7-方法库、用户界面与DSS开发

1、一、方法库系统 方法库系统：是以程序方式管理和维护各种决策常用的方法和算法的系统。 由方法库和方法库管理系统构成。 方法指基本算法，比如：数学方法、数理统计方法、经济数学方法等。1 方法库又包含方法程序库和方法字典组成。 方法程序库是存储方法模块的工具，由各种通用性和灵活性比较强的可用来构成各种数学模型的方法程序组成。 方法字典用来对方法库中的程序进行登录和索引。2建立方法库的目的 为DSS提供一个合适的环境，允许计算过程本身实现交互式存取数据，从数据库选择数据，从方法库选择算法，然后结合计算。对与不同的模型，可以调用相同的算法，同一个模型也可以调用不同算法组合，提高了模型构成的灵活性，提高模

2、型的运行效率。3方法库基本数学方法统计方法优化方法预测方法计划方法函数算法各种初等插值算法拟合法平滑法外推法回归分析法方差分析法二元相关法因子分析判别分析线性规划求解方程4方法库管理系统： 实现方法库的管理，为了完成方法的建立、更新、检索、方法库与模型库之间的通信以及有关文件和方法库字典的管理，方法库管理系统应包括以下部分：（1）方法库运行控制程序。包括方法库的管理程序、方法库的存储程序、方法的链接程序、运行方法的程序、完整性与安全保护程序。5（2）语言解释器。用来解释各级界面语言。（3）数据处理程序。控制与数据库的通信。（4）模型库接口控制程序。（5）公用程序。包括辅助学习程序、字典维护程序

3、以及方法库维护程序等。6知识库知识库管理系统DSS系统结构（四库）7 建立方法库难点之一是把程序和数据综合起来，因此需要增加MBS的适应性和灵活性，MBS应有如下功能：1方法库系统是具有扩充性的程序组件，它们可以和多种数据库相联，并有与应用有关的控制系统，它把特定应用的要求转换成相应的系统程序。这里所谓“程序组件”是指可以用来进一步组合构造的基本模块。用户可以用一些基本构件来设计更为复杂的程序，这些复杂程序也加入组件集合，可作为进一步的构件，因此，组件集合呈层次结构。 8 可扩充性是指在组件集合(程序库或方法库)中随时可以加入新的组件(程序或方法)，这包括完全新建的方法和组合生成的方法。当然，

4、程序库在开始时应包括一些初步的程序，为节省开发费用，应从各种渠道获取这些程序，加以整理入库。系统应能容纳多种语言编制的方法，因而把库程序和系统程序语言联接起来就成为必不可少的一部分，这需要提供统一的接口和适当的执行环境(输入输出，空间分配等)。 9 如果把库程序的输入输出和数据库相联，应提供一种数据结构，它能和多种数据库相联。如政府部门和科研机构要通过多种经济数据来预测经济发展，这些数据来源于多方面，存在不同的数据库中，MBS应能通过各个DBMS接口来访问这些数据，应向使用者提供数据名称和查询方法，这些手段有：面向多种DBMS的接口，把数据变为程序需要的格式的变换机制，把数据提供给程序的机制和

5、数据字典(数据描述、访问权限、语义约束)。 10 用户接口方面应包括：命令名称和参数、回答信息、解释、错误信息，如果某些命令不能由相应的库程序实现，还要编制一些特定的程序，另外，用户接口还包括管理中间结果、命令生成的缩写等。 11 下面简单介绍方法库系统的结构。一般情况下，MBS应包括一个具有通用模块的基本子系统和一个具有面向具体应用模块的用户子系统。基本子系统一次实现，而完整的MBS则要在基本子系统基础上增加具有待定应用功能的模块，这种模块可以是以前开发的，也可以是从外部得到的。 12 基本子系统和用户子系统都可以分成两个层次，因此整个MBS分为四个互相联系的层次，分层的主要依据是面向应用的

6、程序。0层是最核心的，而3层则最具有应用的性质，下面简单介绍这四层结构。 13(1)0层：具有MBS最基本的功能，因而也可称为“MBS操作系统”，其主要部分有：l 对各解释器提供公共服务的中心控制器；l 对非MBS的基本接口，如文件系统、数据库管理系统、打印机和CRT终端等；l 与操作系统功能的接口，如请求和释放系统资源，从系统环境中获取各种信息，日期、时间、用户标识等，MBS的文件管理。 14(2)1层：包括与应用无关的部分，需要时装配进来，因此不是每个MBS都具备的，模块包括： 实现运用广泛的数据类型或典型产生器(参数化的数据类型）的模块。有些数据类型在与某种语言编写的方法联接时需加入到系

7、统程序中去，因此需要有些模块能进行这些数据类型之间的转换并把它加入系统程序，另外还需要对大量应用提供支持手段，如把表格相层次结构的数据类型转换成一定的文件和数据库系统的模式； 15l MBS自身文件的定义说明和处理功能l 数据字典、错误信息、提示信息等；l 常驻的数据结构的管理。16(3)2层：这层相应于程序库提供的功能。l 基本程序，较核心的有标准数学函数、统计或图形输出算法；较面向应用的有CAD算法等。许多程序可从外部获得，这些基本程序很少用到低层的功能；l 实现一些更复杂的用户要求，需要特别编制一些程序，一般来讲，这些程序需由应用领域的专家来编制，这些程序既用到基层程序，又用到1层的功能

8、；l 相应于一些新命令的用户过程，由用户在已有命令的基础上定义。17 (4)3层：相应于交互式的用户接口，包括进行语法、语义分析的解释器，并通过中心控制器调用2层相应的功能。如果从用户角度看，系统可处于不同的运行状态，如命令态、初始态、辅助态、过程态等，每种都有各自的解释器。 18二、对话子系统1、交互与系统 交互语言系统或称对话生成子系统是与用户于决策支持系统的接口部分，为用户提供交互处理的接口软件和硬件系统，提供和选择用户与决策支持系统联系的交工方式，提供对某一具体问题进行分析求解的管理功能。19它一般应包括两个基本部分：（1）交互语言系统。为用户提供输入、减少和处理功能，随时输出各种处理

9、结果信息；（2）提示系统。为方便用户使用决策支持系统而提供的一套屏幕提示功能。202、问题处理系统 问题处理系统是决策支持系统求解具体决策问题的核心部份，是交互语言系统者和知识系统的中间结果。在求解问题时，通过交互语言约系统得到用户对问题的描述和求解问题的要求；通过数据库和知识库获取与问题有关的数据和支持，对问题加以识别和利用；通过模型库系统选择适用于描述和求解问题的数学模型、通过方法库选择求解数学模型的计算方法，最后对问题的求解给出分析与评价，并通过交互语言系统将结果输出，提供给用户。因此问题处理系统是解决问题的手段。21 人机界面又称用户界面、对话系统、人机接口等，它是DSS不可缺少的重要

10、组成部分，是连接人与系统的中间纽带。早期的DSS一般利用命令语言和对话管理系统构造人机界面，这是一种简单的形式。理想纳入机界面最好用自然语言来沟通人机的联系，80年代以后出现了DSS利用语言系统LS和问题处理系统PPS来实现人机交互的功能。 22人机交互三元素 1、交互设备： 人们通过各种输入设备向系统输入各种命令、数据，包括文字、图形、图像、声音等，输出设备又向用户输出处理结果及提示信息等。交互设备构成了交互计算机系统进行人机对话的基础。232、交互软件 是计算机交互的核心，它向用户提供各种交互功能，以满足系统预定的要求。3、人的因素 不同的用户在计算机操作能力、年龄、文化程度等各方面有差异

11、，不同的人可能对操作有不同的要求。人操作也会出错，要求有较强的容错功能。24人机交互方式的设计：1、菜单：2、填表：3、命令语言式4、屏幕显示5、窗口6、报表输出25对话设计中要考虑的几个问题：1、一致性问题2、对话协调问题3、屏幕设计问题4、反馈和辅助问题5、出错控制问题6、响应时间问题26三、DSS开发27（一）开发步骤与方法开发步骤1、制定行动计划2、系统分析3、反复进行系统设计4、系统实施28（二）DSS的基本特点1、辅助决策者完成半结构化的任务2、是支持和加强，而不是代替决策者的判断3、将模型或分析技术的利用与传统的数据存取、检索功能结合起来。4、对环境的变化与管理者习惯的决策方法有

12、较强的适应性与灵活性5、DSS是用户驱动的系统，用户参与系统开发和运用的全过程，系统能快速响应用户的要求；6、DSS是模型驱动的系统，决策所依据的模型是系统分析和设计的重要对象。29（三）累接设计（ROMC） 是一种基于分解决策过程基本活动的方法，是决策者进行表达（Reprsentation）、操作（Operation）、存储（Memory aid）和控制（Control）的方法。表达：是问题概念化操作：对表达进行加工存储：表达与加工的存储支持控制：控制协调整个系统30表达：决策过程中的任何活动都有具体的内容，这些内容都可以用描述信息的概念化模型来表达，如一张图表、一幅画、一组数据或者一个方程

13、，等等。概念模式往住只存在于思维中，是很抽象的。但是，当我们希望得到计算机的支持时，一般要借助于物理媒介把这些概念模式准确、形象地表现出来，以便决策者和别人交换意见，例如，写成研究论文、写在黑板上、画在图纸上、甚至于录在磁盘、磁带上等。 31操作：在操作阶段把表述所形成的概念模式变成相应的动作。这里我们只是采用理解、设计、选择这种规范模式来帮助对决策的操作进行分类，而不涉及操作的步骤。因为对于不同的决策环境和决策过程，操作实施的步骤是不同的，往往在不同决策环节中出现同一种操作。同时还应注意处理某一个具体的决策问题时，不一定全部操作都得到使用。 32（1）分析、理解收集情息 核实数据 识别目标

14、构造问题诊断问题(2)设计收集数据 数据管理 目标定量化 确定知识框架 构造推理机 确定知识框架 构造推理机 确定知识框架 构造推理机33报告生成 模型生成 建立决策方案 方案风险分析3)选择建立方案的统计数据 在方案中作选择方案效果仿真 选择解释 解释方案34记亿辅助：在决策支持系统中应提供若于种记忆辅助来支持表述和操作的实际应用，例如：一个包含机构内部和外部信息源的数据库，数据库的视图(聚合和子集)；显示表述的内容并能保存由操作所产生的中间结果的工作空间存储工作空间内供今后使用的内容；提醒决策者该运行某钟操作的触发器等。 35控制机制：表述、操作和记忆辅助的目的是支持各种决策和不同的决策过

15、程，也就是它们对肥的开发研制具有通用的指导作用。DSS的控制机构用于引导决策者使用表述、操作和记忆辅助，以便根据他们个人的风格、技能相知识综合进行决策。因此，它的功能主要是指导决策者如何使用DSS，同时也让决策者能够获得新的风格、技能和知识以便有效地使用DSS。 36控制机制一般具有三种有用的型式： (1)让用户较方便地使用控制方法的机制，例如菜单或功能键、便于用户与系统交互。这种机制对于表述和操作，以及把表述作为操作的选择文本部十分重要。 37(2)帮助决策者掌握DSS的操作方法，支持DSS培训和DSS的使用说明，例如，自然语言错误信息表、后援命令、边实践边学习的培训方法等。决策者可利用控制

16、机制，把几种与表述有关的操作及过程合并。例如，有一种过程构造语言，它能用标准的程序控制语言进行合并工作。过程构造也提供了一种增加新型操作的机制。 38 (3)帮助决策者改变其操作的能力，例如可删改模型的结果。控制机构还要包含能改变DSS的定值助操作，例如，若一个DSS用约定的比例尺和标定惯例来提供自动绘图的操作，那么它也应该提供改变这些约定的操作。 39ROMC基本思想： 决策者和开发者在一个小而重要的子问题上取得一致意见，然后开发和设计一个原始的系统以支持所需要的决策。然后对系统进行评价、修改，并增加、扩展，如此循环，直至发展成一个稳定的、符合用户要求的系统。40开始识别决策过程的基本活动分

17、析每一活动的R、O、M、C综合所有的R、O、M、C快速建成系统AA交付使用用户满意？修改、扩展R、O、M、C开始是否ROMC方法步骤411累接设计的步骤 (1)识别一个重要的子问题。决策者或用户与系统研制者共同参加这项工作。于问题必须足够小，使得问题的性质、基于某种计算机支持的需求和这种支持的特点都是透明的。 42(2)开发一个小型但能对决策者起捕助作用的系统。系统很可能(或者说必然地)是简单的，在此框架上，可以再进一步开发。必须指出，这一步骤不包含很多的系统分析，研制者在一个极小的规模上很快地定过了系统开发过程的所有环节。 43(3)周期性地改进、扩展、修改系统。每一周期都要经过分析设计实施

18、使用评价这样一些环节。如果方法得当，用户可能并不意识到经过了这些环节。在DSS的开发中，必须重视研制者和用户的配合效果。用户是使用和评价作用，他是系统开发的参与者井应起积极作用；而研制者的任务是设计和构造系统。 44 (4)不断评价系统。在每一个周期的终绍用户都要对系统进行评价，评价是整个累接设计过程的控制机构。评价的原则是要把开发DSS的成本和效益保持在一定的范围内。对于专用DSS，提倡开发生命周期较短的系统。经过评价认为不能使用的系统就要进行淘汰。 45二、系统的柔性1、求解的柔性 给用户以方法上的灵活性、从而增强对问题的求解能力。它用于实现理解、设计和选择活动，并能探索求解问题的不同方法

19、。因此，我们利用“求解”这个词来描述这一过程。为了理解求解柔性，可以设想存在一个问题空间，这个空间的每一点表示一个特点的问题或子问题，这些子问题在空间上构成了点集，故称之为问题域。用户在问题域内搜索解决问题的能力，就是求解柔性。 462修改的柔性 它表示对专用DSS的修改能力。它能使DSS处理不同的或扩展的问题集(即问题空间中的点集)。一般它可以通过对描述、操作、存储辅助和控制机构的增加或删除来实现。 例如，可以表现出增加或删除一张图表或一幅地图、图表上的一种操作、一个暂存工作空间、菜单上的某些项目等。 473适应性秉性 问题、用户和环境的变化往往十分剧烈，用户要求重新构造完全不同的DSS，适

20、用于这种变化的能力称为适应性柔性，它往往是通过改变DSS生成器来实现的。 484发展的柔性 当开发DSS的基本技术性能变化时，系统响应这种变化的能力称为发展的柔性。它是通过能增强生成器适应能力的工具和技术的变化来实现的，也可以通过提高已有技术能力的速率和效率或采用一种全新的技术来达到。它能使DSS生成器吸收新技术以改进其适应的能力，特别是可以在硬件技术上进行开发，也可以在软件技术上进行开发。 49三、决策支持系统体系结构 系统的集成化作用在于如何把不同层次、不同类型和不同用途的模块，按着决策过程的需要组织起来，发挥支持作用。现代化的DSS既然要面向实际问题，对各种方法、技术、工具博采众长，为己

21、所用，就必须有办法把各种模块组织起来，协同动作。 50 目前，常用的集成方式有四种；网状结构、桥式结构、分层结构和塔状结构。它们各有所长，很难说究竟那一种结构好。下面简单予以介绍。 1网状结构 网络集成的基本目标是允许模型和对话系统能共享数据，并能比较容易地增加新的内容。这种结构可以使得由不同的人、在不同的地方、用不同的程序设计语言在不同的操作环境下设计的部件能组合在一起。因此，它的集成能力很强，是适应性最强的部件集成方法。 51DC1DC2DCI1DCInMC1MCpMCqMCI1MCIrMCIsDBC1DBCtDBCyCIM网状DSS结构CIM 部件接口管理器 DC对话部件DCI对话部件接

22、口 MC造模部件MCI造模部件接口DBC数据库部件52优点：容易集成单独部件；局部化部件接口简化了维护和扩展；对局部件共享灵活。缺点：多重对话部件，给使用带来了困难； 接口杂项费用和排队导致系统性能下降； 依赖一个支持多重环境、环境间通信和环境间过程管理的操作系统； 部件接口多，合成存在可靠性问题。532桥式结构 为了减少由网络结构所要求的部件接口数目，同时又保持能够方便地集成新部件的性能，提出桥式结构的概念。这种结构使用了统一的接口单元，它包括对话、局部模型、数据库等单元；同时把共享建模单元和共享的数据库单元两者之间联系在一起。局部单元不可以共享，它只为单个用户服务。 54DCL ：局部对话

23、部件 MCL 局部造模部件BC 桥接部件 MCS 共享造模部件DBCS 共享的数据库部件桥式DSS结构 553分层结构 DSS分层结构是用单个对话单元和单个数据库与多重模型单元集成，这是与集成多重对话和多重模型库的网络结构、桥式结构不同。 分层结构是所有的建模单元共享同一个对话单元相同一个数据库，建模单元的数据通信要借助于共享的数据库来完成，他们之间控制信息通信则要利用共享的对话单元来完成。 56对话部件数据库部件MC1MCpMCq夹层（分层）结构造模部件57优点：对外部数据的集成可以由单一的变换程序完成，不需要太多的部件接口。缺点： 合成外部数据难，因为只有一个数据库部件，必须对外部数据变换

24、或重新装入； 部件之间控制接口受对话和数据库部件所能提供的接口条件限制； 全部不见在同一个运行环境中运行，使不同环境下开发的部件难以合成。 58 4塔状结构 在DSS的三个主要单元中维持简单交互的同时，持各种不同的硬件设备和源数据库的选用。 塔状结构和网状结构的主要差别是，在塔状结构的每一层次上，单元都处在同一种操作环境下。 59 与分层结构一样，对每一个专用Dss，它仅有唯一的对话单元和数据库单元，而且对话、建模和数据库等单元也是分层的，不像桥式和网络结构那样混杂在一起。在与模型单元的接口方面，塔状结构与分层结构相同。它与分层结构的主要区别是，它可以支持各种用户接口设备和多个源数据库。塔状结

25、构招对话单元和数据库单元各分割为两个部分。 60对话设备驱动器对话输入输出构成器DSS数据库提取系统源数据库源数据库MC1MCpMCn设备设备设备塔型DSS体系结构对话部件造模部件数据库部件61优点：（1）提取系统的加入，类同网状结构，可以方便的结合外部数据库（2）具有分层的对话部件、造模部件和数据库管理部件（3）对话部件具有对新设备以及输入输出格式的灵活性（4）具有像夹层型结构一样的统一造模部件接口62缺点：（1）对于独立开发、需在不同环境中工作的对话部件、造模部件和数据库管理部件的集成还存在一定难度；（2）严重依赖单一的对话和数据库接口；（3）由于系统多重层次而可能会出现系统的某些性能问题

26、。63决策支持系统的三应用层次1、专用DSS 是面向用户的能够提供决策支持功能的基于计算机的信息系统。2、DSS生成器 一种能用来迅速和方便地研制构造专用DSS的计算机硬件和软件系统 。3、DSS工具 用来构造专用DSS和DSS生成器的基础技术与基本硬件和软件单元 64三个层次关系65 决策过程常常处在不断变化的经济环境之中，这就要求决策支持系统能对决策过程模型、参数、约束条件、内部外部影响因素等及时予以改变或扩充。 从这一点来看，利用DSS生成器开发专用的DSS比直接由DSS工具来开发更能灵活地适应各种变化。 66四、DSS评估 DSS系统效益评估 系统效益评估对于系统效益的评估也是整个DS

27、S开发过程中的一环。 在 一些组织中，系统效益评估在开发的前期就要进行，决策者根 据对效益评估的审查来决定投资预算（也称为风险评估 ， 只有 能为企业带来效益的项目才值得投资） ； 而在另一些组织中， 系统效益评估在DSS开发结束后进行，主要目的是对系统开发 的工作进行总结，分析项目是否取得了预想的效益。 67 信息系统评价的目的： 是检查系统是否达到预期的目标， 技术性能是否达到设计要求，系统的各种资源是否得到充分利 用，经济效益是否理想，指出系统的长处与不足，为以后的改 进与扩展提出意见。因此，对DSS的评估是一个“承上启下” 的重要环节。 68 通常对DSS项目评估时常用的三种基本方法是：投资回报 率法(ROI)、评分评估法和价值分析法。 1投资回报率法 投资回收期：投资回收期为通过新增效益，逐步收回投入资金所需的时间，它也是反映信息系统经济效益好坏的重要 指标。经简化后不考虑贴现率的投资回收期可用下式计算： T = t + I / (B C) 其中： T为投资回收期，年； t为资金投入至开始产生效益所需的时间，年；（系 统开发期） I为投资额，万元； B为系统运行后每年新增的效益，万元年； C为系统运行费