决策建模和决策分析(系统决策模型内容)

摘　要：通过将统一建模语言（UML）引入决策支持系统（DSS）的开发中，达到规范开发过程、提高开发效率的目的。详细探讨了UML的静态和动态建模机制及其在DSS开发过程中的混合应用，研究了DSS系统分析和系统设计阶段的UML建模方法。

关键词：统一建模语言，决策支持系统 系统建模
1、UML与决策支持系统
　　决策支持系统（Decision Supporting System，DSS）是指具有辅助决策能力的高级计算机信息管理系统。该系统能帮助决策者其明确决策目标和识别决策问题，建立或修改决策模型，提供各种备选方案，并且对各种方案进行评价和优选，通过人机交互功能进行分析、比较和判断，为正确决策提供必要的支持。
　　DSS的开发过程大致可分为：系统分析阶段、系统设计阶段、编码阶段、测试阶段和运行与完善阶段。DSS成功与否很大程度上取决于决策者、信息管理者、系统开发者等各方人员的交流与协作，因此使用统一、容易理解的系统建模表述方式就显得尤为重要。UML（Uniform Model Language，统一建模语言）正是这样一种面向对象的建模机制。
2、 UML建模机制
　　UML（Uniform Model Language，统一建模语言）是一种定义良好、功能强大的面向对象建模语言，它为软件系统的设计与开发提供了丰富的模型，可对整个系统规划进行全面、清晰的描述。UML适用于从需求分析至系统实施的软件开发全过程，以图形语言的形式对开发过程各个阶段中的软件产品进行可视化、详述、构造和文档化。
　　UML的建模机制分为静态和动态两类。静态机制采用用例图、类图、对象图、包图、构件图和配置图描述系统的系统的组织和结构模型。动态机制通过状态图、活动图、协作图和顺序图来描述系统的行为动作和各对象间的交互关系。
3、基于UML的DSS混合建模方法
　　UML建模在DSS开发的每一个阶段都具有重要的意义，尤其在系统分析和系统设计阶段中获得的应用最多,下面将重点分析这两个阶段中的对UML静态和动态建模机制的混合应用方法。
3.1 DSS系统分析阶段的UML建模
　　一般来说，DSS系统应至少包含对话部件、数据部件和模型部件三个基本模块。模块的功能可用用例图来描述。所谓用例，指的是一组场景的组合，每个场景又是一个对DSS进行操作的步骤序列。每个功能模块中都可以包含多个用例，例如图1中的模型部件包中就可以包含“新建模型”、“维护模型”、“删除模型”、“检索模型”、“保存模型”和“运行模型”等用例（见图1）。用例间可能存在一定的关联，例如：在“新建模型”用例中包含有“保存模型”用例，“删除模型”和“运行模型”两个用例中包含“检索模型”用例，而“维护模型”用例则两者都包含，用例间的包含关系用UML中的构造型<>标出。
　　
图1 模型部件用例图
3.2 DSS系统设计阶段的UML建模
　　DSS的系统设计阶段需要确定各个功能模块的具体实现方法，如果DSS开发过程是面向对象的，则可以利用UML中的类图、对象图、顺序图、构件图等多个视图从不同的角度对系统模块的实现方案建模。
3.2.1 决策模型的建立

图2 决策模型类图
　　决策模型是对决策条件、决策问题和决策方法的抽象，多模型的组合运行是DSS支持决策活动的关键方法。在基于UML的DSS设计中，决策模型是通过类图和对象图表示的。将决策问题的环境、目标和约束条件等进行分析、抽象和概括，形成若干常用的基础模型类。而用于解决具体决策问题的模型对象则由这些基础类实例化形成。这种模型表示方法增强了模型的整体性和独立性；利用类的继承性可以从基础类中构造出新的模型类；利用多态性和重载机制可以实现模型与方法的一对多关系，增强了决策模型设计的灵活性。
　　图2显示了一个作为基本模型的抽象类，以及继承它的若干子模型类。其中，基本模型类由模型名、模型体和模型行为组成。
3.2.2 模型库的组织和存储
　　DSS中的决策模型均存储在模型库中。由于决策模型是通过类来表示的，因此一个模型至少应包含两个文件：类的源代码文件和类编译后的目标文件。同时为了便于维护和管理，每个模型还应带有数据描述文件和说明文件，数据描述文件描述该模型的输入输出数据的形式和约束，说明文件说明该模型的自然语言算法、功能和使用方法等。另外，为了方便模型的组织和管理，模型库中还应该建立模型文件的索引，即字典文件。如果将不同类型的模型的索引放入不同的字典文件中，则将形成多个字典文件。因此完整的模型库由模型文件库和模型字典库两个部分组成。模型库的存储结构可以由UML构件图来描述，如图3所示。

图3 模型库构件图
3.2.3 决策控制

图4 多决策模型组合运行过程顺序图
4、 结论
　　UML不仅仅是一种系统建模语言，也是一种信息交流机制和控制手段，它体现了一种软件设计思想，即软件的设计应基于开发人员与客户之间充分的交流、基于完整的面向对象的系统分析和尽可能详尽的系统设计。基于UML建模的开发技术有助于规范DSS的开发过程，有效增强开发效率，缩短开发周期。除了本文介绍的传统DSS外，UML建模机制也同样适用于智能DSS、群体DSS、主管DSS等其他类型DSS的开发。
参考文献：
，2006-11-22

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