決策支持系統(tǒng)的理論基礎(chǔ)和基本構(gòu)架ppt課件

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決策支持系統(tǒng)理論和應(yīng)用,信息管理與信息系統(tǒng)教研室,1,決策支持系統(tǒng)理論和應(yīng)用,第1章 決策支持系統(tǒng)概述 第2章 決策支持系統(tǒng)的理論基礎(chǔ)和基本框架 第3章 模型庫管理系統(tǒng) 第4章 數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng) 第5章 對話管理系統(tǒng) 第7章 決策支持系統(tǒng)的設(shè)計和開發(fā) 第8章 數(shù)據(jù)倉庫與數(shù)據(jù)挖掘 第9章 競爭情報與知識管理,2,第2章 決策支持系統(tǒng)的理論基礎(chǔ) 和基本框架,2.1 決策與決策支持,決策自古有之： 宏觀上講，決策就是制定政策； 微觀上講，決策就是作出決定。,決策是對未來的方向、目標以及實現(xiàn)途徑作出決定的過程。,3,2.1 決策與決策支持,決策—— 個人或集體為了達到或?qū)崿F(xiàn)某一目標，借助一定的科學手段和方法，從若干備選方案中選擇或綜合成一個滿意合理的方案，并付諸實施的過程。,決策的特征 目的性 創(chuàng)造性 超前性 管理性,4,2.1 決策與決策支持,決策過程 （1）提出問題 （2）確定目標 （3）價值準則 （4）擬定方案 （5）分析評估 （6）選擇方案 （7）實驗驗證 （8）普遍實施,5,2.1 決策與決策支持,決策過程 （1）提出問題 （2）確定目標 （3）價值準則 （4）擬定方案 （5）分析評估 （6）選擇方案 （7）實驗驗證 （8）普遍實施,西蒙的四步驟,6,2.1 決策與決策支持,決策體系 決策過程中的各個層次、各個部門在決策活動中的決策權(quán)限、組織形式、機構(gòu)設(shè)置、調(diào)節(jié)機制和監(jiān)督方法的整個體系。,7,2.1 決策與決策支持,決策體系的組成,決策系統(tǒng),參謀系統(tǒng),信息系統(tǒng),執(zhí)行系統(tǒng),監(jiān)督系統(tǒng),8,2.1 決策與決策支持,決策體系的組成,決策系統(tǒng),參謀系統(tǒng),信息系統(tǒng),執(zhí)行系統(tǒng),監(jiān)督系統(tǒng),決策體系的核心，由負決策責任的領(lǐng)導(dǎo)者 組成，安排和指揮其他系統(tǒng) 對參謀系統(tǒng)提供的各方案進行分析權(quán)衡； 以現(xiàn)代決策技術(shù)和手段對信息系統(tǒng)提供的 大量信息進行科學處理,9,2.1 決策與決策支持,決策體系的組成,決策系統(tǒng),參謀系統(tǒng),信息系統(tǒng),執(zhí)行系統(tǒng),監(jiān)督系統(tǒng),亦稱咨詢系統(tǒng)，充分利用信息系統(tǒng)提供的 信息為決策系統(tǒng)擬定各種備選方案 進行預(yù)測、提供或評估決策方案、 反饋信息和評價效果,10,2.1 決策與決策支持,決策體系的組成,決策系統(tǒng),參謀系統(tǒng),信息系統(tǒng),執(zhí)行系統(tǒng),監(jiān)督系統(tǒng),以計算機和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)為基礎(chǔ) 完成信息的收集、加工和使用,11,2.1 決策與決策支持,決策體系的組成,決策系統(tǒng),參謀系統(tǒng),信息系統(tǒng),執(zhí)行系統(tǒng),監(jiān)督系統(tǒng),執(zhí)行決策系統(tǒng)的各項決策指令并付諸實施 將執(zhí)行情況及信息反饋到?jīng)Q策系統(tǒng)和其他 系統(tǒng)，再由決策系統(tǒng)進行追蹤決策，由此 循環(huán)前進，保證決策活動順利進行,12,2.1 決策與決策支持,決策體系的組成,決策系統(tǒng),參謀系統(tǒng),信息系統(tǒng),執(zhí)行系統(tǒng),監(jiān)督系統(tǒng),對執(zhí)行系統(tǒng)貫徹執(zhí)行決策系統(tǒng)的指令情況 進行各方面的檢查監(jiān)督 幫助決策系統(tǒng)自我調(diào)節(jié)，保證指令的順利 執(zhí)行和決策目標的勝利實現(xiàn),13,2.1 決策與決策支持,決策體系的運行,14,2.1 決策與決策支持,決策信息,數(shù)據(jù),信息,知識,智慧,15,2.1 決策與決策支持,決策信息,數(shù)據(jù),信息,知識,智慧,客觀事物的符號表示（數(shù)字、字符） 例如：45，高山等,16,2.1 決策與決策支持,決策信息,數(shù)據(jù),信息,知識,智慧,含有一定意義的數(shù)據(jù) 例如：本書價格為45元; 他的名字叫高山。,17,2.1 決策與決策支持,決策信息,數(shù)據(jù),信息,知識,智慧,發(fā)揮作用的信息 例如：衛(wèi)星照片對軍方有用， 而對普通人無用,18,2.1 決策與決策支持,決策信息,數(shù)據(jù),信息,知識,智慧,利用知識進行創(chuàng)新 例如：諸葛亮用“空城計”退兵,19,2.1 決策與決策支持,決策信息 對決策過程發(fā)生作用的消息、情報和知識的總稱。信息與決策具有相互支持和相互依賴的關(guān)系。,20,2.1 決策與決策支持,決策支持,決策支持的目的,,幫助非結(jié)構(gòu)化問題決策,支持而不是代替決策,改進決策效能而不是效率,21,2.2 決策支持系統(tǒng)的理論 與技術(shù)基礎(chǔ),信息論、人工智能、信息經(jīng)濟學、 管理科學/運籌學、行為科學等,計算機軟件技術(shù)和計算機硬件技術(shù),22,2.2 決策支持系統(tǒng)的理論 與技術(shù)基礎(chǔ),信息論,人工智能,行為科學,管理科學/運籌學,信息管理學,23,2.2 決策支持系統(tǒng)的理論 與技術(shù)基礎(chǔ),信息論,人工智能,行為科學,管理科學/運籌學,信息論的奠基人Shannon第一次把信息 定義為一個可量化的名詞，在工程、 通信以及控制理論中展現(xiàn)了一個新的領(lǐng)域。 例如：DSS在運行中的通信、控制、反饋 等概念，離開信息論會難以闡述和理解。,信息管理科學,24,2.2 決策支持系統(tǒng)的理論 與技術(shù)基礎(chǔ),信息論,人工智能,行為科學,管理科學/運籌學,人工智能為DSS提供有效而嚴密的理論和 方法的支撐 例如：知識的表示和建模、推理演繹和問題 求解、各種搜索技術(shù)以及人工智能語言,信息管理科學,25,2.2 決策支持系統(tǒng)的理論 與技術(shù)基礎(chǔ),信息論,人工智能,行為科學,管理科學/運籌學,其認知觀為DSS決策過程作出了概念上的 說明，可以通過行為科學的研究，抽象出 管理者的共性，用以指導(dǎo)DSS的研究和設(shè)計 系統(tǒng)應(yīng)符合用戶的個人要求、心理狀態(tài)和 個人能力等，因此應(yīng)該是動態(tài)、面向用戶的,信息管理科學,26,2.2 決策支持系統(tǒng)的理論 與技術(shù)基礎(chǔ),信息論,人工智能,行為科學,管理科學/運籌學,運籌學的一系列優(yōu)化、仿真、決策等模型 為DSS的模型體系和模型庫提供了基礎(chǔ)支持,信息管理科學,27,2.2 決策支持系統(tǒng)的理論 與技術(shù)基礎(chǔ),信息論,人工智能,行為科學,管理科學/運籌學,以信息為研究對象，以信息處理的規(guī)律和 方法為研究內(nèi)容，以計算機等技術(shù)為研究 工具，研究信息和知識的收集、分類、 組織、加工、傳遞、檢索、分析和服務(wù)的 理論，為DSS提供基礎(chǔ)支撐,信息管理科學,28,2.2 決策支持系統(tǒng)的理論 與技術(shù)基礎(chǔ),,影響和制約著DSS實現(xiàn)的進度,例如，計算機應(yīng)用初期，存儲硬件緊張，需借助于軟件技術(shù)，而集成技術(shù)的發(fā)展已經(jīng)實現(xiàn)了硬件的海量存儲。,DSS是一種開放的技術(shù)，一般來說，只要能面向計算機并給決策人員提供幫助，DSS都可以轉(zhuǎn)化為自己的技術(shù)。,29,2.3 決策支持系統(tǒng)基本原理,決策支持系統(tǒng)輔助決策的方式,以數(shù)據(jù)形式輔助決策,以模型和方法的方式輔助決策,以多模型組合形式 輔助決策,30,2.3 決策支持系統(tǒng)基本原理,決策支持系統(tǒng)輔助決策的方式,以數(shù)據(jù)形式輔助決策,以模型和方法的方式輔助決策,以多模型組合形式 輔助決策,最為基本的輔助決策方式 管理信息系統(tǒng)采用的方式,31,2.3 決策支持系統(tǒng)基本原理,決策支持系統(tǒng)輔助決策的方式,以數(shù)據(jù)形式輔助決策,以模型和方法的方式輔助決策,以多模型組合形式 輔助決策,較為有效的輔助決策途徑 運籌學所采用的輔助方式,32,2.3 決策支持系統(tǒng)基本原理,決策支持系統(tǒng)輔助決策的方式,以數(shù)據(jù)形式輔助決策,以模型和方法的方式輔助決策,以多模型組合形式 輔助決策,效果最好的輔助決策方式 DSS所采用的輔助方式,33,2.4 決策支持系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)形式,“三部件”結(jié)構(gòu)形式 “三系統(tǒng)”結(jié)構(gòu)形式 統(tǒng)一結(jié)構(gòu)形式,34,2.4 決策支持系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)形式,“三部件”結(jié)構(gòu)形式,1980年Sprague提出著名的決策支持系統(tǒng)的三部件結(jié)構(gòu)，包括三個子系統(tǒng)：人機交互子系統(tǒng)、模型庫子系統(tǒng)和數(shù)據(jù)庫子系統(tǒng)。,對話部件,數(shù)據(jù)部件,模型部件,35,2.4 決策支持系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)形式,“三部件”結(jié)構(gòu)形式,對話部件,模型部件,數(shù)據(jù)部件,36,2.4 決策支持系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)形式,“三部件”結(jié)構(gòu)形式,37,2.4 決策支持系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)形式,“三部件”結(jié)構(gòu)形式,對話管理系統(tǒng) DSS的人機接口，決策者作為DSS的用戶通過該子系統(tǒng) 提出信息查詢的請求或決策支持的請求。,信息查詢——進行數(shù)據(jù)庫操作，提取信息并傳送給用戶,決策支持——識別問題并構(gòu)建模型，從數(shù)據(jù)庫中讀取數(shù)據(jù)，運行模型庫中的模型，結(jié)果暫存待用或反饋。,38,2.4 決策支持系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)形式,“三部件”結(jié)構(gòu)形式,人機交互系統(tǒng)：DSS中介于用戶和計算機之間的接口， 在操作者、模型庫和數(shù)據(jù)庫之間傳送 （轉(zhuǎn)換）命令和數(shù)據(jù)的重要作用。,,既需要用戶輸入必要的信息（控制）和數(shù)據(jù) （計算），同時要向用戶顯示運行情況及最后的結(jié)果。,39,模型庫系統(tǒng)：構(gòu)建和管理模型的計算機軟件系統(tǒng)，包括 模型庫和模型庫管理系統(tǒng)兩部分。,2.4 決策支持系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)形式,“三部件”結(jié)構(gòu)形式,,DSS的核心,40,數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)：存儲、管理、提供與維護用于決策支持數(shù)據(jù) 的DSS基本部件，是支撐模型庫子系統(tǒng)的基礎(chǔ)。,2.4 決策支持系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)形式,“三部件”結(jié)構(gòu)形式,,包括數(shù)據(jù)庫、數(shù)據(jù)析取模塊、數(shù)據(jù)查詢模塊、 數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)、數(shù)據(jù)字典等部件組成。,41,2.4 決策支持系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)形式,“三部件”結(jié)構(gòu)形式,優(yōu)點： （1） 明確了“三部件”的接口與集成關(guān)系，便于DSS的 設(shè)計和關(guān)鍵技術(shù)的解決。 （2） 便于與其他系統(tǒng)相互區(qū)別,缺點： （1） 沒有突出DSS問題處理特征 （2） 沒有突出語言系統(tǒng),與MIS相比，多出模型庫系統(tǒng)且做為核心 與ES相比，是通過模型部件和數(shù)據(jù)部件的定量計算為主,隱含在對話管理系統(tǒng)中,42,2.4 決策支持系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)形式,“三系統(tǒng)”結(jié)構(gòu)形式,1981年Bonczek等人提出了決策支持系統(tǒng)的三系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，包括三個子系統(tǒng)：語言系統(tǒng)（LS）、知識系統(tǒng)（KS）和問題處理系統(tǒng)（PPS）三部分組成。,43,2.4 決策支持系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)形式,“三系統(tǒng)”結(jié)構(gòu)形式,44,2.4 決策支持系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)形式,“三系統(tǒng)”結(jié)構(gòu)形式,語言系統(tǒng)：提供給決策者的所有語言能力的總和，包括 檢索語言、描述語言、數(shù)值計算等語言,,45,2.4 決策支持系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)形式,“三系統(tǒng)”結(jié)構(gòu)形式,知識系統(tǒng)：包含問題領(lǐng)域中的大量事實和相關(guān)知識,,最基本的KS由數(shù)據(jù)文件或數(shù)據(jù)庫組成 更廣泛的KS由對問題領(lǐng)域的規(guī)律性描述， 包括數(shù)學模型（定量）和產(chǎn)生性規(guī)則（定性）。,46,2.4 決策支持系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)形式,“三系統(tǒng)”結(jié)構(gòu)形式,問題處理系統(tǒng)：（1）利用語言系統(tǒng)對問題進行形式化描述 （2）針對實際問題提出問題處理的方法 （3）利用知識系統(tǒng)提供的知識進行求解,,DSS的核心,47,2.4 決策支持系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)形式,“三系統(tǒng)”結(jié)構(gòu)形式處理問題的步驟：,問題識別——將用戶問題轉(zhuǎn)換成計算機能運行的求解 過程，通過對問題的分析、分解建立求 解問題的總框架 模型生成——生成DSS總框架模型，根據(jù)問題識別各 組成部分構(gòu)建新模型或選擇成熟模型或 集成復(fù)合模型 問題求解——通過接口和集成技術(shù)連接所需要的基本 模型和數(shù)據(jù)，組成有機整體求解問題,48,2.4 決策支持系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)形式,“三系統(tǒng)”結(jié)構(gòu)形式,優(yōu)點： （1） 突出了問題處理系統(tǒng)的重要性 （2） 明確了語言系統(tǒng)的作用 （3） 統(tǒng)一了對知識的看法,缺點： （1） 忽略了模型庫與數(shù)據(jù)庫的相互聯(lián)系 （2） 不適合與其他系統(tǒng)的區(qū)別,數(shù)據(jù) 模型 規(guī)則,LS為數(shù)據(jù)庫語言，KS為數(shù)據(jù)庫，而PPS為管理信息處理，則儼然是MIS LS為Prolog，KS為知識庫，而PPS為推理機，則儼然是ES,49,2.4 決策支持系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)形式,統(tǒng)一結(jié)構(gòu)形式,對比上述兩種結(jié)構(gòu)形式，“三部件”結(jié)構(gòu)代表DSS比“三系統(tǒng)”更為合適，但“三部件”結(jié)構(gòu)的最大弱點在于“對話部件”過于簡單，因此需要改進。,50,2.4 決策支持系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)形式,統(tǒng)一結(jié)構(gòu)形式,,綜合部件 人機交互及問題處理系統(tǒng),51,2.5 決策支持系統(tǒng)的應(yīng)用層次,專用DSS(SDSS)： 能完成實際任務(wù)，并具有決策支持功能的決策支持系統(tǒng)，它是特定的DSS,包含了一組計算機軟件，可以支持一個或一群決策者，可以處理一批相關(guān)問題。 典型例子： 警察布置方案DSS,52,2.5 決策支持系統(tǒng)的應(yīng)用層次,DSS生成器(DSSG)： 第二個技術(shù)層次，由一組相關(guān)硬件和軟件組成，可以用于迅速開發(fā)和建立專用的DSS，包括數(shù)據(jù)管理、模型管理和對話管理所需要的技術(shù)，以及能將它們有機結(jié)合起來的接口。 典型例子： GADS、EIS、IFPS和Express,53,2.5 決策支持系統(tǒng)的應(yīng)用層次,DSS工具(DSST)： 應(yīng)用于DSS開發(fā)的第三個技術(shù)層次，也是DSS開發(fā)最基本的技術(shù)層次，包括新的用于特殊目的的語言、支持對話方式的改進了的操作系統(tǒng)，以及彩色圖形顯示的硬件和支持軟件，可以開發(fā)專用的DSS，也可以開發(fā)DSSG。 典型例子： GADS就是用FORTRAN語言編寫的,54,2.5 決策支持系統(tǒng)的應(yīng)用層次,55,2.5 決策支持系統(tǒng)的應(yīng)用層次,決策者,DSS建造者,新技術(shù)研制者,56,2.5 決策支持系統(tǒng)的應(yīng)用層次,決策過程常常處在不斷變化的經(jīng)濟環(huán)境之中，這就要求決策支持系統(tǒng)能對決策過程模型、參數(shù)、約束條件、內(nèi)部外部影響因素等及時予以改變或擴充。 從這一點來看，利用DSS生成器開發(fā)專用的DSS比直接由DSS工具來開發(fā)更能靈活地適應(yīng)各種變化。,57,2.6 決策支持系統(tǒng)的體系結(jié)構(gòu),將DSS部件有效集成的五個目標： （1） 可用性 （2） 費用 （3） 性能 （4） 自適應(yīng)性 （5） 可靠性,58,2.6 決策支持系統(tǒng)的體系結(jié)構(gòu),網(wǎng)狀DSS,橋式DSS,夾層型DSS,塔型DSS,59,2.6 決策支持系統(tǒng)的體系結(jié)構(gòu),網(wǎng)狀DSS,橋式DSS,夾層型DSS,塔型DSS,CIM,60,2.6 決策支持系統(tǒng)的體系結(jié)構(gòu),網(wǎng)狀DSS,橋式DSS,夾層型DSS,塔型DSS,通過接口部分將對話、模型和數(shù)據(jù)庫部件集成，每個對話或模型部件都設(shè)有接口； 接口可以看作是一個部件與另一個部件之間的通信口，這樣可使部件之間的結(jié)合具有靈活性，即可以使獨立研制出的部件較容易結(jié)合； 部件之間的接口管理部件之間的數(shù)據(jù)和控制的通信，要求格式變換與消息同步，允許不同的模型部件和對話部件共享數(shù)據(jù)，從而使系統(tǒng)的擴展工作簡化。 GMIS是網(wǎng)狀DSS的一個例子。,61,2.6 決策支持系統(tǒng)的體系結(jié)構(gòu),網(wǎng)狀DSS,橋式DSS,夾層型DSS,塔型DSS,優(yōu)點： 容易集成單獨研制出的部件 局部化的部件接口簡化了維護和擴展 對部件共享的靈活性。,缺點： 多重對話部件給使用上帶來了困難 由于各部件之間接口的多重性、接口的松耦合的性質(zhì)，以及將原先不是為共同工作設(shè)計的部件合成起來所帶來的可靠性問題。,62,2.6 決策支持系統(tǒng)的體系結(jié)構(gòu),網(wǎng)狀DSS,橋式DSS,夾層型DSS,塔型DSS,63,2.6 決策支持系統(tǒng)的體系結(jié)構(gòu),網(wǎng)狀DSS,橋式DSS,夾層型DSS,塔型DSS,提供一個標準接口或一組標準接口以結(jié)合局部的和共享的部分，減少網(wǎng)狀DSS的部件接口的數(shù)目的同時保留了集成新部件的能力； 與網(wǎng)狀DSS相比，橋式DSS實現(xiàn)了集中化或稱之為標準化，減少了接口的數(shù)目，并將接口的管理功能集中到了橋內(nèi)； 橋式DSS最早運用于IDAMS系統(tǒng)中。,64,2.6 決策支持系統(tǒng)的體系結(jié)構(gòu),網(wǎng)狀DSS,橋式DSS,夾層型DSS,塔型DSS,65,2.6 決策支持系統(tǒng)的體系結(jié)構(gòu),網(wǎng)狀DSS,橋式DSS,夾層型DSS,塔型DSS,,每個模型部件都共享數(shù)據(jù)庫部件和對話部件，共享的數(shù)據(jù)庫部件保證模型間的數(shù)據(jù)通信，模型部件間的控制信息通信通過共享的對話部件實現(xiàn) 有由單一的對話和數(shù)據(jù)庫部件提供標準的數(shù)據(jù)和控制接口，而不是采用分開的接口 REGIS是夾層型DSS的一個例子。,66,2.6 決策支持系統(tǒng)的體系結(jié)構(gòu),網(wǎng)狀DSS,橋式DSS,夾層型DSS,塔型DSS,模型部件,67,2.6 決策支持系統(tǒng)的體系結(jié)構(gòu),網(wǎng)狀DSS,橋式DSS,夾層型DSS,塔型DSS,是較優(yōu)的結(jié)構(gòu) 包括一組源數(shù)據(jù)庫(內(nèi)部或外部),提取系統(tǒng)可以集成各種各樣的數(shù)據(jù)庫部件，所以它類似于網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)中的模型部件和數(shù)據(jù)庫之間的接口 美國IBM研究實驗室開發(fā)的GADS采用,68,2.6 決策支持系統(tǒng)的體系結(jié)構(gòu),網(wǎng)狀DSS,橋式DSS,夾層型DSS,塔型DSS,優(yōu)點： 提取系統(tǒng)的加入使得可以通過利用提取的數(shù)據(jù)庫，具有如同網(wǎng)狀DSS所具有的結(jié)合外部數(shù)據(jù)庫的靈活性； 具有分層的對話部件、模型部件和數(shù)據(jù)庫管理部件； 對話部件具有對新設(shè)備以及輸入-輸出格式的靈活性； 具有像夾層型DSS那樣的統(tǒng)一的模型部件的接口，并具有網(wǎng)狀DSS或橋式DSS中那種能將獨立研制出模型進行集成的靈活性。,69,2.6 決策支持系統(tǒng)的體系結(jié)構(gòu),網(wǎng)狀DSS,橋式DSS,夾層型DSS,塔型DSS,缺點： 對于獨立研制出的，需要在不同的運行環(huán)境中工作的對話部件、模型部件和數(shù)據(jù)庫管理部件的集成還存在一定難度 嚴重依賴于單一的對話和數(shù)據(jù)庫接口 由于系統(tǒng)的多重層次而可能會出現(xiàn)系統(tǒng)的某些性能問題。,70,