1、第3章 决策支持系统 （3）1（3）部分内容n3.4 模型库系统n3.5 组合模型的决策支持系统23.4 模型库系统模型库系统模型应用的发展：模型应用的发展：单模型多模型（无组织）模型包（简单组织）模型库菜单命令式模型库管理系统变量数组单文件文件系统（多文件）文件间相互独立数据库数据库管理系统对比数据库：31、模型库、模型库n模型库的概念n模型库的由来（模型应用水平的不断提高）n模型程序：即用即编；谁用谁编n模型程序包：结构简单；相互独立；数据不共享n模型库：共享；可重用；可管理；相关n模型库具有一定组织结构的模型集合n由模型库管理系统进行管理n每个模型都具有辅助决策能力n多个模型能有效地组织
2、成系统n多个模型的连接需要利用共享的数据库4模型库（续）模型库（续）n模型库中模型的种类及其表示n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。n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（续）n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n报表模型 人机交互的输出形式 报表模型表示为：程序形式n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
3、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。62、模型库的组织和存储、模型库的组织和存储n模型库的存储需求模型库的存储需求1个模型对应个模型对应24个文件：个文件：源程序文件源程序文件 目标程序文件目标程序文件 模型说明文件模型说明文件 数据描述文件数据描述文件7模型库的组织和存储（续）模型库的组织和存储（续）n模型库由字典库和文件库两者组成模型库由字典库和文件库两者组成n字典库字典库n作用作用n模型文件的索引模型文件的索引n便利模型的分类便利模型的分类n便利对模型的查询和修改便利对模型的查询和修改n组织结构组织结构n文本形式文本形式适用于单个模型适用于单个模型n菜单
4、形式菜单形式适用于模型软件包适用于模型软件包n数据库形式数据库形式适用于适用于DSS8模型名模型名源程序名源程序名 目标程序名目标程序名AA.c A.exe字典库 A.c源文件文件库A.exe目标文件9模型库的组织和存储（续）模型库的组织和存储（续）n模型文件库模型文件库n模型文件存储方式模型文件存储方式 在操作系统管理下存储模型文件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建立子目录存储模型文件n模型文件的调用模型文件的调用 对模型文件的运行，是通过模型字典库，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，沿着模型文件的存储路径找到该模型文件，启动它运行
5、。启动它运行。103、模型库管理系统、模型库管理系统 3.1 基本概念基本概念n模型管理技术经历了三个阶段模型管理技术经历了三个阶段（1）程序文件）程序文件（2）模型软件包）模型软件包（3）模型库管理系统）模型库管理系统113.2模型库管理系统功能模型库管理系统功能n1.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12n2、模型库的运行管理（1）模型程序的输入和编辑n输入：程序的编辑n编译：源程序到目标程序（2
6、）模型的运行控制n单独运行：由操作系统命令完成n组合运行：由DSS控制程序完成（3）模型对数据的存储n模型与数据库的接口13n3.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143.3模型库管理系统语言体系模型库管理系统语言体系n1.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模型库管理系统语言体系模型库管理系统语言体系n2.模型运行语言MRLn（1）单模型的调用、运行n用命令语言完成n（2）模型的组合运行n用集成语言编制程序控制运行n3.数据接口语言DILn模型程序通过
7、接口操作数据库163.5 组合模型的决策支持系统n组合模型辅助决策是决策支持系统研究的内容。n它需要模型库提供共享模型和数据库提供共享数据。17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多模型辅助决策系统18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、国内的政治、经济、技术影响区域的地位、作用与发展前景分析重大战略性问题研究人口、资源布局、规模发展的总目标与指
8、标体系研究结构分析与优化经济结构产业结构消费结构技术结构确定科技、经济、社会以及环境生态协调发展的总目标、总任务提出发展中的重大问题、战略对策及其概率与风险估计区域发展规划研究过程区域发展规划研究过程19 区域发展规划是一个多层次的结构体系，需要建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。立一个大的模型群进行研究。（1 1）资源与生态层）资源与生态层 研究自然资源的利弊与潜力、农业生态模式、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。资源生态和经济生产的关系。模型包括：模型包括：气象分析与预测、土地资源分类、水气象分析与预测、土地资源分类、水体聚
9、类分析、环境生产模型、综合评价模型、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、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。生态趋势仿真预测等。202122232425多模型辅助决策系统多模型辅助决策系统输入输入实际问题实际问题子问题子问题1 1子问题子问题k k子问题子问题n n模型模型1 1模型模型k k模型模型n n处理处理输出输出 输入输入处理处理输出输出输入输入处理处理输出输出人工综合汇总人工综合汇总262.模型组合技术模型组合技术 2.1 模型组合基本方法模型组合基本方法 模型的组合有多种方式，用逻辑形式表示有：模型间
10、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 模型的三种程序组合方式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。282.2 模型组合的嵌套方法模型组合的嵌套方法 pACsBDEq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。292.3模型组合程序的正确性n理论上证明了如何程序都可以用顺序、理论上证明了如何程序都可以用顺
11、序、选择、循环三种结构表示出来。选择、循环三种结构表示出来。n实践证明，以实践证明，以“顺序、选择、循环顺序、选择、循环”结结构程序设计，易于证明其正确性。构程序设计，易于证明其正确性。303.模型组合的程序设计模型组合的程序设计 在决策支持系统中，模型存放在模在决策支持系统中，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。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，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。型部件中，存取的数据在数据
12、部件中。31 在综合部件中由控制程序发出运行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命令，并将运行权交给模型库中的模型进行运行。进行运行。运行时调用数据库中的数据运行时调用数据库中的数据1，模型，模型运行完成后将数据送入数据库中数据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并将控制权交回给综合部件中控制程序的的“下步操作下步操作”。32决策支持系统模型程序运行图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综合部件综合部件模型库模型库数据库数据库下步操作33模型顺序组合运行图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
13、综合部件模型库模型库数据库数据库Run模型名B模型B数据3（下步操作）34模型选择组合结构运行图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综合部件综合部件模型库模型库数据库数据库Run模型名B模型B数据3（下步操作）条件比较GO数据4YN35模型组合循环结构运行图模型组合循环结构运行图 Run模型A模型A数据1数据2综合部件模型库数据库条 件比较YN修 改数据返回(下步操作)36决策支持系统组成n1、综合部件的控制程序n2、模型库中的模型程序n3、数据库中的数据37决策支持系统程序与一般系统程序的比较决策支持系统程序与一般系统程序的比较n1、相同处、相同处 DSS的控制程序对模型
14、的调用与一般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系统主程序对子程序的调用在程序结构上是相似的。上是相似的。38n2、不同处：、不同处：n（1）DSS中的中的“模型模型”是共享资源，同是共享资源，同一模型可以被不同一模型可以被不同DSS程序所调用。程序所调用。一般系统程序中的子程序（模块）只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。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。它不能被别的系统主程序所调用。39n（2）DSS中模型程序所使用的语言可以中模型程序所使用的语言可以不同于不同于DSS的控制程序。的控制程序。一般系统的子
15、程序（模块）和主程序一般系统的子程序（模块）和主程序的语言是一致的。的语言是一致的。结论：结论：DSS程序是利用模型程序和数据两个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，共享资源组建的。在本质上，DSS程序程序与一般系统程序是不一样的。与一般系统程序是不一样的。404.决策支持系统的决策支持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。41n决策支持系统要修改方案，只需修改综决策支持系统要修改方案，只需修改综合部件中控制的合部件中控制的模型名模型名以及该模型调用以及该模型调用的的数据库名数据库名。n决策支持系统的决策支持作用很容易在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。模型组合的控制程序中实现。42n习题：习题：28、29、30、31、32、34、36、3743（3）部分内容结束）部分内容结束44
