《信息系統(tǒng)分析與設(shè)計》第11章：信息系統(tǒng)的高級層次

2,第11章 信息系統(tǒng)的高級層次,【學(xué)習(xí)目標(biāo)】 通過本章學(xué)習(xí)，你將能夠： 理解決策支持系統(tǒng)產(chǎn)生的背景 理解決策支持系統(tǒng)的思想 理解決策支持系統(tǒng)與專家系統(tǒng)的區(qū)別,3,11.1 引 言,早期的信息系統(tǒng)是作業(yè)信息系統(tǒng)，主要實現(xiàn)工資、應(yīng)收賬款等會計業(yè)務(wù)的自動化。20世紀(jì)70年代，信息系統(tǒng)又相繼應(yīng)用于訂單處理、生產(chǎn)計劃、運輸管理等領(lǐng)域。企業(yè)信息系統(tǒng)的逐步完善使得管理業(yè)務(wù)的文書工作減少，管理費用得到控制，并且提高了服務(wù)的質(zhì)量。隨著企業(yè)經(jīng)營環(huán)境的競爭程度愈演愈烈，企業(yè)的決策問題愈來愈復(fù)雜，對信息系統(tǒng)的要求越來越高，人們由此對信息系統(tǒng)的概念又有了新的定義。即信息系統(tǒng)是為企業(yè)決策服務(wù)的。信息系統(tǒng)的開發(fā)必須充分考慮決策者的因素。,4,11.2 決策支持系統(tǒng)概念的提出,MIS只能幫助管理者對信息做表面上的組織和管理，而不能把信息的內(nèi)在規(guī)律更深刻地挖掘出來為決策服務(wù)。 在這種情況下，人們對信息系統(tǒng)概念的認(rèn)識有了更進(jìn)一步的理解信息系統(tǒng)要和人融為一體，充分發(fā)揮人的智能，系統(tǒng)分析人員和信息系統(tǒng)本身都不要企圖取代決策者去做出決策，支持決策者才是他們正確的定位。而這些正是高級層次的信息系統(tǒng)的思想內(nèi)涵。 由此，人們提出了決策支持系統(tǒng)(DSS)的概念。,5,11.3 決策支持系統(tǒng)的組成,DSS是一個不斷發(fā)展的概念，隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，DSS的思想或技術(shù)更趨成熟和完善，并更加智能化和柔性化。就是在同一時期，也可能采用不同的方法來達(dá)到?jīng)Q策支持的目的。 盡管DSS在表現(xiàn)形態(tài)上五花八門，但我們認(rèn)為基本的DSS由五部分組成：人機接口(人機對話系統(tǒng))、數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)、模型庫系統(tǒng)、知識庫系統(tǒng)和方法庫系統(tǒng)。隨著DSS技術(shù)的成熟，人們在這五個部件的基礎(chǔ)上又開發(fā)了各自的管理系統(tǒng)，即對話管理系統(tǒng)、數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)、模型庫管理系統(tǒng)、知識庫管理系統(tǒng)、方法庫管理系統(tǒng)。 下面，我們分別介紹這些部件。,6,11.3.1 人機接口,人機接口又稱為人機對話系統(tǒng)，一般的DSS都必須具備人機接口，它是DSS中連接用戶和系統(tǒng)的橋梁，起著在操作者、模型庫、數(shù)據(jù)庫、知識庫和方法庫之間傳送(包括轉(zhuǎn)換)命令和數(shù)據(jù)的重要作用。 人機接口的功能是指它的問題處理能力和它對自然語言的理解能力，即將人提出的問題和要求轉(zhuǎn)變成計算機能夠接受的行為。 人機界面的形式一般包括以下形式。 1) 提問/回答形式 2) 菜單形式 3) 命令語言 4) 窗口形式,7,11.3.2 數(shù)據(jù)庫系統(tǒng),數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)是DSS的一個最基本部件，它擁有支持決策所需的信息。 數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)一般由DSS數(shù)據(jù)庫、數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)、數(shù)據(jù)字典、數(shù)據(jù)詢問模塊和數(shù)據(jù)析取模塊組成。其中最主要的是數(shù)據(jù)庫及其管理系統(tǒng)。 1. 數(shù)據(jù)庫 2. 數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng) 1) 面向決策支持過程組織和管理數(shù)據(jù) 2) 面向模型 3) 數(shù)據(jù)描述方式要面向不同的決策者,8,11.3.3 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。 模型庫系統(tǒng)由模型庫、模型庫管理系統(tǒng)和模型字典三部分組成。 下面簡單談?wù)勀Ｐ蛶煜到y(tǒng)的三個組成部分。 1. 模型庫 2. 模型庫管理系統(tǒng) 3. 模型字典,9,11.3.4 知識庫系統(tǒng),知識庫系統(tǒng)所研究的問題幾乎涉及知識工程中的所有問題，包括：知識的獲取和解釋、知識的表示、知識的推理以及知識庫的管理和維護等。 知識獲取的主要任務(wù)是從知識源抽取知識，轉(zhuǎn)化為相應(yīng)的計算機程序，開發(fā)支持知識獲取的技術(shù)和系統(tǒng)的自學(xué)能力。 知識解釋是為了提高系統(tǒng)的理解能力，增加系統(tǒng)的自學(xué)習(xí)水平，并且實現(xiàn)系統(tǒng)的透明性，提高系統(tǒng)的可接受性。 知識庫的管理是主要針對知識庫所存儲規(guī)則的劇增和層次的日益豐富而提出的。,10,11.3.5 方法庫系統(tǒng),方法庫系統(tǒng)由方法庫、方法庫管理系統(tǒng)、內(nèi)部數(shù)據(jù)庫和用戶接口等幾個部分組成。下面重點介紹方法庫及其管理系統(tǒng)。 1. 方法庫 方法庫由方法程序庫和方法字典組成。 2. 方法庫管理系統(tǒng) 方法庫管理系統(tǒng)用于完成對方法的建立、更新、檢索、方法庫與模型庫之間的通信以及有關(guān)文件和方法庫字典的管理等。,11,11.4 數(shù) 據(jù) 倉 庫,數(shù)據(jù)倉庫是DSS的基礎(chǔ)，它是數(shù)據(jù)庫與人工智能這兩項計算機技術(shù)相結(jié)合的產(chǎn)物。經(jīng)過多年的計算機應(yīng)用和市場積累，許多商業(yè)企業(yè)已保存了大量原始數(shù)據(jù)和各種業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)，這些數(shù)據(jù)真實地反映了商業(yè)企業(yè)主體和各種業(yè)務(wù)環(huán)境的經(jīng)濟動態(tài)。 20世紀(jì)70年代出現(xiàn)并被廣泛應(yīng)用的關(guān)系型數(shù)據(jù)庫技術(shù)為解決這一問題提供了強有力的工具。從20世紀(jì)80年代中期開始，隨著市場競爭的加劇，商業(yè)信息系統(tǒng)用戶已經(jīng)不滿足于用計算機僅僅去管理日復(fù)一日的事務(wù)數(shù)據(jù)，他們更需要的是支持決策制定過程的信息。20世紀(jì)80年代中后期，出現(xiàn)了數(shù)據(jù)倉庫思想的萌芽，為數(shù)據(jù)倉庫概念的最終提出和發(fā)展打下了基礎(chǔ)。,12,11.4.1 數(shù)據(jù)倉庫的定義,數(shù)據(jù)倉庫(Data Warehouse)可以看作是在信息系統(tǒng)部門中放置將要轉(zhuǎn)化成信息的數(shù)據(jù)場所。 1. 數(shù)據(jù)倉庫的數(shù)據(jù)是面向主題的 2. 數(shù)據(jù)倉庫的數(shù)據(jù)是集成的 3. 數(shù)據(jù)倉庫的數(shù)據(jù)是不可更新的 4. 數(shù)據(jù)倉庫的數(shù)據(jù)是隨時間不斷變化的,13,11.4.2 數(shù)據(jù)倉庫的結(jié)構(gòu),1. 數(shù)據(jù)倉庫體系結(jié)構(gòu)(Data Warehouse Architecture) 數(shù)據(jù)倉庫的體系結(jié)構(gòu)如圖11-1所示。圖中反映了數(shù)據(jù)倉庫的主要元素以及與數(shù)據(jù)倉庫相互作用的主要外部實體。,14,11.4.2 數(shù)據(jù)倉庫的結(jié)構(gòu),2. 數(shù)據(jù)倉庫的邏輯結(jié)構(gòu)和物理結(jié)構(gòu) 數(shù)據(jù)倉庫中數(shù)據(jù)的基本結(jié)構(gòu)如圖11-2所示。,15,11.4.3 數(shù)據(jù)倉庫系統(tǒng),數(shù)據(jù)倉庫系統(tǒng)(DWS)是多種技術(shù)的綜合體，它由數(shù)據(jù)倉庫(DW)、數(shù)據(jù)倉庫管理系統(tǒng)(DWMS)和分析工具三部分組成，其結(jié)構(gòu)如圖11-3所示。,16,11.5 專 家 系 統(tǒng),專家系統(tǒng)(Expert System，ES)是人工智能技術(shù)的一項典型應(yīng)用。 專家系統(tǒng)是一類包含知識和推理的智能計算機程序系統(tǒng)，其內(nèi)部含有大量的某個領(lǐng)域?qū)＜宜降闹R與經(jīng)驗，能夠利用人類專家的知識和解決問題的方法來處理該領(lǐng)域問題。 專家系統(tǒng)工具可以融入到DSS中來擴展其能力，完成正規(guī)的決策支持系統(tǒng)不能完成的功能。,17,11.5.1 專家系統(tǒng)的組成,ES主要由知識庫、推理機制、知識獲取和解釋模型等子系統(tǒng)組成，如圖11-4所示。,18,11.5.1 專家系統(tǒng)的組成,1. 知識庫 2. 推理機制 3. 知識獲取子系統(tǒng) 4. 解釋子系統(tǒng),19,11.5.2 專家系統(tǒng)的工作方式,專家系統(tǒng)主要有兩種類型的工作方式：基于規(guī)則的和基于框架的方式。前者是由一組規(guī)則(if-then)組成，規(guī)則用以描述如何使用知識，得出結(jié)論；后者用節(jié)點的網(wǎng)絡(luò)表示知識，知識是按層次組織的。 1. 基于規(guī)則的系統(tǒng) 2. 基于框架的系統(tǒng),20,11.5.3 專家系統(tǒng)的適用范圍,專家系統(tǒng)通常被設(shè)計成某個特定領(lǐng)域的專家。 專家系統(tǒng)擅長于診斷、預(yù)測和計劃問題。 專家系統(tǒng)被廣泛應(yīng)用于醫(yī)療診斷中。例如，MYCIN用來幫助醫(yī)生運用病人的病歷、癥狀、檢查結(jié)果和傳染器官特征等知識診斷血液傳染病。 另一個專家系統(tǒng)擅長的領(lǐng)域是預(yù)測。 還有一種用于個人財政計劃的名叫Plan Power的專家系統(tǒng)，利用用戶的目標(biāo)、稅收、以前的投資、保險范圍及財產(chǎn)等信息，為用戶制定財政計劃。,21,11.5.4 專家系統(tǒng)的局限性,盡管專家系統(tǒng)好處很多，但它的技術(shù)和使用也有一定的局限。首先專家系統(tǒng)不能真正代替專家。專家系統(tǒng)不是真正聰明，它們不能學(xué)習(xí)獲取新的概念和規(guī)則，它們不能解決缺乏重點和清晰定義的問題。專家系統(tǒng)不能表現(xiàn)出常識。專家系統(tǒng)最基本的常識需要數(shù)以千計的命令。從真正意義上講，專家系統(tǒng)不知道它們不知道的東西是什么。在需要它們狹窄領(lǐng)域之外的經(jīng)驗時，它們無法接受這種不確定性。,22,11.6 小 結(jié),決策支持系統(tǒng)概念是在信息系統(tǒng)發(fā)展日趨成熟以及人們對信息系統(tǒng)概念的進(jìn)一步深入理解的基礎(chǔ)上提出的，信息系統(tǒng)要和人融為一體，充分發(fā)揮人的智能，信息系統(tǒng)所發(fā)揮的角色應(yīng)該是支持而不是代替人的決策。 人們所遇到的決策問題通常有結(jié)構(gòu)化決策、非結(jié)構(gòu)化決策以及半結(jié)構(gòu)化決策三種類型。而DSS則主要針對半結(jié)構(gòu)化問題的解決。 基本的DSS是由五部分組成：人機接口(人機對話系統(tǒng))、數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)、模型庫系統(tǒng)、知識庫系統(tǒng)和方法庫系統(tǒng)。,23,11.6 小 結(jié),數(shù)據(jù)倉庫是DSS的基礎(chǔ)，它是數(shù)據(jù)庫與人工智能這兩項計算機技術(shù)相結(jié)合的產(chǎn)物。我們可行形象地將數(shù)據(jù)倉庫想象為數(shù)據(jù)的半成品庫。 專家系統(tǒng)相對來說對人的決策能力要求較低。專家系統(tǒng)工具可以融入DSS中來擴展其能力，完成正規(guī)的決策支持系統(tǒng)不能完成的功能。,24,思 考