История возникновения СППР.

До середины 60-х годов прошлого века создание больших информационных систем (ИС) было чрезвычайно дорогостоящим, поэтому первые ИС менеджмента (так называемые Management Information Systems – MIS) были созданы в эти годы лишь в достаточно больших компаниях. MIS предназначались для подготовки периодических структурированных отчетов для менеджеров.

В конце 60-х годов появляется новый тип ИС — модель-ориентированные СППР (Model - oriented Decision Support Systems – DSS). Концепция поддержки решений была развита на основе теоретических исследований в области принятия решений и технических работ по созданию интерактивных компьютерных систем.

В 1971 г. – опубликована книга Скотта Мортона, в которой впервые были описаны результаты внедрения СППР, основанной на использовании математических моделей.

1974 г. –Системы используют компьютерную технику и программное обеспечение, модели управления и принятия решений, а также базу данных».

1978 г. – опубликован учебник С.Мортона по СППР, в котором исчерпывающе описаны аспекты создания СППР: анализ, проектирование, внедрение, оценка и разработка.

1980 г. – даны основы классификации СППР.

1981 г. – Бонжек, Холсапл и Винстон создали теоретические основы проектирования СППР. Они выделили четыре необходимых компонента, присущих всем СППР:

Языковая система (Language System – LS) – СППР может принимать все сообщения;

Система презентаций (Presentation System (PS)) (СППР может выдавать свои сообщения);

Система знаний (Knowledge System –KS) – все знания СППР сохраняет;

Система обработки задач (Problem-Processing System (PPS)) – программный «механизм», который пытается распознать и решать задачу во время работы СППР.

1981 г. – Спрейг и Карлсон описали, каким образом на практике можно построить СППР. Тогда же была разработана информационная система руководителя (Executive Information System (EIS)) – компьютерная система, предназначенная для обеспечения текущей адекватной информации для поддержки принятия управленческих решений менеджером.

Начиная с 1990-х, разрабатывают так называемые Data Warehouses – хранилища данных.

В 1993 г Коддом для СППР специального вида был предложен термин OLAP (Online Analytical Processing)- оперативный анализ данных, онлайновая аналитическая обработка данных для поддержки принятия важных решений.

В начале нового тысячелетия была создана СППР на основе Web.

27 октября 2005 года в Москве на Международной конференции «Информационные и телемедицинские технологии в охране здоровья», А. Пастухов (Россия) представил СППР нового класса — PSTM (Personal Information Systems of Top Managers). Основным отличием PSTM от существующих СППР является построение системы для конкретного лица, принимающее решение, с предварительной логико-аналитической обработкой информации в автоматическом режиме и выводом информации на один экран.

 

Задачи, решаемые СППР

 

Задачи принятия решений (ЗПР) классифицируют по трём признакам:

1) по количеству целей управления и соответствующих им критериев оптимальности ЗПР делят на одноцелевые или однокритериальные (скалярные) и многоцелевые или многокритериальные (векторные);

2) по наличию или отсутствию зависимости критерия оптимальности и ограничений от времени ЗПР делят на статические (не зависящие от времени) и динамические (зависящие от времени).

Динамическим ЗПР присущи две особенности:

 

       а) в качестве критерия оптимальности в динамических ЗПР выступает не функция, как в статических ЗПР, а функционал, зависящий от функции времени;

       б) в составе ограничений обычно присутствуют так называемые дифференциальные связи, описываемые дифференциальными уравнениями.

3) по наличию случайных и неопределённых факторов, этот признак называется “определённость-риск-неопределённость”. ЗПР подразделяют на три больших подкласса:

       а) принятие решения в условиях определённости, или детерминированные ЗПР. Они характеризуются однозначной детерминированной связью между принятым решением и его исходом;

       б) принятие решений при риске, или стохастические ЗПР. Любое принятое решение может привести к одному из множества возможных исходов, причём каждый исход имеет определённую вероятность появления. Предполагается, что эти вероятности заранее известны лицу, принимающему решение;

       в) принятие решений в условиях неопределённости. Любое принятое решение может привести к одному из множества возможных исходов, вероятности появления которых неизвестны.

Для решения задач принятия решения используются методы:

· методы многокритериальной оптимизации;

· методы многокритериального выбора на основе дополнительной информации;

· принятие решений в условиях неопределенности;

· принятие решений в условиях конфликта (элементы теории игр) и др.

Задачи принятия решений можно разбить на следующие три группы:

· структурированные задачи характеризуются существенными зависимостями, которые могут быть выражены количественно.

· неструктурированные задачи имеют только качественное описание, основанное на суждениях ЛПР, количественные зависимости между основными характеристиками задачи не известны.

· слабоструктурированные задачи занимают промежуточное положение и являются сочетающими количественные и качественные зависимости, причем доминируют малоизвестные и неопределенные стороны задачи.

СППР предназначены для поддержки принятия решений в слабоструктурированных и неструктурированных проблемах различных видов человеческой деятельности. Именно такими проблемами и занимаются руководители.

 

Компоненты СППР

С функциональной точки зрения можно выделить следующие компоненты СППР:

• сервер хранилища данных;

• инструментарий OLAP;

• инструментарий Data Mining.

 

Эти компоненты СППР рассматривают такие основные вопросы: вопрос накопления данных и их моделирования на концептуальном уровне, вопрос эффективной загрузки данных из нескольких независимых источников и вопрос анализа данных.

 

Использование оперативной аналитической обработки (систем OLAP) обеспечивает доступ к многомерным данным.

Термин OLAP введен Коддом в 1993 году. Главная идея системы OLAP заключается в построении многомерных таблиц, которые могут быть доступны для запросов пользователей. Данные для многомерных таблиц могут храниться как в реляционных, так и в многомерных базах данных. Взаимодействуя с OLAP -системой, пользователь может осуществлять гибкий просмотр информации, получать различные срезы данных.

 

С помощью Технологии Data Mining можно провести глубокий и всесторонний анализ данных и принять наиболее взвешенные и обоснованные решения.

Data Mining - это процесс обнаружения в сырых данных ранее неизвестных, нетривиальных, практически полезных и доступных интерпретации знаний, необходимых для принятия решений в различных сферах человеческой деятельности.

Классификация СППР

По сходству некоторых признаков различают:

· СППР, ориентированные на данные;

· СППР, ориентированные на модели;

· СППР, ориентированные на знания;

· СППР, ориентированные на документы;

· СППР, ориентированные на коммуникации и групповые СППР;

· Специфически функциональные СППР или СППР общего назначения;

· СППР на базе Web.

В зависимости от назначения, различают типы СППР: EIS и DSS.

· EIS (Execution Information System) - информационная система Руководства, ИСР. СППР этого типа являются оперативными, предназначенными для немедленного реагирования на текущую ситуацию. В большинстве они ориентированы на неподготовленного пользователя, потому имеют упрощенный интерфейс, базовый набор предлагаемых возможностей, фиксированные формы представления информации и перечень решаемых задач. (Expert Choice)

· DSS (Decision Support System). К системам этого типа относят многофункциональные системы анализа и исследования данных. Они предполагают глубокую проработку данных, которую можно использовать в процессе принятий решений. Системы этого типа рассчитаны на пользователей, имеющих как знания в предметной области, так и возможности использования современных компьютерных технологий. Этим системам присущи черты искусственного интеллекта, за счет возможности проработки исходных данных в конкретные выводы по поставленной задаче. Такие системы имеет смысл создавать, если есть основания для обобщения и анализа данных и процессов их обработки. (Statistica, SPSS)

 

Тема 2. Основные понятия теории измерений

 

Теория измерений

Теория измерений (в дальнейшем сокращенно ТИ) - общенаучная дисциплина, необходимая для понимания современной теории принятия решений. Она является одной из составных частей наук, посвященных анализу данных - статистики и эконометрики. ТИ входит в состав статистики объектов нечисловой природы.

При применении тех или иных методов принятия решений, прежде всего, необходимо разобраться с проблемами измерения различных величин, используемых в процессе принятия решения. Они могут быть измерены в тех или иных количественных или качественных шкалах. Поскольку в выборе конкретной шкалы имеется некоторый произвол (например, расстояние можно измерять в аршинах, саженях, верстах, метрах или парсеках), то естественно потребовать, чтобы принимаемое решение не зависело от этого произвола (например, от того, в каких единицах измерено расстояние).

Почему необходима теория измерений? Использование чисел в жизни и хозяйственной деятельности людей отнюдь не всегда предполагает, что эти числа можно складывать и умножать, производить иные арифметические действия. Что бы вы сказали о человеке, который занимается умножением телефонных номеров? И отнюдь не всегда 2+2=4. Если вы вечером поместите в клетку двух животных, а потом еще двух, то отнюдь не всегда можно утром найти в этой клетке четырех животных. Их может быть и много больше - если вечером вы загнали в клетку овцематок или беременных кошек. Их может быть и меньше - если к двум волкам вы поместили двух ягнят. Числа используются гораздо шире, чем арифметика.

Мнения экспертов часто выражены в порядковой шкале (подробнее о шкалах говорится ниже), т.е. эксперт может сказать (и обосновать), что один показатель качества продукции более важен, чем другой, первый технологический объект более опасен, чем второй, и т.д. Но он не в состоянии сказать, во сколько раз или на сколько он более важен, соответственно, более опасен. Экспертов часто просят дать ранжировку (упорядочение) объектов экспертизы, т.е. расположить их в порядке возрастания (или убывания) интенсивности интересующей организаторов экспертизы характеристики. Ранг - это номер (объекта экспертизы) в упорядоченном ряду значений характеристики у различных объектов. Такой ряд в статистике называется вариационным. Формально ранги выражаются числами 1, 2, 3,..., но с этими числами нельзя делать привычные арифметические операции. Например, хотя в арифметике 1+2=3, но нельзя утверждать, что для объекта, стоящем на третьем месте в упорядочении, интенсивность изучаемой характеристики равна сумме интенсивностей объектов с рангами 1 и 2. Так, один из видов экспертного оценивания - оценки учащихся. Вряд ли кто-либо будет утверждать, что знания отличника равны сумме знаний двоечника и троечника (хотя 5=2+3), хорошист соответствует двум двоечникам (2+2=4), а между отличником и троечником такая же разница, как между хорошистом и двоечником (5-3=4-2). Поэтому очевидно, что для анализа подобного рода качественных данных необходима не всем известная арифметика, а другая теория, дающая базу для разработки, изучения и применения конкретных методов расчета. Это и есть ТИ.

В настоящее время термин "теория измерений" применяется для обозначения целого ряда научных дисциплин. А именно, классической метрологии (науки об измерениях физических величин), рассматриваемой здесь теории измерений (ТИ), некоторых других направлений, например, алгоритмической теории измерений.

Уже в одной из первых отечественных статей по ТИ (конец 1960-х годов) было установлено, что баллы, присваиваемые экспертами при оценке объектов экспертизы, как правило, измерены в порядковой шкале. ТИ применяли при измерении качества знаний учащихся, в системных исследованиях, в различных задачах теории экспертных оценок, для вывода по показателям качества продукции, в социологических исследованиях, и др.

Метрологи вначале резко возражали против использования термина "измерение" для качественных признаков. Однако постепенно возражения сошли на нет, и к концу ХХ в. ТИ стала рассматриваться как общенаучная теория.