KD(Wj)表示物资Wj的可供量。各仓库库存数数据汇总成总总库存数据：：Wj={XY(K1)-KD(K1)，XY(K2)-KD(K2)，...}-②制定物资分分配方案模型和数据库之间的关系为：

物资总申请数据库物资总库存数据库物资分配模型物资分配数据库物资分配方案案是利用物资资分配模型来来完成的。物资分配数据据库中的每个记录录表示每种物物资分配给各各单位的具体体数量。②制定物资分分配方案物资分配方案案是利用物资资分配模型来来完成的一、比较可分分配情况对同一物资Wj计算：总可供量GY（各仓库可供供量之和）总申请量SQ（各单位申请请量之和）二、物资分配配方法（一）总可供供量大于等于于总申请量GY≥SQ各单位分配数数量等于它的的申请量：FB(Dj)=SQ(Dj)j=1，2，......②制定物物资分配配方案（二）总总可供量量小于总总申请量量GY<SQ有几种处处理办法法：1.按申请比比例削减减。即FB(Dj)=SQ(Dj)×GY/SQj=1，2，.......2.按优先类类别分配配各单位按按物资的的需要程程度定一一个优先先类别LP(Dj)一般分1、2、3、4等类别。。②制定物物资分配配方案对第一类类单位是是重点保保证。其其它类别别按类别别大小削削减，具具体做法法：（1）计算第第一类单单位总申申请量SQ1，且GY<SQ1时：一类单位位分配数数按比例例削减。。其它类类单位分分配数为为零。（2）当GY≥SQ1时：一类单位位的分配配数等于于申请数数其它各类类单位的的可供量量GY`=GY-SQ1②制定物物资分配配方案计算差额额△△GY=SQ`-GY`这个差额额分配到到非一类类单位中中去，利利用类别别数LP作为加权权值参与与公式计计算。（3）其它各各单位的的分配计计算其其它各类类单位的的申请量量(除一类外外)②制定物物资分配配方案③物资调调拨预处处理每种物资资的调运运中，参参加调运运的仓库库和接收收单位，，都不是是一样的的；参加调运运的仓库库是由该该仓库提提供某物物资的可可供量是是否大于于零来决决定的；；参加调运运的接受受单位要要看它接接收某物物资的分分配数是是否大于于零来决决定的；；每个仓库库到所有有接受单单位的路路程，存存入一个个距离数数据库中中；对每一种种物资，，由于参参加调运运的仓库库和单位位的不同同，则要要形成参参加调运运的实际际距离矩矩阵。原距离矩矩阵新距离矩阵解矩阵从全局距距离数据据库中挑挑选出某某物资从从仓库到到单位的的最小距距离。③物资调调拨预处处理模型和数据库之间的关系为：物资分配数据库距离数据库物资调拨预处理模型某物资实际距离矩阵某物资实实际距离离矩阵中的信息息表示从从仓库到到单位的的最小距距离利用运输输问题数数学模型型的具体体求解方方法，制制定各物物资的运运输方案案。④制定物物资运输输方案模型和数据库之间的关系为：物资分配数据库实际距离矩阵运输问题模型物资调拨数据库物资调拨拨数据库库中每条记记录表示示一物资资对所有有仓库调调拨物资资给所有有单位的的具体数数量。制定物资资调拨方方案是利利用物资资调拨数数据库中中调拨物物资的数数量。经经过物资资调拨汇汇总模型型将所有有物资各各仓库调调拨给各各地的数数量，转转换成各各仓库的的发件数数据库（（即该仓仓库给各各地物资资数量的的数据库库）和各各地的收收件数据据库（即即该地接接收各仓仓库调拨拨物资数数量的数数据库））再制成成表格，，打印各各仓库的的发件报报表和各各地的接接收报表表。⑤制定物物资调拨拨方案该物资调调拨模型型和数据据库之间间的关系系为：物资调拨拨数据库物资调拨汇总模型仓库发物物数据库单位收物物数据库制表修改仓库发物物报表单位收物物报表仓库库存存数据库单位物资资数据库说明：该决策问问题涉及及到10个数据库库，即（（1）各地申申请数据据库（2）仓库库库存数据据库（3）物资总总申请数数据库（（4）物资总总库存数数据库（（5）物资分分配数据据库（6）距离数数据库（（7）物资调调拨数据据库（8）仓库库发物物数据据库（（9）各地地收物物数据据库（（10）各地地物资资数据据库。。该决决策问问题涉涉及到到5个模型型，即即一个个汇总总模型型，一一个分分配模模型，，一个个运输输优化化模型型，一一个调调拨模模型，，一个个制表表模型型。其其中汇汇总模模型、、调拨拨模型型、制制表模模型都都是数数据处处理模模型，，属于于管理理业务务工作作。分分配模模型与与运输输优化化模型型都是是数学学模型型。分分配模模型是是属于于分配配平衡衡决策策。它它要达达到的的目标标是使使物资资分配配尽量量合理理，该该模型型中的的计算算公式式是分分配决决策方方法之之一，，也可可以采采用别别的分分配决决策方方法。。该模模型使使分配配决策策尽量量科学学化。。运输输模型型是属属于优优化决决策，