决策支持系统第三章课件.ppt

第3章 决策支持系统,（3）,1,第3章 决策支持系统 （3）1,（3）部分内容,3.4 模型库系统3.5 组合模型的决策支持系统,2,（3）部分内容3.4 模型库系统2,3.4 模型库系统,模型应用的发展：,对比数据库：,3,3.4 模型库系统模型应用的发展：单模型多模型模型包模型库菜,1、模型库,模型库的概念模型库的由来（模型应用水平的不断提高）模型程序：即用即编；谁用谁编模型程序包：结构简单；相互独立；数据不共享模型库：共享；可重用；可管理；相关模型库具有一定组织结构的模型集合由模型库管理系统进行管理每个模型都具有辅助决策能力多个模型能有效地组织成系统多个模型的连接需要利用共享的数据库,4,1、模型库模型库的概念4,模型库（续）,模型库中模型的种类及其表示数学模型 表现形式为：方程、算法和程序 计算机中采用模型程序形式，用数值计算语言（如Pascal等）编制。数据处理模型 对数据库中数据的处理，数据处理模型的基本工作为对数据的选择、投影、旋转、排序和运算等。用数据库语言（如FoxPro等）编制。,5,模型库（续）模型库中模型的种类及其表示5,模型库（续）,图形、图象模型 主要用于人机交互 图形模型表示为：向量数据形式或绘图程序形式 图象模型表示为：点阵数据形式报表模型 人机交互的输出形式 报表模型表示为：程序形式智能模型 主要是人工智能的专家系统，通过知识推理达到专家解决问题的能力。 智能模型表示为：递归能力很强的PROLOG、C语言编制的程序。,6,模型库（续）图形、图象模型6,2、模型库的组织和存储,模型库的存储需求1个模型对应24个文件： 源程序文件 目标程序文件 模型说明文件 数据描述文件,7,2、模型库的组织和存储模型库的存储需求7,模型库的组织和存储（续）,模型库由字典库和文件库两者组成字典库作用模型文件的索引便利模型的分类便利对模型的查询和修改组织结构文本形式适用于单个模型菜单形式适用于模型软件包数据库形式适用于DSS,8,模型库的组织和存储（续）模型库由字典库和文件库两者组成8,字典库,A.c,源文件,文件库,A.exe,目标文件,9,模型名源程序名 目标程序名AA.c A.exe字典库,模型库的组织和存储（续）,模型文件库模型文件存储方式 在操作系统管理下存储模型文件 建立子目录存储模型文件模型文件的调用 对模型文件的运行，是通过模型字典库，沿着模型文件的存储路径找到该模型文件，启动它运行。,10,模型库的组织和存储（续）模型文件库10,3、模型库管理系统,3.1 基本概念模型管理技术经历了三个阶段（1）程序文件（2）模型软件包（3）模型库管理系统,11,3、模型库管理系统 3.1 基本概念11,3.2模型库管理系统功能,1.模型存储的组织结构（1）模型的表示（文件形式） 程序文件（数学模型、数据处理模型） 数据文件（图形、图像等）（2）模型存储的组织结构 模型字典库 模型文件库（3）模型的查询和维护 查询、增加、删除、修改需要： 模型字典库和文件库同时进行,12,3.2模型库管理系统功能1.模型存储的组织结构12,2、模型库的运行管理（1）模型程序的输入和编辑输入：程序的编辑编译：源程序到目标程序（2）模型的运行控制单独运行：由操作系统命令完成组合运行：由DSS控制程序完成（3）模型对数据的存储模型与数据库的接口,13,2、模型库的运行管理13,3. 支持模型的组合（1）模型间的组合 多模型的顺序、选择、循环及嵌套（2）模型间数据的共享和传递 通过模型存储数据库的接口,14,3. 支持模型的组合14,3.3模型库管理系统语言体系,1. 模型管理语言MML（1）模型的存储管理 同时完成字典库和文件库的管理（2）模型的查询和维护,15,3.3模型库管理系统语言体系1. 模型管理语言MML15,模型库管理系统语言体系,2. 模型运行语言MRL（1）单模型的调用、运行用命令语言完成（2）模型的组合运行用集成语言编制程序控制运行3.数据接口语言DIL模型程序通过接口操作数据库,16,模型库管理系统语言体系2. 模型运行语言MRL16,3.5 组合模型的决策支持系统,组合模型辅助决策是决策支持系统研究的内容。它需要模型库提供共享模型和数据库提供共享数据。,17,3.5 组合模型的决策支持系统组合模型辅助决策是决策支持系统,区域发展规划系统,区域发展规划问题是典型的多模型辅助决策系统区域：社会、经济、文化、生态环境的地域空间 如县、市、国家等都是区域规划：制定未来一定时期的目标、任务及实现方案区域发展规划：分析自身的优、劣势，对比其他区域状况，制定快速发展的目标和措施。,1. 多模型辅助决策系统,18,区域发展规划系统区域发展规划问题是典型的多模型辅助决策系统1,19,自然与社会承载能力分析历史与现状分析环境影响分析国际、国内的,区域发展规划的模型群,区域发展规划是一个多层次的结构体系，需要建立一个大的模型群进行研究。 （1）资源与生态层 研究自然资源的利弊与潜力、农业生态模式、资源生态和经济生产的关系。 模型包括：气象分析与预测、土地资源分类、水体聚类分析、环境生产模型、综合评价模型、水土流失控制仿真、最佳生态结构、农业生态模式、生态趋势仿真预测等。,20,区域发展规划的模型群 区域发展规划是一个多层次的结,区域发展规划的模型群（续）,（2）产业结构层 产业结构包括：第一产业（农业等）、第二产业（工业等）、第三产业（服务业等）。研究产业结构的现状和发展趋势。 模型包括：生产函数，系统环境辨识，结构分析，产量预测，林种优化，龄级控制，系统诊断和预测，经济效益评价，相关分析，运输模拟分析，最短路径，最佳调度方案，投入产出模型，动态仿真模型等。,21,区域发展规划的模型群（续）（2）产业结构层21,区域发展规划的模型群（续）,（3）经济能源层 经济能源包括经济实力、分配与交换、能源结构、供求平衡等。 模型包括：能源结构分析，相关分析，需求预测与供需平衡，投资结构，投资效益，分配、消费相关分析，分配预测，消费预测等。,22,区域发展规划的模型群（续）（3）经济能源层22,区域发展规划的模型群（续）,（4）社会经济系统层 社会经济系统包括人口的发展和控制、劳力的使用、科技的发展、城镇建设等。 模型包括：人口模型，劳力结构与劳力转换，生育控制，科技系统模型，人才结构与教育体系，智力投资方案，医院病床预测，社会服务模型和交通运输模型等。,23,区域发展规划的模型群（续）（4）社会经济系统层23,（5）区域总体控制层 区域总体控制研究：资源生态、产业结构、经济来源、社会经济等层的宏观信息，完成区域总体设计和控制。 模型包括：层次结构模型，战略决策模型，协调反馈网络，投入产出模型，动态仿真模型，综合评审决策等。,区域发展规划的模型群（续）,24,（5）区域总体控制层区域发展规划的模型群（续）24,（1）模型个数虽然愈用愈多，但没有把这些多个模型有效地组织起来形成模型库并建立有效的模型库管理系统。 （2）各个模型用到的数据，基本是各模型自备，也没有把这些数据有效的组织起来形成数据库，并在数据库管理系统下运行。 （3）区域发展规划中各方面分别用各自模型进行分析，规划的综合仍由人来完成：对各模型的计算结果进行分析、汇总，最后由人写出区域发展规划报告。 目前大多数区域发展规划的研制，属于多模型辅助决策系统，还未达到决策支持系统的层次。 实际上，决策支持系统对于区域发展规划的研究更适合。,模型技术的应用现状,25,（1）模型个数虽然愈用愈多，但没有把这些多个模型有效地,多模型辅助决策系统,输入,26,多模型辅助决策系统输入实际问题子问题1子问题k子问题n模型1,2. 模型组合技术,2.1 模型组合基本方法 模型的组合有多种方式，用逻辑形式表示有： 模型间的关系为“与”（and）关系 例如“模型1 and模型2” 模型间的关系为“或”（or）关系 例如“模型3 or 模型4” 模型间的关系为组合“闭包”(and|or)+ 关系 例如“模型1 and模型2”or“模型3 and 模型4”,27,2. 模型组合技术 2.1 模型组合基本方法 27,模型的三种程序组合方式,其中p是判别条件，满足条件时走一分支，不满足时走另一分支。,28,模型的三种程序组合方式 其中p是判别条件，满足条件时走一分,2.2 模型组合的嵌套方法,其中A、B、C、D、E为不同模型，p、q、s是判别条件，满足条件时走一分支，不满足条件时走另一分支。,29,2.2 模型组合的嵌套方法 pACsBDEq其中A、B、C、,2.3模型组合程序的正确性,理论上证明了如何程序都可以用顺序、选择、循环三种结构表示出来。实践证明，以“顺序、选择、循环”结构程序设计，易于证明其正确性。,30,2.3模型组合程序的正确性理论上证明了如何程序都可以用顺序、,3. 模型组合的程序设计,在决策支持系统中，模型存放在模型库中，数据存放在数据库中，而控制模型的运行则在综合部件中。 这就构成了一种特殊的调用关系，即控制模型在综合部件，模型运行在模型部件中，存取的数据在数据部件中。,31,3. 模型组合的程序设计 在决策支持系统中，,在综合部件中由控制程序发出运行命令，并将运行权交给模型库中的模型进行运行。 运行时调用数据库中的数据1，模型运行完成后将数据送入数据库中数据2，并将控制权交回给综合部件中控制程序的“下步操作”。,32,在综合部件中由控制程序发出运行命令，并将运,决策支持系统模型程序运行图,下步操作,33,决策支持系统模型程序运行图Run模型名模型数据1数据2综合部,模型顺序组合运行图,34,模型顺序组合运行图 Run模型名A模型A数据1数据2综合部件,模型选择组合结构运行图,35,模型选择组合结构运行图 Run模型名A模型A数据1数据2综合,模型组合循环结构运行图,36,模型组合循环结构运行图 Run模型A模型A数据1数据2综合部,决策支持系统组成,1、综合部件的控制程序2、模型库中的模型程序3、数据库中的数据,37,决策支持系统组成1、综合部件的控制程序37,决策支持系统程序与一般系统程序的比较,1、相同处 DSS的控制程序对模型的调用与一般系统主程序对子程序的调用在程序结构上是相似的。,38,决策支持系统程序与一般系统程序的比较1、相同处38,2、不同处：（1）DSS中的“模型”是共享资源，同一模型可以被不同DSS程序所调用。 一般系统程序中的子程序（模块）只能被该系统主程序调用，并隶属于它。它不能被别的系统主程序所调用。,39,2、不同处：39,（2）DSS中模型程序所使用的语言可以不同于DSS的控制程序。 一般系统的子程序（模块）和主程序的语言是一致的。结论： DSS程序是利用模型程序和数据两个共享资源组建的。在本质上，DSS程序与一般系统程序是不一样的。,40,（2）DSS中模型程序所使用的语言可以不同于DSS的控制程序,4.决策支持系统的决策支持,由多个模型组合而成的决策支持系统，在模型组合中，可以选择不同的模型、相同的数据构成不同的决策支持系统方案； DSS也可以选择相同模型、不同的数据构成不同的决策支持系统方案； DSS还可以选择不同的模型和不同的数据构成不同的决策支持系统方案。,41,4.决策支持系统的决策支持 由多个模型组合而成,决策支持系统要修改方案，只需修改综合部件中控制的模型名以及该模型调用的数据库名。决策支持系统的决策支持作用很容易在模型组合的控制程序中实现。,42,决策支持系统要修改方案，只需修改综合部件中控制的模型名以及该,习题：28、29、30、31、32、 34、36、37,43,习题：43,（3）部分内容结束,44,（3）部分内容结束44,