DSS中的知識庫與設計原則

摘 要 知識庫是決策支持系統（DSS）設計中的核心內容，本文從知識庫的概念與特性入手，闡述了DSS中知識庫的特性與設計原則，為知識庫系統的開發與應用提供參考。

關鍵詞 DSS 知識 知識庫

DSS是以管理科學、運籌學、控制論和行為科學為基礎，以計算機技術、仿真技術和信息技術為手段，針對半結構化的決策問題，支持決策活動的具有智能作用的人機系統。能夠為決策者提供所需的數據、信息和背景資料，幫助明確決策目標和進行問題的識別，建立或修改決策模型，提供各種備選方案，并且對各種方案進行評價和優選，為正確的決策提供必要的支持。在DSS中，知識庫的設計是關鍵，它決定了DSS能否有效的為使用者提供決策。

一、知識庫的概念與特性

知識庫，又稱為智能數據庫或人工智能數據庫，是關于某一領域的陳述性知識、過程性知識和策略性知識的集合。知識庫的概念來自兩個不同的領域，一個是人工智能及其分支知識工程領域，另一個是傳統的數據庫領域。知識庫具有以下特性：

1、知識庫中的知識通常是模塊化的，以便于利用，一般由應用領域特征、背景特征、使用特征、屬性特征等部分構成。

2、知識庫的知識是有層次的。最低層是“事實知識”，中間層是用來控制“事實”的知識（通常用規則、過程等表示）；最高層次是“策略”，它以中間層知識為控制對象，策略也常常被認為是規則的規則。

3、知識庫中可有一種不只屬于某一層次的特殊形式的知識——可信度（或稱信任度，置信測度等）。對某一問題，有關事實、規則和策略都可標以可信度。

4、知識庫中還可以存在一個通常被稱作典型方法庫的特殊部分，如果對于某些問題的解決途徑是肯定和必然的，就可以把其作為一部分相當肯定的問題解決途徑直接存儲在典型方法庫中。

二、 DSS中的知識庫

DSS能夠較有效的支持半結構化和非結構化問題的求解，這類問題單純使用定量方法無法解決，至少不能完全解決。為此，必須在DSS中建立知識庫，以存放各種規則、因果關系、決策人員的經驗等。

DSS系統中一般擁有自己的知識庫，主要存放關于知識的表達方式和推理策略，通常具有以下的特點：

1、DSS不僅具有定性的知識推理能力，而且具有定量的計算能力，并能將兩種功能有機的結合起來。

2、DSS知識庫中所蘊含的知識更為復雜，所存儲的知識由管理和決策的要求而決定，因此，其知識抽取表達更為困難和復雜。

3、DSS的推理機制不僅具有對不同結構特點的知識的推理，而且要與定量計算結果綜合起來以加強輔助決策的有效性。這就使得它的推理更為復雜。

DSS知識庫所涉及的知識廣泛，既有知識庫特定的知識，又有建模知識和求解方法知識。這些知識是系統開發人員熟悉且不可能在短期內學到手的，特別是那些領域專家長期積累的經驗性知識；另一方面，知識庫的實現又需要大量的計算機專業知識，特別是人工智能和知識工程方面。無論讓設計人員在短期內成為領域專家或是讓領域專家短期內成為設計人員都是不可能的，這就決定了知識庫的建立過程必須是系統設計人員與有關領域的多方面專家密切合作、共同努力的過程，這也是DSS知識庫的研制特點。

定性推理和定量計算的有機結合是DSS開發研制的另一個重要特點，要求將人工智能技術與其它技術（如建模、優化及仿真技術）相結合，知識庫的實現要充分考慮這一特點，使知識的表達、推理機的策略要便于這種結合的實現。

建立DSS知識庫的最大困難在于目前知識工程的發展不夠完善，沒有嚴格定義的可供系統開發人員所遵循的規范。由于建立在經驗基礎上的專門知識缺乏研究的理論基礎，這些知識往往是領域專家根據某些重復出現的因果聯系或憑借某些直覺而獲得的，所以，領域專家在描述這些知識時很難做到準確無誤，因此，建造知識庫的過程通常是一個反復測試，擴充及修改的過程。

三、知識庫系統的設計原則

設計人員、領域專家以及大量的實例和問題構成了開發和改進知識庫系統的三個基本要素。開發知識庫系統時要遵循以下基本原則：

1、保持知識庫系統在DSS內部的相對獨立性，這是目前DSS的基本結構。這樣便于知識庫系統內部管理，為知識庫的不斷擴充與修改提供了保證。

2、知識庫與推理機應該分開，這樣解釋功能和知識獲取功能才能實現。

3、在一個知識庫中盡量使用一種知識表示方法，從而使系統中的知識易于處理、解釋和管理，這將使知識庫的實際工作相對簡單，一般情況下，可建立多個子知識庫。因為DSS中的知識來源較廣，有的來自不同領域，有的來自不同的專家，或者執行不同的功能，不同來源的知識結構和表示往往有很大的差別，所以應該采用多個子知識庫。

4、推理機應盡量簡單，以便減少解釋和知識獲取的工作量。

5、利用知識的冗余，知識的冗余是指獲取和利用各具不同有點的多來源知識解決問題。用知識的冗余是一種彌補知識的不完整和不精確的有效方法。在DSS中，這種不完整和不精確的知識比較多，因而利用冗余顯得很有必要。

6、知識庫的開發與DSS整個系統的開發相協調。因為知識庫僅是DSS的一部分，DSS的很多功能并不是由單一的知識庫所能實現的，另一方面，為了測試、擴充和修改知識庫，必須以相應較成熟的DSS為基礎。

四、結束語

知識庫是DSS實現智能化的關鍵部件，開發知識庫是開發DSS的高級階段，但是，目前尚缺乏開發知識庫的規范步驟。一般說來，建立知識庫的工作應放在DSS開發的中后期進行，大致要通過精力準備、系統分析、建立原型、改進、擴充和維護等幾個階段。每一階段工作都不是孤立的，都與DSS其它部件的開發有密切關系，且必須與整個系統的開發相協調。

參考文獻：

[1]劉冰，申麗紅 李濤.知識庫系統原理探討[J].軟件導刊，2009（9）.

[2]徐文艷，劉三陽.知識庫系統的邏輯基礎[J].計算機學報，2009（11）.

（作者單位：國防信息學院）