|
|
Информационные технологии управления. Информационные технологии и информационные системы Информация. Информатика. Микроэлектроника
Структура СППР
В состав системы поддержки принятия решений входят три главных компонента: база данных, база моделей и программная подсистема, которая состоит из трех подсистем: системы управления базой данных (СУБД), системы управления базой моделей (СУБМ) и системы управления интерфейсом между пользователем и компьютером. Структура СППР, а также функции составляющих ее блоков, определяющих основные технологические операции, представлены на рисунке.
БД и СУБД
Любая система поддержки принятия решений содержит подсистему данных, которая состоит из двух основных частей: БД и системы управления базой данных (СУБД). БД играет в информационной технологии поддержки принятия решений важную роль. Данные могут использоваться непосредственно пользователем для расчетов при помощи математических моделей. СППР получают информацию из управленческих и операционных ИС.
Источники данных и их особенности
часть данных поступает от информационной системы операционного уровня. Эффективность их использования определяется предварительно обработкой:
системой управления базой данных, входящую в состав системы поддержки принятия решений;
за пределами системы поддержки принятия решений, создав для этого специальную базуданных. Этот вариант более предпочтителен для предприятий, производящих большое количество операций. Обработанные данные об операциях образуют файлы, которые для повышения надежности и быстроты доступа хранятся за пределами системы поддержки принятия решений.
внутренние данные, например данные о движении персонала, инженерные данные и т.п., которые должны быть своевременно собраны, введены и поддержаны
данные из внешних источников. В числе необходимых внешних данных следует указать данные о конкурентах, национальной и мировой экономике. В отличие от внутренних данных внешние данные обычно приобретаются у специализирующихся на их сборе организации.
документы, включающих в себя записи, письма, контракты, приказы и т.п. Если содержание этих документов будет записано в памяти и затем обработано по некоторым ключевым характеристикам (поставщикам, потребителям, датам, видам услуг и др.), то система получит новый мощный источник информации.
Присущий технологии СППР акцент на обработку неструктурированных и слабоструктурованых задач предопределяет некоторые специфические требования к этим элементам компьютерной системы. Прежде всего, речь идет о необходимости выполнять значительный объем операций переструктурирования данных. Нужно предусмотреть возможность загрузки и следующей обработки данных из внешних источников; функционирования СУБД в среде СППР в отличие от обычной обработки информации в управленческих информационных системах требует более широкого набора функций. Это касается также и БД.
Вообще базу данных можно определить как совокупность элементов, организованных в соответствии с определенными правилами, которые предусматривают общие принципы описания, сохранения и манипулирования данными независимо от прикладных программ.
Связь конечных пользователей (прикладных программ) с базой данных происходит с помощью СУБД. Последняя представляет собой систему программного обеспечения, которая содержит средства обработки языками БД и обеспечивает создания БД и ее целостность, поддерживает ее в актуальном состоянии, дает возможность манипулировать данными и обрабатывать обращение к БД, которые поступают от прикладных программ и (или) конечных пользователей при условиях применяемой технологии обработки информации. В состав будто БД, которые используются для изучения и обращение к данных, належит язык описания данных (ЯОД) и язык манипулирования данными (ЯМД).
Язык описания данных предназначенный для определения структуры БД. Описание данных заданной проблемной области может выполняться на нескольких уровнях абстрагирования, причем на каждом уровне используется свое ЯОД. Описание на любом уровне называется схемой. Чаще всего используется трехуровневая система: концептуальный, логический и физический уровни. На концептуальном уровне описываются взаимосвязи между системами данных, которые отвечают реально действующим зависимостям между факторами и параметрами проблемной среды. Структура данных на концептуальном уровне называется концептуальной схемой. На логическому равные выбранные взаимосвязи отбиваются в структуре записей БД. На физическом уровне решаются вопрос организации размещения структуры записи на физических носителях информации.
Язык манипулирования данными обеспечивает доступ к данным и содержит средства для сохранения, поиска, обновления и стирания записей. Языка манипулирования данными, которые могут использоваться конечными пользователями в диалоговом режиме, часто называют языками запросов.
СУБД должна обладать следующими возможностями.
Возможности СУБД
составление комбинаций данных, получаемых из различных источников, посредством использования процедур агрегирования и фильтрации;
быстрое прибавление или исключение того или иного источника данных;
построение логической структуры данных в терминах пользователя;
использование и манипулирование неофициальными данными для экспериментальной проверки рабочих альтернатив пользователя;
обеспечение полной логической независимости этой БД от других операционных БД, функционирующих в рамках фирмы.
БД и СУБД используются в любых компьютерных системах. Тем не менее, сравнительно с обычными подходами к реализации БД для решения некоторых задач к функциям и инструментам БД и СУБД в контексте системы поддержки принятия решений выдвигается ряд дополнительных и специализированных требований.
Для условий использования СППР существует необходимость доступа информации со значительно более широкого диапазона источников, чем это предусмотрено в обычных информационных системах. Информацию нужно получать от внешней среды и внутренних источников; потребность во внешних данных тем большая, чем высший уровень руководства, которое обслуживает выбранное СППР. Кроме того, обычные, ориентированные на бухгалтерский учет данные (характерные для систем обработки Данных и административных информационных систем) необходимо дополнить нетрадиционными типами данных, в частности и такими, которые до сих пор вообще не были в фокусе компьютеризации. Сюда належат: текстовая информация, материал систем автоматизированного проектирования изделий ! технологий, автоматизированного производства, а также другие источники формации, необходимые для принятия решения.
Заслуживает также на внимание особенность процесса «Поиска и увлечения» данных в СППР в отличие от более общего процессу сбора данных из источников. Природа СППР требует, чтобы процесс поиска (и СУБД, которая руководит этим процессом) был достаточно гибким, лишь бы быстро обслуживать дополнение и изменения в соответствии с непредвиденными запросами, которые поступают от пользователей. Для процесса «Поиска и увеличения» данных в современных СППР широко применяются программные (интеллектуальные) агенты, а также как уже отмечалось, ХД.
Схема формирования и использования ХД в СППР изображена на рисунке. Данные берутся из разнообразных источников оперативных данных. После их перемещения отбираются данные для гарантирования того, что они имеют смысл, есть непрерывными и точными. Потом данные загружаются в реляционные таблицы, способные поддерживать разнообразные виды анализа и запросов, и оптимизируется для тех таблиц, которые, как можно ожидать, чаще всего будут использоваться. И, в конце концов, данные сохраняются для дальнейшего использования в СППР.
В системах поддержки принятия решений предполагается средство, с помощью которого пользователь может налаживать базу данных согласно со своими личными требованиями. Учитывая это, существуют процедуры и команды гибкого переструктурирования схем и схемного подмножества СУБД. Заметим, что современные программные средства для управления данными и СУБД характеризуются относительной гибкостью и простотой использования в границах коллектива пользователей. Тем не менее упомянутые средства нельзя приспособить к конкретному пользователю или к решению конкретной задачи с желательной гибкостью и довольно маленькими затратами.
Подсистема данных СППР
На рисунке изображена схема подсистемы данных СППР, где указаны перечисленные условия и механизмы адаптации концепций БД и СУБД к проблемам поддержки решений. Для реализации этой идеи в распоряжении разработчика или пользователя СППР есть ряд альтернативных моделей данных и инструментов, в частности классические иерархические, сетевые и реляционные модели, а также семантические модели данных. Реляционные модели данных положены в основу большинства современных СУБД.
|
БМ и СУБМ
Данные и модели являются центральными элементами СППР. СППР отличается от аналитических ИС наличием интерактивных программ (с их помощью пользователь может исследовать и перемещаться по базам данных разных форм, размеров и типов) и баз моделей (внутри ее пользователь может конструировать, анализировать, интерпретировать одну или несколько моделей).
На протяжении 60-х годов прошлого века управленческие системы разрабатывались на базе процедурных элементов, причем управления моделями состояло в управлении библиотеками процедур решений, представленных в форме программ и подпрограмм. В начале 70-х лет приобрела стабильность концепция БД, на основе которой и создавались информационные системы. Тем не менее, теперь общепризнанной стало мнение, что именно модели определяют отношения между данными, т.к. сугубо базовый подход к проектированию систем приводит к потере связей, соответствующим процессам и процедурам в среде решаемых задач. Поэтому наблюдается миграция от подхода данных к подходу моделей, которые становятся источником утверждений и выводов как база для осознания сути информационных отношений. Концепция управления моделями осознается все более широким кругом исследователей и специалистов как передний край в области информационных систем и систем поддержки принятия решений.
Система управления моделями является одним из компонентов универсальной СППР. Функциями этого компонента есть классификация, организация и доступ к моделям, то есть эти функции аналогичные функции системы управления базами данных.
База моделей (БМ) Целью создания моделей являются описание и оптимизация некоторого объекта или процесса. Использование моделей обеспечивает проведение анализа в системах поддержки принятия решений. Модели, базируясь на математической интерпретации проблемы, при помощи определенных алгоритмов способствуют нахождению информации, полезной для принятия правильных решений.
Пример.
Модель линейного программирования дает возможность определить наиболее выгодную производственную программу выпуска нескольких видов продукции при заданных ограничениях на ресурсы.
Использование моделей в составе ИС началось с применения статистических методов и методов финансового анализа, которые реализовывались командами обычных алгоритмических языков. Позже были созданы специальные языки, позволяющие моделировать ситуации типа "что будет, если?" или "как сделать, чтобы?". Такие языки, созданные специально для построения моделей, дают возможность построения моделей определенного типа, обеспечивающих нахождение решения при гибком изменении переменных.
СППР содержит оптимизационные и неоптимизационные модели.
|
Классификация
Существует множество типов моделей и способов их классификации, например:
По цели использования модели подразделяются на
Оптимизационные
Связанные с нахождением точек минимума или максимума некоторых показателей (например, управляющие часто хотят знать, какие их действия ведут к максимизации прибыли или минимизации затрат). В состав оптимизационных моделей относятся модели математического программирования — линейного (распределение ресурсов, оптимальное планирование, анализ сетевых графиков, транспортная задача), нелинейного, динамического; модели учета; модели анализа ценных бумаг для определения инвестиционной стратегии; модели маркетинга и т.д,
Описательные
Описывающие поведение некоторой системы и не предназначенные для целей управления (оптимизации). К не оптимизационным моделям принадлежат статистические модели (линейный и нелинейный анализ регрессий); методы прогнозирования (анализа) временного ряда; альтернативные методы моделирования (например, машинная имитация) и т.п .
По способу оценки модели классифицируются на:
Стохастические
Оценивающие переменные несколькими параметрами, так как исходные данные заданы вероятностными характеристиками.
Детерминистские
Использующие оценку переменных одним числом при конкретных значениях исходных данных. Эти модели более популярны, чем стохастические, потому что они менее дорогие, их легче строить и использовать. К тому же часто с их помощью получается вполне достаточная информация для принятия решения.
По области возможных приложений модели разбираются на
Универсальные
Для использования несколькими системами
Специализированные
Для использования только одной системой. Это модели более дорогие, они обычно применяются для описания уникальных систем и обладают большей точностью.
В СППР база моделей состоит из стратегических, тактических и оперативных моделей, а также математических моделей в виде совокупности модельных блоков, модулей и процедур, используемых как элементы для их построения:
Стратегические модели
Используются на высших уровнях управления для установления целей организации, объемов ресурсов, необходимых для их достижения, а также политики приобретения и использования этих ресурсов. Они могут быть также полезны при выборе вариантов размещения предприятий, прогнозировании политики конкурентов и т.п. Для стратегических моделей характерны широта охвата, множество переменных, представление данных в сжатой агрегированной форме. Часто эти данные базируются на внешних источниках и могут иметь субъективный характер. Горизонт планирования в стратегических моделях, как правило, измеряется в годах. Эти модели обычно детерминистские, описательные, специализированные для использования на одной определенной фирме.
Тактические модели
Применяются управляющими среднего уровня для распределения и контроля использования имеющихся ресурсов. Среди возможных сфер их использования следует указать: финансовое планирование, планирование требований к работникам, планирование увеличения продаж, построение схем компоновки предприятий. Эти модели применимы обычно лишь к отдельным частям фирмы (например, к системе производства и сбыта) и могут также включать в себя агрегированные показатели. Временной горизонт, охватываемый тактическими моделями, -от одного месяца до двух лет. Здесь также могут потребоваться данные из внешних источников, но основное внимание при реализации данных моделей должно быть уделено внутренним данным фирмы. Обычно тактические модели реализуются как детерминистские, оптимизационные и универсальные.
Оперативные модели
Используются на низших уровнях управления для поддержки принятия оперативных решений с горизонтом, измеряемым днями и неделями. Возможные применения этих моделей включают в себя ведение дебиторских счетов и кредитных расчетов, календарное производственное планирование, управление запасами и т.д. Оперативные модели обычно используют для расчетов внутрипроизводственные данные. Они, как правило, детерминистские, оптимизационные и универсальные (т.е. могут быть использованы в различных организациях).
Математические модели
Состоят из совокупности модельных блоков, модулей и процедур, реализующих математические методы. Сюда могут входить процедуры линейного программирования, статистического анализа временных рядов, регрессионного анализа и т.п. -от простейших процедур до сложных ППП. Модельные блоки, модули и процедуры могут использоваться как поодиночке, так и комплексно для построения и поддержания моделей.
|
Основные функции СУБМ
В большинстве известных из литературных источников систем для управления и сохранения моделей использовались понятия и методы представления знаний (формальная логика, модели продукции, семантические сети, фреймы и их гибриды), а также реляционные базы аналогичные реляционным моделям данных.
Системы управления базами моделей (СУБМ), как обобщенные программные средства, обеспечивают пользователям широкий набор моделей и дают возможность проводить гибкий доступ, обновление и изменение базы моделей.
Основные функции СУБМ:
создания новых моделей или изменение существующих;
каталогизация и оценка большого диапазона моделей;
связывания компонентов моделей в базе моделей;
интеграция составных элементов моделей;
поддерживать и обновлять параметры моделей, манипулировать моделями;
выполнения набора общих функций управления СУБМ. Особенности СУБМ:
программного обеспечения для СУБМ разработано значительно меньше, чем для СУБД или пользовательского интерфейса;
имеющимся системам СУБМ присуще разнообразие, а коммерческие пакеты СППР нередко содержат основные комбинации аналитических методов решения, статистических пакетов и других средств моделирования.
полный комплект всех типов и подтипов методов моделирования встречается редко. Чаще всего они вмонтированы в систему процедур и средства пользовательского интерфейса;
СУБМ для систематизированного формулирования, анализа и интерпретации моделей часто бывают упрощенными и ограниченными по своей природе
перспективным направлением создания эффективных СУБМ есть структурное моделирование. Разработано также несколько языков программирования довольно высокого уровня, специально приспособленных для создания элементов СУБМ для СППР.
Значительная часть программного обеспечения СУБМ имеет формат электронных таблиц, что предоставляет пользователю возможность доступа к широкому диапазону математических операций с разными элементами в клеточках электронных таблиц; путем обработки столбцов как последовательных временных интервалов можно также моделировать систему сменных во времени; обеспечивая решение задач с помощью анализа решений и инструментов динамического программирования.
| |
|
|
Скачать 2.04 Mb.