决策支持系统组成及实践

决策支持系统由数据库子系统、模型库子系统、知识库子系统及人机接口子系统组成，各组成部分的关系如图8-2所示。

图8-2 决策支持系统结构图

1．数据库子系统

数据库是决策的信息来源，数据库子系统是DSS的基础。用户使用DSS进行决策时，所需的数据是多种多样的，有的是内部数据，有的是外部数据，因此DSS的数据库管理系统应该能管理多种数据库。数据库子系统的组成如图8-3所示。

图8-3 数据库子系统

DSS数据库子系统的主要工作就是进行一系列复杂的数据转换过程。

（1）数据库的主要功能

利用数据获取和数据提炼过程，综合多种数据源的数据；能快捷地增添或减少数据源；利用决策者的语言描述数据的逻辑结构，便于决策者进行必要的增加和删除；能处理个人的和非正式的数据的能力，决策者可以在个人判断的基础上进行不同方案的试验；具有管理广泛数据的能力。

（2）源数据库和DSS数据库

·源数据库：这是原始的数据库，包括外部数据源和内部数据源。这些数据通常不能直接用于模型库的计算或知识库的推理，源数据库就像统计局的统计报表，内容比较庞杂。

·DSS数据库：可以用数据析取部件，从源数据库中抽取某部分内容，形成DSS数据库。

（3）数据库子系统的组成

·DSS数据库：又称为二级数据库，它由数据析取模块形成，源数据库的数据不是全部进入DSS数据库，而是根据需要析取，提供给模型和人机接口部分使用。在DSS中，二级数据库的生成与模型库的接口，是由计算机自动进行的。

·数据析取模块：它为模型运行准备和组织数据，包括数据获取、提炼和输入等。

·数据库管理系统：用来提供存取数据库中数据的功能。

·数据字典：用来维护系统中的数据定义、类型描述和数据源的描述。

·数据查询模块：用来解释来自其他子系统的数据请求，通过查阅数据字典来确定如何满足这些请求，并阐述对DBMS的数据请求，最后将结果返回给人机接口子系统。

2．模型库子系统

模型库子系统包括模型库（Model Base，MB）和模型库管理系统（Model Base Management System，MBMS），它是决策支持系统的核心，模型库子系统难以实现。模型库子系统的组成如图8-4所示。

图8-4 模型库子系统

建立DSS模型主要是采用功能较强的建模语言和一套建模过程，以及与数据管理功能类似的模型管理功能。

（1）模型库子系统的主要功能

具有快捷地产生新模型的能力；具有存取和集成“积木式”模型的能力，即存取和集成模型“建造块”的能力；具有支持各级决策者广泛利用模型进行分类和维护的能力；能通过数据库适当连接相互关联的模型；具有存储、建造、修改、连接和调用模型的机制。

（2）模型库子系统的三个层次

·应用层：是为决策者设计的专用的或共享的模型子系统。

·生成级：由模型库管理系统、用户接口系统、数据管理系统、基础库等部分组成，其用户是设计人员。根据用户的要求，可以利用DSS来建立和维护有关系统。

·工具级：是一些专用的或通用的软件，如构造模型的软件、图形软件、文字处理工具和模型化语言等。

通常的模型库子系统介于应用级和生成级之间，生成级是模型库系统的核心，在它的支持之下，决策者可以根据自己的意图来建立和使用模型。

（3）模型库子系统的组成

·模型库：是DSS的核心部分，用于存储模型，模型库由源码库和目标码库两部分组成。它是各种模型的集合，在软件的结构中，由许多程序模块组成。

·模型字典：用来存放有关模型的描述信息（如限制、约束等）和模型的有关数据。

·内部数据库：这是模型库系统自己含有的数据库，它与总系统中的数据库是两个逻辑上独立的实体，可以由同一数据库管理系统支持。

·模型库管理系统：其功能是管理模型的建立、维护、调用、查询、运行、检验和评价，并进行集中的控制。(www.xing528.com)

（4）模型库子系统管理的模型类型

一类是标准模型，如规划模型、网络模型等，这些模型按照某些常用的设计语言编程，并存于模型库中；另一类是用户应用建模语言自建的专用模型。

（5）模型库的模型分类

按照模型求解的方法，可以把模型分为模拟方法类、规划方法类、计量方法类、投入产出方法类等。其中每一类又可分为若干子类，如规划方法类可以分为线性规划、非线性划、单目标规划、多目标规划等。

模型按照经济内容可以分为：

·预测类模型：如产量预测模型、人口预测模型等。

·综合平衡模型：如生产计划模型、投入产出模型等。

·结构优化类模型：如能源结构优化模型、工业结构优化模型等。

·经济控制类模型：如财政、税收、信贷、物价、工资、利率、汇率等对国家经济的综合控制模型。

（6）模型在计算机中的存储方式

模型在计算机中的存储方式有以下三种：

①作为子程序存储，该方法适用于一切计算机的子程序，但不利于管理。

②作为数据存储，该方法把模型看成一组用数据表示的关系，这种存储方式便于利用数据库管理系统来对模型库的管理，使模型库和数据库能用统一的方法进行管理。

③作为语句存储，该方法需要用一定的语言把模型写成语句集合，然后把每条语句作为一个记录存入文件。例如可以将C语言编写的语句集合，集中放到Foxpor数据库文件中。

3．人机接口子系统

人机接口子系统（Dialogue Generation Management System，DGMS）常称为对话子系统。它由用户、终端和会话生成管理系统三部分组成。人机接口子系统如图8-5所示。

图8-5 人机接口子系统

（1）人机接口子系统的主要功能

·处理各种对话形式的能力，并具备人机相互理解和适应的功能。

·使用户了解系统中现有的模型情况，包括数量、功能运行等要求。

·使用户了解系统中现有数据的情况，包括模式、完整程度、数值及某些统计情况。

·系统可以提示，使用户自由选择模型或方法，通过运行，使用户以合理有效的方式取得分析结果或预测结果。

·为用户的会话提供灵活支持的能力。例如通过“What-if”方式的提问。通过对用户的学习和自适应，合理调用系统中的数据、知识、方法和模型。

·在决策过程结束之后，能把反馈结果送入系统，对现有模型提出评价及修改意见。

·当需要的时候，可以按照使用者要求的方式，方便地输出图形及表格。

（2）人机接口子系统的组成

它由输入解析模块、输入处理模块、输出处理模块、图表生成模块和控制器及屏幕编辑器共5个部分组成。

（3）人机接口子系统研制的要求

由于决策者大多是非计算机人员，所以要求系统使用方便、灵活性好。人机接口子系统是DSS开发的重点之一，研制DSS软件费用的大部分是用于该子系统的软件开发与维护，这也是DSS设计成败的关键。

（4）人机接口子系统所采用的对话技术

目前计算机中使用的人机对话多数采用窗口技术，其对话方式有：菜单式对话、回答式对话、命令语言式对话、输入/输出表格式对话等。

4．知识库子系统

知识库子系统的作用实际上就是专家系统，知识库主要支持半结构化和非结构化的决策问题（采用知识和推理的方法）。

专家系统（Expert System，ES）是人工智能（Artificial Intelligence，AI）的实际应用。专家系统是指一个基于知识的程序设计方法建立起来的计算机软件系统，它拥有某个特殊领域内专家的知识和经验，并能向专家那样运用这些知识，通过推理，做出智能决策。

由于人类专家的价格昂贵稀少，而计算机又很普及，专家系统在技术上日益成熟，这些为用计算机专家系统代替人类专家创造了条件。