決策支持系統(tǒng)DSS的構(gòu)造與系統(tǒng)統(tǒng)結(jié)構(gòu)(二)

模型庫系統(tǒng)

模型庫系統(tǒng)是傳統(tǒng)DSS的三大支柱之一，是DSS最有特色的部件之一。與MIS相比，DSS之所以能夠?qū)Q策制訂過程提供有效的支持，除了系統(tǒng)設(shè)計(jì)思想不同之外，主要在于DSS中有能為決策者提供推理、比較、選擇和分析整個(gè)問題的模型庫。因此，模型庫及其相應(yīng)的管理系統(tǒng)在DSS中占有十分重要的位置。但是，模型庫并不是DSS必不可少的部件，少數(shù)僅通過信息服務(wù)來做決策支持的系統(tǒng)就可以沒有模型庫，一些向?qū)＜蚁到y(tǒng)發(fā)展的DSS也不太重視模型庫在DSS中的配置。由此可見，模型庫是DSS最重要的部件，但卻不是必不可少的部件。

模型庫并不追求模型本身的完美和復(fù)雜，也不認(rèn)為模型可以解決一切決策問題，它的目標(biāo)是在決策者需要的時(shí)候按照他們的要求構(gòu)造模型。模型庫所構(gòu)造的模型不一定很復(fù)雜，但一定要符合實(shí)際，建模時(shí)特別注意推理能力和決策者的干預(yù)。由于模型的生成、修改、更新、刪除、連接時(shí)經(jīng)常性的操作。所以，模型庫的管理成為非常重要的工作。

模型庫管理系統(tǒng)（MBMS）的主要功能為：

（1）模型庫于模型紫癜的定義、監(jiān)理、存儲(chǔ)、查詢、修改、刪除、插入以及重構(gòu)等；

（2）模型的選擇、監(jiān)理、拼接和組合，提供根據(jù)用戶命令將簡單的子模型構(gòu)造成復(fù)雜模型的手段；

（3）模型的運(yùn)行控制。從調(diào)用者獲取輸入?yún)?shù)，傳給模型并使模型運(yùn)行，最后把輸出參數(shù)返回到調(diào)用者，一個(gè)模型可能被另一個(gè)模型調(diào)用（甚至是多層嵌套），后者被對(duì)話命令直接調(diào)用，系統(tǒng)必須提供靈活而方便的控制手段；

（4）數(shù)據(jù)庫接口的轉(zhuǎn)換。為了減少模型對(duì)數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)的依賴，增強(qiáng)其獨(dú)立性，模型中對(duì)數(shù)據(jù)庫的訪問采用了同一的標(biāo)準(zhǔn)形式。為了與一種具體的數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)連接，必須有一個(gè)轉(zhuǎn)換接口，將標(biāo)準(zhǔn)訪問形式轉(zhuǎn)化成具體系統(tǒng)要求的形式；

模型可能需要從數(shù)據(jù)庫中檢索運(yùn)行模型所需要的數(shù)據(jù)參數(shù)，在運(yùn)行后，又可能要將輸出結(jié)果存入數(shù)據(jù)庫中，以便進(jìn)一步處理，或者作為其他模型的輸入，如此圍繞數(shù)據(jù)庫把各種模型有機(jī)的結(jié)合起來是決策支持系統(tǒng)的一種理想構(gòu)造形式。

知識(shí)庫系統(tǒng)

當(dāng)DSS向智能方向發(fā)展時(shí)，知識(shí)和推理的研究就顯得越來越重要。事實(shí)上，也只有當(dāng)知識(shí)和推理技術(shù)被嫻熟的用于DSS時(shí)，才可能真正達(dá)到?jīng)Q策支持所提出的目標(biāo)。

DSS設(shè)立知識(shí)庫，其總目的是為了擴(kuò)大與決策者共有的論域，以便更好的溝通思維。具體地講，開發(fā)知識(shí)庫時(shí)應(yīng)該考慮如下問題：

·為自然語言理解創(chuàng)立語義和語用環(huán)境；

·為建模和數(shù)值計(jì)算提供必要的分析基礎(chǔ)；

·補(bǔ)充和延拓決策人員的思維能力；

這三個(gè)問題所涉及到的知識(shí)領(lǐng)域是一致的，所以，在表達(dá)知識(shí)和設(shè)計(jì)知識(shí)庫框架時(shí)，不再將這些問題劃分為子系統(tǒng)，而是將它們納入到統(tǒng)一的框架中。

開發(fā)知識(shí)庫的關(guān)鍵技術(shù)是：知識(shí)的獲取和解釋、知識(shí)的標(biāo)識(shí)、知識(shí)的推理以及知識(shí)庫的管理和維護(hù)。從本質(zhì)上講，這些技術(shù)和知識(shí)工程，專家系統(tǒng)所使用的技術(shù)沒有本質(zhì)上的區(qū)別，因此，在DSS的研究中完全可以借鑒知識(shí)工程和專家系統(tǒng)的一些成果。但是，也應(yīng)該注意到它們之間的一些區(qū)別，最主要的差別在于DSS特別重視推理和計(jì)算的結(jié)合，以及機(jī)器推理對(duì)于決策者思維的延拓能力。在專家系統(tǒng)中計(jì)算是很上的，幾乎沒有數(shù)據(jù)模型的概念，知識(shí)的結(jié)構(gòu)和形式比較確定。

當(dāng)我們選擇知識(shí)庫的描述框架時(shí)，同時(shí)也應(yīng)該考慮準(zhǔn)備采用的推理機(jī)制，所謂推理是指依據(jù)一定的原則從已有的事實(shí)中推出結(jié)論的過程，推理有多種類型。

在知識(shí)庫系統(tǒng)中，推理過程是對(duì)知識(shí)的選擇和運(yùn)用的過程，我們稱之為基于知識(shí)的推理。演繹推理和歸納推理是其基本方法和核心內(nèi)容，邏輯推理和似然推理是其主要特征。所謂演繹推理是指由一組前提必然的推導(dǎo)出某個(gè)結(jié)論的過程。歸納推理是指以某個(gè)命題為前提，推論出與其有歸納關(guān)系的其他命題的過程，歸納關(guān)系可以從特殊到一般，也可以從特殊到特殊。演繹推理是從已知的真理中抽出它所包含的真理。若前提為真，則作為它的一部分的結(jié)論必為真，結(jié)論也并不一定為真，因此，歸納推理能夠斷定新的內(nèi)容，增加新知識(shí)。在目前的知識(shí)庫系統(tǒng)中主要使用演繹推理，而歸納圖利則多用于系統(tǒng)的自學(xué)習(xí)方面。

邏輯推理所處理的事實(shí)與結(jié)論之間存在著確定的因果關(guān)系，事實(shí)也是確定的，故又稱為確定性推理；相應(yīng)的，似然推理又稱為不確定性推理，它所處理的事實(shí)與結(jié)論之間存在著某種不確的因果關(guān)系或者是事實(shí)是不確定的。

推理機(jī)是基于知識(shí)推理的計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)，它包括推理和控制量方面?？刂撇呗詻Q定了知識(shí)急性選擇的方法，對(duì)推理效果與推理效率有重要影響。常用的控制策略有三種：數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)推理（又稱前項(xiàng)推理）、目標(biāo)驅(qū)動(dòng)控制（又稱反響推理）和混合控制（又稱雙向推理）。數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)控制適于解空間很大的問題，其主要缺點(diǎn)是盲目推理，求解了許多與總目標(biāo)無關(guān)的子目標(biāo)；目標(biāo)驅(qū)動(dòng)控制則適合于解空間較小的問難題，其不足在于目標(biāo)選擇盲目，不允許用戶主動(dòng)提供信息來指導(dǎo)推理過程；混合控制則綜合了兩者的優(yōu)點(diǎn)，通過數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)幫助選擇目標(biāo)，通過目標(biāo)驅(qū)動(dòng)求解該目標(biāo)。

方法庫系統(tǒng)

方法庫系統(tǒng)（MBS）主要是一個(gè)軟件系統(tǒng)，它綜合了數(shù)據(jù)庫和程序庫。在早期的方法庫系統(tǒng)中，人們采用了面向多種應(yīng)用的程序包，它們具有某一特定應(yīng)用領(lǐng)域的功能程序，用以描述數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和功能要求的通用、格式化的接口，通過內(nèi)部的數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)處理存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)。為了擴(kuò)大應(yīng)用范圍，程序庫的規(guī)模更大，并且是層次結(jié)構(gòu)的，通過信息服務(wù)手段來選取程序，同時(shí)有了增加程序庫的功能；用戶接口是前后一致的交互式接口，用戶只需要一定的語言形式來描述與決策相關(guān)的部分。但是，由于數(shù)據(jù)管理依然是面向內(nèi)部的，外部的數(shù)據(jù)源很難引入，程序庫中又有很多限制難于引入外部程序。

綜上所述，建立方法庫的難點(diǎn)之一是把程序和數(shù)據(jù)綜合起來，因此需要增加MBS的適應(yīng)性和靈活性，新一代MBS應(yīng)有如下功能。

（1）方法庫系統(tǒng)是具有擴(kuò)充性的程序組件，它們可以和多種數(shù)據(jù)庫相連，并由于應(yīng)用有關(guān)的控制系統(tǒng)。它把特定應(yīng)用的要求轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的系統(tǒng)程序。所謂的“程序組件”是指可以用來進(jìn)一步組合構(gòu)造的基本模塊。用戶可以用一些基本構(gòu)建來設(shè)計(jì)更為復(fù)雜的程序，這些復(fù)雜程序也加入組件集合，可作為進(jìn)一步的構(gòu)件，因此，組件集合呈層次結(jié)構(gòu)。

（2）可擴(kuò)充性是指在組件稽核（程序庫或方法庫）中隨時(shí)可以加入新的組件（程序或方法），這包括完全新建的方法和組合生成的方法。當(dāng)然，程序庫在開始時(shí)應(yīng)該包括一些初步的程序，為節(jié)省開發(fā)費(fèi)用，應(yīng)從各種渠道獲取這些程序，加以整理入庫。系統(tǒng)應(yīng)該能夠容納多種語言編制的方法，因而把庫程序和系統(tǒng)程序語言連接起來成為必不可少的一部分。如果把庫程序的輸入輸出和數(shù)據(jù)庫相連，應(yīng)提供一種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，它能和多種數(shù)據(jù)庫相連。如政府部門和科研機(jī)構(gòu)同通過多種經(jīng)濟(jì)數(shù)據(jù)來預(yù)測經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，這些數(shù)據(jù)來源于多方面，存在不同的數(shù)據(jù)庫中，MBS應(yīng)能通過各個(gè)DBMS接口來訪問這些數(shù)據(jù)，應(yīng)向使用者提供數(shù)據(jù)名稱和查詢方法，這些手段有：面向多種DBMS的接口，把數(shù)據(jù)變?yōu)槌绦蛐枰母袷降淖儞Q機(jī)制，把數(shù)據(jù)提供給程序的機(jī)制和數(shù)據(jù)字典（數(shù)據(jù)描述、訪問權(quán)限、語義約束等）。

用戶接口方面應(yīng)包括：命令名稱和參數(shù)、回答信息、解釋及錯(cuò)誤信息，如果某些命令不能有相應(yīng)的庫程序?qū)崿F(xiàn)，還要編制一些特定的程序，另外，用戶接口還包括管理中間結(jié)果、命令生成的縮寫等。

一般情況下MBS應(yīng)包括一個(gè)具有通用模塊的基本子系統(tǒng)和一個(gè)具有面向具體應(yīng)用模塊的用戶自系統(tǒng)。基本子系統(tǒng)一次實(shí)現(xiàn)，而完整的MBS則要在基本子系統(tǒng)基礎(chǔ)上增加具有特定應(yīng)用功能的模塊，這種模塊可以使以前開發(fā)的，也可以使從外部得到的。

基本子系統(tǒng)和用戶子系統(tǒng)都可以分成兩個(gè)層次，因此，整個(gè)MBS分為四個(gè)互相聯(lián)系的層次，分層的主要依據(jù)是面向應(yīng)用的程序。0層是最核心的，而3層則是最具有應(yīng)用的性質(zhì)的。

（1）0層：具有MBS最基本的功能，因而也成為MBS操作系統(tǒng)，其主要部分有：

·對(duì)各解釋器提供公共服務(wù)的中心控制器；

·對(duì)非MBS的基本接口，如文件系統(tǒng)、數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)、打印機(jī)和CRT終端等；

·與操作系統(tǒng)的接口，如請(qǐng)求和釋放系統(tǒng)資源，從系統(tǒng)環(huán)境中獲取各種信息，如日期、時(shí)間、用戶標(biāo)示等；

（2）1層：包括與應(yīng)用無關(guān)的部分，需要時(shí)裝配進(jìn)來，因此不是每個(gè)MBS必備的，這些模塊包括：

·實(shí)現(xiàn)運(yùn)用廣泛的數(shù)據(jù)類型或典型產(chǎn)生器（參數(shù)化的數(shù)據(jù)類型）的模塊。有些數(shù)據(jù)類型在與某種語言編寫的方法連接時(shí)需繳入到系統(tǒng)程序中去，因此需要有些模塊能進(jìn)行這些數(shù)據(jù)類型之間的轉(zhuǎn)換并把它加入系統(tǒng)程序中；

·MBS自身文件的定義說明和處理功能，這些文件包括的信息有中間結(jié)果、目錄、數(shù)據(jù)字典、錯(cuò)誤信息、提示信息等；

·常駐的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)管理；

（3）2層：型英語程序庫提供的功能

·基本程序，較核心的有標(biāo)準(zhǔn)數(shù)學(xué)函數(shù)，統(tǒng)計(jì)或圖形數(shù)據(jù)算法。許多程序可從外部獲得，這些基本程序很少用到低層的功能；

·實(shí)現(xiàn)一些更復(fù)雜的用戶要求，需要特別編制一些程序，一般來講，這些程序需由應(yīng)用領(lǐng)域的專家來編制，這些程序既用到基層程序，又用到1層功能；

·相應(yīng)于一些新命令的用戶過程，由用戶在已有命令的基礎(chǔ)上定義；

（4）3層：相應(yīng)于交互式的用戶接口，包括進(jìn)行語法、語義分析的解釋器，并通過中心控制器調(diào)用2層的功能。如果從用戶角度看，系統(tǒng)可處于不同的運(yùn)行狀態(tài)，如命令態(tài)、初始態(tài)、輔助態(tài)、過程態(tài)等，每種都有各自的解釋器。