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1、第十一章 决策支持系统及其发展第一页，本课件共有98页第一节第一节 DSS的产生与发展的产生与发展2022/12/42022/12/42 2第二页，本课件共有98页 决策支持系统是以信息技术为手段，应用管理科学、计算机科学及有关学科的理论和方法，针对半结构化和非结构化半结构化和非结构化的决策问题，通过提供背景材料、协助明确问题、修改完善模型、列举可能方案、进行分析比较等方式，为管理者做出正确决策提供帮助的人机交互信息系统。2022/12/42022/12/43 3第三页，本课件共有98页1.1 DSS的产生背景的产生背景电子数据处理电子数据处理EDP（Electronic Data Proce
2、ssing）管理信息系统管理信息系统MIS（Management Information Systems）决策支持系统决策支持系统DSS（Decision Support Systems）2022/12/42022/12/44 4第四页，本课件共有98页n n电子数据处理EDPEDP（Electronic Data Processing）提高了工作效率，把人们从繁琐的事务处理中解脱出提高了工作效率，把人们从繁琐的事务处理中解脱出来。缺点：仅局限于具体信息处理，不共享，不考虑整来。缺点：仅局限于具体信息处理，不共享，不考虑整体或部门情况。体或部门情况。2022/12/42022/12/45 5第
3、五页，本课件共有98页n n管理信息系统 MIS（Management Information Management Information SystemsSystems）：整整体体分分析析，系系统统设设计计，信信息息共共享享，部部门门协协调调。缺缺点点：难难于于适适应应多多变变的的内内、外外部部管管理理环环境境，对对管管理理人人员员的的决决策策帮帮助十分有限。助十分有限。2022/12/42022/12/46 6第六页，本课件共有98页n n决策支持系统DSS（Decision Support Systems）：70年代中期Keen和Scott Morton在管理决策系统（1971）一书中提
4、出。目标：对管理者做决策提供技术支持。2022/12/42022/12/47 7第七页，本课件共有98页技术背景：技术背景：运筹学模型发展已经比较完善，多目标决策分析突破了运筹学模型发展已经比较完善，多目标决策分析突破了单一效用理论的框架，计算机软、硬件及网络技术的迅单一效用理论的框架，计算机软、硬件及网络技术的迅猛发展，人工智能特别是知识处理技术的发展，数据库猛发展，人工智能特别是知识处理技术的发展，数据库技术、图形显示技术、各类工具软件的发展与完善，构技术、图形显示技术、各类工具软件的发展与完善，构成了成了DSS形成与发展的技术基础。2022/12/42022/12/48 8第八页，本课件
5、共有98页1.2 DSS的发展的发展n n70年代，Scott Morton在管理决策系统（1971）一书中首次提出DSS。n nPeter G.W.Keen等人编写了一套丛书，阐明DSS的主要观点，初步构造出的主要观点，初步构造出DSSDSS的基本框架。n n1978至1988年，年，DSS得到迅速发展，许多实用系统被开发出来，投入实际应用，产生明显效益。n n1988至现在，DSS技术持续发展，目前已基本成熟。新一代DSS研究仍然十分活跃。2022/12/42022/12/49 9第九页，本课件共有98页1.3 DSS的理论基础的理论基础n n信息论 n n计算机技术 n n管理科学与运筹
6、学 n n信息经济学 n n行为科学n n人工智能2022/12/42022/12/41010第十页，本课件共有98页 (1)(1)信息论信息论n n信息是现代科学技术中普遍使用的一个重要概念。信息是现代科学技术中普遍使用的一个重要概念。n n信息论是运用信息的观点，把系统看作是借助于信息信息论是运用信息的观点，把系统看作是借助于信息信息论是运用信息的观点，把系统看作是借助于信息信息论是运用信息的观点，把系统看作是借助于信息的获取、传送、加工处理、输出而实现其有目的性行的获取、传送、加工处理、输出而实现其有目的性行的获取、传送、加工处理、输出而实现其有目的性行的获取、传送、加工处理、输出而实现
7、其有目的性行为的研究方法。为的研究方法。为的研究方法。为的研究方法。2022/12/42022/12/41111第十一页，本课件共有98页(2)计算机技术计算机技术n n计算机软件技术计算机软件技术n n计算机硬件技术计算机硬件技术n n计算机网络技术计算机网络技术n n计算机图形处理技术计算机图形处理技术n n计算机知识处理技术等计算机知识处理技术等。2022/12/42022/12/41212第十二页，本课件共有98页 (3)管理科学与运筹学管理科学与运筹学管理科学管理科学MS（Management Science）：）：面向管理者，研究决策问题，如决策目标、面向管理者，研究决策问题，如决
8、策目标、决策效能等。决策效能等。运筹学运筹学OR（Operations Research）：）：提供一系列优化、仿真、决策等模型。提供一系列优化、仿真、决策等模型。2022/12/42022/12/41313第十三页，本课件共有98页 (4)信息经济学信息经济学 在信息时代，研究信息的产生、获得、传递、加在信息时代，研究信息的产生、获得、传递、加工处理、输出等方面的价值问题。从经济学的角工处理、输出等方面的价值问题。从经济学的角度，研究信息产生和获得的成本是多少？利润是度，研究信息产生和获得的成本是多少？利润是多少？即研究信息价值问题。多少？即研究信息价值问题。2022/12/42022/12
9、/41414第十四页，本课件共有98页 (5)行为科学行为科学 研究决策者的决策风格、在决策过程中研究决策者的决策风格、在决策过程中的决策行为等，指导的决策行为等，指导DSS的设计和开发。的设计和开发。涉及到决策者的心理学。涉及到决策者的心理学。2022/12/42022/12/41515第十五页，本课件共有98页 (6)人工智能人工智能 将人工智能技术用于管理决策是一项开拓性工作。当前研究的IDSS就是DSS与AI技术相结合的产物，它用领域专家的知识来选择和组合模型，完成问题的推理和运行，为用户提供智能的交互式接口。2022/12/42022/12/41616第十六页，本课件共有98页 人工
10、智能技术作为计算机应用研究的前沿，近十年取得了惊人的进展，呈现了光明的前景。专家系统、智能机器人和模式识别是人工智能中最活跃、最富有成果的三个研究领域。2022/12/42022/12/41717第十七页，本课件共有98页 其中专家系统（Expert Systems,即ES）研究，取得了许多实用化的成果。当今世界上已经有上万个专家系统，应用于医疗、诊断、探矿、军事、调度、质谱分析、计算机配置、辅助教育等各种领域，并已开始涉足财务分析、计划管理、工程评估、法律咨询等管理决策领域。2022/12/42022/12/41818第十八页，本课件共有98页 DSS和和ES：处处于于不不同同的的学学科科范
11、范畴畴，有有着着不不同同的的解解决决问问题题的的方方法法。DSS主主要要运运用用数数据据和和模模型型，ESES主主主主要要要要运运运运用用用用知知知知识识识识和和和和推推推推理理理理。在在在在管管管管理理理理科科科科学学学学领领领领域域域域，一一一一个个个个是是是是方方方方兴兴兴兴未未未未艾艾艾艾，一一一一个个个个是是是是后后后后起起起起之之之之秀秀秀秀，各各各各有有有有特特特特色色色色。但但但但是是是是它它它它们们们们的的的的互互互互相相相相结结结结合合合合和和和和互互互互相相相相渗渗渗渗透透透透，将将将将会会会会把把把把计计计计算算算算机机机机用用用用于于于于决决决决策策策策支支支支持持持
12、持技技技技术推向一个新的高度。术推向一个新的高度。术推向一个新的高度。术推向一个新的高度。2022/12/42022/12/41919第十九页，本课件共有98页 决策的正确性关系到经营效果和事业成败，决策理论、决策方法和决策工具的科学化和现代化是正确性的重要保证。人工智能将为DSS提供有效的理提供有效的理论和方法。例如，知识的表示和建模，推理、演绎和论和方法。例如，知识的表示和建模，推理、演绎和问题求解及各种搜索技术，再加上功能很强的人工智问题求解及各种搜索技术，再加上功能很强的人工智能语言，都为能语言，都为DSS的发展走向更加实用的阶段提供强有力的理论和方法的支持。2022/12/42022
13、/12/42020第二十页，本课件共有98页1.4 DSS与相关技术的关系与相关技术的关系n n决策与预测的关系决策与预测的关系n nDSS与与MS/OR的关系的关系n nDSS与与MIS的关系的关系n nDSS与与ES的关系的关系2022/12/42022/12/42121第二十一页，本课件共有98页 (1)决策与预测的关系n n决策：创造未来，基于预测，实现将来一个目标。决策：创造未来，基于预测，实现将来一个目标。n n预测：预言未来，基于分析、研究、仿真、实验。预测：预言未来，基于分析、研究、仿真、实验。例如：灾害预测与防灾决策、日常预测与决策、经营预测与决策、宏观预测与决策、贯序预测与
14、决策、为重大决策作预备性研究等。2022/12/42022/12/42222第二十二页，本课件共有98页 (2)DSS与MS/OR的关系MS：处理结构化结构化问题，运用分析的观点。OR：处理结构化结构化问题，研究对象主要集中在数学规划、决策论、对策论等理论和方法上。DSS：处理战略、规划等半结构化和非结构化一类的决策问题。2022/12/42022/12/42323第二十三页，本课件共有98页 (3)DSS与MIS的关系MIS：收集、传递、存储、加工处理各种信息，监测运营数据，利用历史数据预测未来，用指定的数学方法分析数据，提供全面数据和分析报告。面向管理人员管理人员，提供低层次的决策支持。D
15、SS：面向决策者，提供适当的决策支持，面向决策者，提供适当的决策支持，是是MIS的高级阶段。的高级阶段。2022/12/42022/12/42424第二十四页，本课件共有98页 (4)DSS与ES的关系 IDSS=DSS+ESES：利用知识和推理机，处理半结构化和非结构化问题。DSS：使用数据和模型，处理结构化问题，使用数据和模型，处理结构化问题，与与ES结合后，可处理半结构化和非结结合后，可处理半结构化和非结 构化问题。构化问题。2022/12/42022/12/42525第二十五页，本课件共有98页第二节第二节 DSS的基本概念的基本概念2022/12/42022/12/42626第二十六
16、页，本课件共有98页2.1 决策过程决策过程 设计方案评价方案确定目标实施方案环环 境境2022/12/42022/12/42727第二十七页，本课件共有98页2.2 决策问题的类型决策问题的类型决策问题的类型（按结构化程度分为）：决策问题的类型（按结构化程度分为）：结构化决策问题结构化决策问题半结构化决策问题半结构化决策问题非结构化决策问题非结构化决策问题2022/12/42022/12/42828第二十八页，本课件共有98页结构化程度：结构化程度：对某一过程的环境和规律，能否用明确的语言（数学的或逻辑学的，形式的或非形式的）给予清晰的描述（定量的或推理的）。2022/12/42022/12
17、/42929第二十九页，本课件共有98页n n结构化问题：结构化问题：能够描述清楚的问题。三个阶段都能使用确定的算法或决策规则。n n非结构化问题：非结构化问题：不能够描述清楚，而只能凭直觉或经验作出判断的问题。三个阶段都不能使用确定的算法或决策规则。n n半结构化问题：半结构化问题：介于两者之间的问题。一个或二个阶段能使用确定的算法或决策规则。2022/12/42022/12/43030第三十页，本课件共有98页2.3 决策问题的性质和层次决策问题的性质和层次作业调度作业调度作业调度作业调度运筹管理运筹管理运筹管理运筹管理战略规划战略规划战略规划战略规划支持需求支持需求结构化结构化结构化结构
18、化库存报表、库存报表、零件定货零件定货线性规划、线性规划、生产调度生产调度新厂位置新厂位置选择选择EDP MS/OREDP MS/OREDP MS/OREDP MS/OR半结构化半结构化半结构化半结构化股票管理、股票管理、贸易贸易开发市场、开发市场、经费预算经费预算资本获利资本获利分析分析DSSDSS非结构化非结构化非结构化非结构化为杂志选为杂志选择封面择封面聘用管理聘用管理人员人员研究、开研究、开发分析发分析经验和直经验和直觉觉2022/12/42022/12/43131第三十一页，本课件共有98页2.4 决策风格决策风格按获取数据的方式分：感知型（S）直觉型（N）感知型喜欢与特定问题有关的
19、硬数 据。直觉型喜欢描写可能性的整体信息。2022/12/42022/12/43232第三十二页，本课件共有98页按处理数据的方式分：思考型（T）感觉型（F）思考型喜欢用逻辑或其他规范化的手 段去推理。感觉型喜欢用个人的术语来考虑问 题。2022/12/42022/12/43333第三十三页，本课件共有98页组合起来，共有四种类型的决策风格：系统型（ST）思辩型（NT）司法型（SF）直观推断型（NF）2022/12/42022/12/43434第三十四页，本课件共有98页第三节第三节 DSS的构造与系统结构的构造与系统结构2022/12/42022/12/43535第三十五页，本课件共有98页
20、n nDSS的构造研究主要解决的构造研究主要解决DSS的组成问的组成问题，即组成题，即组成DSS的部件。的部件。n n现在，经典提法是：现在，经典提法是：DSS=四库系统四库系统+对话系统对话系统 （人机界面）（人机界面）n n四库系统：数据库系统、模型库系统、方四库系统：数据库系统、模型库系统、方 法库系统、知识库系统。法库系统、知识库系统。2022/12/42022/12/43636第三十六页，本课件共有98页近年来，有的学者提出增加DSS的组成部的组成部件，从而形成件，从而形成5库、库、6库、库、7库、库、8库等群库等群库结构。即：库结构。即：DSS=群库系统群库系统+对话系统对话系统
21、（人机界面）（人机界面）群库系统：群库系统：数据库、模型库、方法库、知识库、数据库、模型库、方法库、知识库、文本库、图形库、语音库、工具库、文本库、图形库、语音库、工具库、地理信息库地理信息库2022/12/42022/12/43737第三十七页，本课件共有98页 DSS的系统结构主要研究的系统结构主要研究DSS各主要部各主要部件的连接关系。件的连接关系。2022/12/42022/12/43838第三十八页，本课件共有98页3.1 人机界面技术人机界面技术主要研究内容集中在：可视化图形界面技术基于多媒体技术的界面技术自然语言界面技术2022/12/42022/12/43939第三十九页，本课
22、件共有98页3.2 数据库系统数据库系统数据库系统包括数据库及其管理系统，其基本技术与一般数据库及其管理系统基本相同。但也有自己的特点。2022/12/42022/12/44040第四十页，本课件共有98页共同点：数据的独立性 最小冗余度 最大的共享性 统一管理与控制 适当的反映时间 整体性（完整性）可修改性和可扩充性 安全和保密 简明性2022/12/42022/12/44141第四十一页，本课件共有98页DSS数据库系统的特点：面向决策支持过程组织和管理数据 面向模型、面向模型生成来使用数据 数据描述方式要面向不同的决策者2022/12/42022/12/44242第四十二页，本课件共有9
23、8页3.3 模型库系统模型库系统模型模型是以某种形式对一个系统的本质是以某种形式对一个系统的本质 属性的描述，揭示系统的功能、属性的描述，揭示系统的功能、行为及其变化规律。行为及其变化规律。模型库系统模型库系统以库的形式对模型进行组以库的形式对模型进行组 织和管理，包括模型库及模型库织和管理，包括模型库及模型库 管理系统。管理系统。2022/12/42022/12/44343第四十三页，本课件共有98页模型库模型库（Model Base）提供模型的存提供模型的存储和表示模式。储和表示模式。模型库管理系统提供模型的提取、访问、模型库管理系统提供模型的提取、访问、更新和合成等操作。更新和合成等操作
24、。2022/12/42022/12/44444第四十四页，本课件共有98页人们认识客观世界一般有三种方法：逻辑推理法 实验法 模型法模型法是我们认识客观世界的最得力、最方便、最有效的方法。2022/12/42022/12/44545第四十五页，本课件共有98页注意注意：并非所有模型都是数学模型，并非所有模型都是定量的。例如，门捷列夫元素周期表。2022/12/42022/12/44646第四十六页，本课件共有98页3.3.1 模型群 解决软科学所涉及的问题时，可利用的模型已达100多个，根据他们的功能和用途可分为若干模型群。2022/12/42022/12/44747第四十七页，本课件共有98
25、页（1）预测模型群 定性模型：特尔斐法、主观概率预测法、交叉影响巨阵法等定量模型：回归预测、平滑预测、马尔柯夫链预测等n n回归预测：一元回归、多元线性回归、非线性回归等；n n平滑预测：平均预测法、指数预测法等2022/12/42022/12/44848第四十八页，本课件共有98页（2）系统结构模型群 主要用来分析社会经济系统以及其他系统的结构，反映系统各要素之间的主要联系和关联作用，从宏观上和结构上来揭示系统的运行规律。系统结构模型、层次分析模型、投入产出模型、系统动力学模型等。2022/12/42022/12/44949第四十九页，本课件共有98页（3）数量经济模型群：计量经济模型、经济
26、 控制论模型等。（4）优化模型群：线性规划、非线性规划、动态规划、目标规划和最优控制等（5）不确定模型群：模糊数学模型、灰色模 型、随机模型等（6）决策模型群：单目标风险性决策、多目 标决策，以及一些不确定性决策方法等（7）系统综合模型群：即大系统理论。2022/12/42022/12/45050第五十页，本课件共有98页3.3.2 模型体系 解决某一特定系统工程问题的一系列模型。（从概念上）2022/12/42022/12/45151第五十一页，本课件共有98页3.3.3 模型库模型库提供模型的存储和表示模式。模型库管理系统提供模型的提取、访问、更新和合成等操作。模型的表示形式：n n模型的
27、程序表示：基于程序的表示方法。n n模型的数据表示：基于数据的表示方法。n n模型的逻辑表示：基于知识的表示方法。2022/12/42022/12/45252第五十二页，本课件共有98页3.3.4 当前研究课题n n模型的自动生成技术n n模型管理的人工智能方法n n模型管理与数据管理的结合2022/12/42022/12/45353第五十三页，本课件共有98页3.4 方法库系统方法库系统 方法库系统方法库系统（MBS）综合了数据库和综合了数据库和程序库。程序库。方法库方法库类似于程序库，包含面向多类似于程序库，包含面向多种应用的程序包或功能程序。种应用的程序包或功能程序。2022/12/42
28、022/12/45454第五十四页，本课件共有98页方法库管理系统对程序方法提供多种功能操作。n n具有扩充的程序组件n n可与多种数据库系统相连接n n可随时加入新的程序组件2022/12/42022/12/45555第五十五页，本课件共有98页3.5 知识库系统知识库系统3.5.1 基本概念基本概念数据数据客观事物的属性、数量、位置及客观事物的属性、数量、位置及 其相互关系等的抽象表示。其相互关系等的抽象表示。信息信息数据所表示的含义（语义），因数据所表示的含义（语义），因 而说而说“数据是信息的载体数据是信息的载体”。知识知识信息之间结构化的关联关系。信息之间结构化的关联关系。2022/
29、12/42022/12/45656第五十六页，本课件共有98页3.5.2 知识的分类事实指人类对客观事物属性的值或状 态的描述。（不包含任何变量）规则表示因果关系的知识，分为前提（条件）和结论两部分。规律带有变量的规则。所以，规则是 规律的例化。2022/12/42022/12/45757第五十七页，本课件共有98页3.5.3 知识的属性 真实性 相对性 不完全性 模糊性 可表示性2022/12/42022/12/45858第五十八页，本课件共有98页3.5.4 推理方法n n演绎推理：P Q，由前提到结论n n归纳推理：由个别到一般，“主观不充分置信推理”n n联想与类比n n综合与分析n
30、n预测n n假设与验证2022/12/42022/12/45959第五十九页，本课件共有98页从另外的角度还可分为n n演绎推理、归纳推理、缺省推理n n确定性推理、不确定性推理n n单调推理、非单调推理n n启发式推理、非启发式推理n n基于知识的推理、统计推理、直觉推理n n正向推理、逆向推理、混合推理、双向推理 推理控制策略2022/12/42022/12/46060第六十页，本课件共有98页3.5.5 知识库系统知识库 提供知识的表示和存储。知识库管理系统提供对知识（规则）的存储、检索、修改、检查等操作。推理机 利用知识库中的知识进行推理，对给定问题进行求解，得到结论。2022/12/
31、42022/12/46161第六十一页，本课件共有98页3.5.6 知识的表示方法一阶谓词逻辑表示语义网络表示产生式规则知识的框架表示脚本表示过程表示Petri网表示面向对象表示2022/12/42022/12/46262第六十二页，本课件共有98页第四节第四节 新一代新一代DSS的研究与发展的研究与发展2022/12/42022/12/46363第六十三页，本课件共有98页l 群决策支持系统（群决策支持系统（GDSS）l 分布式决策支持系统（DDSS）l 智能决策支持系统（IDSS）l 决策支持中心（DSC）l 战略决策支持系统（SDSS）l 智能交互综合 I3DSS2022/12/4202
32、2/12/46464第六十四页，本课件共有98页（1 1）群决策支持系统（群决策支持系统（GDSS）支持多人或集体共同决策：利用通信技术（网络、电话会议、电子信息交换）、计算机技术（多用户系统、4GL、数据库、数据分析OLAP、数数据据存存储储、数数据据仓仓库库、数数据据挖挖掘掘）和和决决策策支支持持技技术术（议议程程设设置置)、AI与推理技术、决策模型方法如决策树、风险分析、预测方法等，结构化群决策方法如德尔菲法等）相结合。2022/12/42022/12/46565第六十五页，本课件共有98页（2）分布式决策支持系统（DDSS）研究DSS在分布式环境中、与分布式技术相结合相关的技术问题。2
33、022/12/42022/12/46666第六十六页，本课件共有98页（3）智能决策支持系统（智能决策支持系统（IDSS）智智 能能 决决 策策 支支 持持 系系 统统 IDSS（Intelligent Intelligent Decision Decision Support Support SystemsSystems）是是是是 决决决决 策策策策 支支支支 持持持持 系系系系 统统统统DSS 与与人人工工智智能能AI AI（Artificial Intelligence）相相结结合合的的产产物物，它它将将人人工工智智能能中中的的知知识识表表示示与与处处理理的的思思想想引引入入到到DSS，
34、其其其其独独独独特特特特的的的的研研研研究究究究方方方方法法法法和和和和广广广广泛泛泛泛的的的的发发发发展展展展前前前前途途途途使使使使之一出现就成为决策支持技术研究的热点。之一出现就成为决策支持技术研究的热点。之一出现就成为决策支持技术研究的热点。之一出现就成为决策支持技术研究的热点。2022/12/42022/12/46767第六十七页，本课件共有98页 智能决策支持系统是以信息技术为手段，应用管理科学、计算机科学及有关学科的理论和方法，针对半结构化和非结构化半结构化和非结构化的决策问题，的决策问题，通过提供背景材料、协助明确问题、修改完善模型、通过提供背景材料、协助明确问题、修改完善模型
35、、列举可能方案、进行分析比较等方式，为管理者做出列举可能方案、进行分析比较等方式，为管理者做出正确决策提供帮助的智能型人机交互信息系统。正确决策提供帮助的智能型人机交互信息系统。2022/12/42022/12/46868第六十八页，本课件共有98页 IDSS是一个新的正在发展的研究领域，涉及IDSS的文献大量涌现。有文献将IDSS称为基于知识的DSS。尽管这些研究侧重点不尽相同，但它们的一个共同特点就是人工智能技术融于传统的DSS之中，弥补传统DSSDSS单纯依靠模型技术与数据处理技术，以及用户高度卷入而可能出现意向性偏差的缺陷。2022/12/42022/12/46969第六十九页，本课件
36、共有98页 AI与DSS技术相结合，形成了高级别的、具有知技术相结合，形成了高级别的、具有知识处理能力的识处理能力的DSS。组成：四库系统+接口。知识库、数据库、模型库、方法库及人机接口，还有问题求解模块。2022/12/42022/12/47070第七十页，本课件共有98页DSS人人 工工 智智 能能专专家家系系统统机机器器学学习习人人工工神神经经元元网网络络专家知识优势专家知识优势IDSSDSS+ES结合专家知识和结合专家知识和 DSS 模型分析的优点模型分析的优点形成智能形成智能 DSS（IDSS）提高支持非结构化决策能力提高支持非结构化决策能力知识获取困难知识获取困难知识知识库库智能智
37、能DSSDSS的基本概念的基本概念2022/12/42022/12/47171第七十一页，本课件共有98页n n 专家系统是一种知识系统 利用专家知识及知识推理等来理解与求解问题n n 将 ES ES 和传统 DSS DSS 结合而形成的 IDSSIDSS：增设了知识库、推理机与问题处理系统 人机对话部分还加入了自然语言处理功能n n IDSS IDSS 在用户决策问题的输入、决策问题的描述、决策过程的推理，问题解的求取与输出等方面 都有了显著的改进2022/12/42022/12/47272第七十二页，本课件共有98页n n 人工神经元网络采用物理器件或计算机 模拟生物体中神经网络的某些结构
38、与功能n n ANN 属于基于案例学习的模型属于基于案例学习的模型 吸取了生物神经网络的部分优点n n ANN 由许多简单处理单元互连而成 局部神经元损坏后不影响全局的活动n n ANN 具有良好的自组织、自学习和自适应能力 特别适用于处理复杂问题或开放系统 能弥补专家系统的不足 2022/12/42022/12/47373第七十三页，本课件共有98页n n典型的结构为四库结构数据库数据库模型库模型库人机接口人机接口方法库方法库管理系统管理系统模型库模型库管理系统管理系统用用 户户数据库数据库管理系统管理系统方法库方法库知识库知识库知识库知识库管理系统管理系统自然语言处理系统自然语言处理系统问
39、题处理系统问题处理系统推理机推理机智能智能DSSDSS的结构的结构2022/12/42022/12/47474第七十四页，本课件共有98页n nIDSS 具有人工智能的行为n n向人类靠拢了一大步向人类靠拢了一大步n n使不熟悉机器的人也能方便地使用 DSSDSSIDSS：更好地理解人更好地理解人 能积累已有知识能积累已有知识 能获得新知识能获得新知识 提高分析和求解能力提高分析和求解能力增设：增设：自然语言处理系统自然语言处理系统 知识库知识库 推理机推理机 问题处理系统问题处理系统2022/12/42022/12/47575第七十五页，本课件共有98页自然语言表达的自然语言表达的决策问题决
40、策问题系统能理解的方式系统能理解的方式表达的决策问题表达的决策问题人机接口人机接口自然语言处理系统自然语言处理系统问题处理系统问题处理系统语法、语义语法、语义结构分析结构分析智能智能DSSDSS的结构的结构-智能人智能人机接口机接口2022/12/42022/12/47676第七十六页，本课件共有98页问题处理系统问题处理系统工作流程工作流程 问问 题题 求求 解解 器器结构化问题结构化问题：模型选择或构造模型选择或构造 非结构化问题非结构化问题：推论或知识推理推论或知识推理 问问 题题 分分 析析 器器 问题描述问题描述 人人 机机 接接 口口自然语言处理系统自然语言处理系统 结果结果 四四
41、 库库 系系 统统求解资源求解资源智能智能DSSDSS的结构的结构-问题处理系统问题处理系统2022/12/42022/12/47777第七十七页，本课件共有98页回答知识请求回答知识请求回答知识库维护请求回答知识库维护请求知识库知识库知识库知识库管理系统管理系统推理机推理机决策知识和经验知识决策知识和经验知识特定问题领域专门知识特定问题领域专门知识从已知事实从已知事实推出新事实推出新事实智能智能DSSDSS的结构的结构-知识库子系统知识库子系统n n 知识库子系统：知识库子系统：获取、解释、表示、推理及管理与维护知识 知识：有关规则、因果关系及经验等2022/12/42022/12/4787
42、8第七十八页，本课件共有98页n n存储知识首先要表示知识n n知识的表示是知识的符号化过程n n常见的知识表示形式有：常见的知识表示形式有：逻辑表示法 语义网络表示法 产生式规则表示法 框架表示法 过程表示法2022/12/42022/12/47979第七十九页，本课件共有98页n n推理是指从已知事实推出新事实的过程n n推理一般由三部分组成：推理一般由三部分组成：大前提、小前提、结论n n例：大前提 拖债达3级及以上的客户信用低 小前提 该客户拖债达4级 结论 该客户信用低n n例：大前提 与信用低的客户做交易要谨慎 小前提 该客户信用低 结论 与该客户做交易要谨慎智能智能DSSDSS的
43、结构的结构-推理机推理机2022/12/42022/12/48080第八十页，本课件共有98页n n根据推理方向的不同，可以分出三种推理：正向推理、反向推理、正反向混合推理例：从某城市到一个无直达航班的城市 为确定坐哪些航班转达，即是简单的推理问题例：若事实M为真，且有规则为真，且有规则IF M THEN N，则，则N N为真 因此，若事实任务A A是紧急订货为真，且有规则 IF任务I是紧急订货THEN任务I按优先安排计划 则任务A就应优先安排计划2022/12/42022/12/48181第八十一页，本课件共有98页输出输出W1W1W4W4W2W2W3W3X1 X2 X3 X4X1 X2 X
44、3 X4输入输入加权加权传递传递加权和加权和Y Y处理处理单元单元输入层输入层隐蔽层隐蔽层输出层输出层ANNANN在分析与决策中的应用在分析与决策中的应用 人工神经元网络基本原理人工神经元网络基本原理2022/12/42022/12/48282第八十二页，本课件共有98页n n什么是什么是人工神经网络人工神经网络？n nT.Koholen的定义：的定义：“人工神经网络人工神经网络是由是由是由是由 具有具有具有具有适应性的简单单元组成的广泛并行互连的网络，它适应性的简单单元组成的广泛并行互连的网络，它适应性的简单单元组成的广泛并行互连的网络，它适应性的简单单元组成的广泛并行互连的网络，它的组织能
45、够模拟生物神经系统对真实世界物体所作的组织能够模拟生物神经系统对真实世界物体所作的组织能够模拟生物神经系统对真实世界物体所作的组织能够模拟生物神经系统对真实世界物体所作出的交互反应。出的交互反应。出的交互反应。出的交互反应。”2022/12/42022/12/48383第八十三页，本课件共有98页脑神经信息活动的特征脑神经信息活动的特征(1)(1)巨量并行性。巨量并行性。(2)(2)信息处理和存储单元结合在一起。信息处理和存储单元结合在一起。(3)自组织自学习功能。自组织自学习功能。2022/12/42022/12/48484第八十四页，本课件共有98页ANNANN研究的目的和意义研究的目的和
46、意义(1)(1)通过揭示物理平面与认知平面之间的映射，了解它通过揭示物理平面与认知平面之间的映射，了解它们相互联系和相互作用的机理，从而揭示思维的本们相互联系和相互作用的机理，从而揭示思维的本质，探索智能的本源。质，探索智能的本源。(2)(2)(2)(2)争取构造出尽可能与人脑具有相似功能的计算机，争取构造出尽可能与人脑具有相似功能的计算机，即即ANNANN计算机。计算机。(3)(3)研究仿照脑神经系统的人工神经网络，将在模研究仿照脑神经系统的人工神经网络，将在模式识别、组合优化和决策判断等方面取得传统计式识别、组合优化和决策判断等方面取得传统计算机所难以达到的效果。算机所难以达到的效果。20
47、22/12/42022/12/48585第八十五页，本课件共有98页神经网络研究的发展神经网络研究的发展(1)(1)(1)(1)第一次热潮第一次热潮第一次热潮第一次热潮(40-60(40-60(40-60(40-60年代未年代未年代未年代未)1943 1943 1943 1943年年年年,美国心理学家美国心理学家美国心理学家美国心理学家W.McCullochW.McCullochW.McCullochW.McCulloch和数学家和数学家和数学家和数学家W.PittsW.PittsW.PittsW.Pitts在提在提在提在提出了一个简单的神经元模型，即出了一个简单的神经元模型，即出了一个简单的
48、神经元模型，即出了一个简单的神经元模型，即MPMPMPMP模型。模型。模型。模型。1958195819581958年，年，年，年，F.RosenblattF.RosenblattF.RosenblattF.Rosenblatt等研制出了感知机等研制出了感知机等研制出了感知机等研制出了感知机(Perceptron(Perceptron(Perceptron(Perceptron）。）。）。）。(2)(2)低潮低潮低潮低潮(70(70-8080年代初年代初年代初年代初):(3)(3)第二次热潮第二次热潮第二次热潮第二次热潮 19821982年，美国物理学家年，美国物理学家年，美国物理学家年，美国物
49、理学家J.J.HopfieldJ.J.Hopfield提出提出提出提出HopfieldHopfield模型，它是一个互联的非线性动力学网络他解模型，它是一个互联的非线性动力学网络他解模型，它是一个互联的非线性动力学网络他解模型，它是一个互联的非线性动力学网络他解决问题的方法是一种反复运算的动态过程决问题的方法是一种反复运算的动态过程决问题的方法是一种反复运算的动态过程决问题的方法是一种反复运算的动态过程,这是符号逻辑这是符号逻辑这是符号逻辑这是符号逻辑处理方法所不具备的性质处理方法所不具备的性质处理方法所不具备的性质处理方法所不具备的性质.1987 1987年首届国际年首届国际年首届国际年首届
50、国际A A A ANNNN大会在圣大会在圣大会在圣大会在圣地亚哥召开，国际地亚哥召开，国际地亚哥召开，国际地亚哥召开，国际A A A ANNNN联合会成立，创办了多种联合会成立，创办了多种联合会成立，创办了多种联合会成立，创办了多种A A A ANNNN国际刊国际刊国际刊国际刊物。物。物。物。19901990年年年年1212月，北京召开首届学术会议。月，北京召开首届学术会议。月，北京召开首届学术会议。月，北京召开首届学术会议。2022/12/42022/12/48686第八十六页，本课件共有98页生物神经元网络基本模型生物神经元网络基本模型细胞体突触轴突树突输入输出信息处理电脉冲形成传输202