Tema 5: Arhitektura i funkcionalne komponente DSS SISTEMI ZA PODRŠKU ODLUČIVANJU dr Vladislav Miškovic vmiskovic@singidunum.ac.rs Fakultet za informatiku u računarstvo 2016/2017
1. Uvod Tema 5: Arhitektura i funkcionalne komponente DSS 2. Arhitektura sistema za podršku odlučivanju 3. Funkcionalne komponente/podsistemi sistema za podršku odlučivanju 4. Klasifikacija sistema za podršku odlučivanju 5. Primeri prostornih DSS 6. Alati za razvoj prostornih DSS
1. Uvod Konfiguracije sistema za podršku odlučivanju Opšta svojstva sistema za podršku odlučivanju Softverska arhitektura sistema za podršku odlučivanju Klasifikacija sistema za podršku odlučivanju Ilustracija
Konfiguracije sistema za podršku odlučivanju Podrška odlučivanju se može obezbediti u različitim konfiguracijama sistema, koje zavise od prirode situacije odlučivanja i specifične tehnologije za podršku Sistemi se sastoje od četiri osnovne komponente (svaka u nekoliko varijacija): podaci modeli znanje (nije obavezno) korisnički interfejs Svakom od ovih komponenti upravlja softver, koji se može komercijalno nabaviti ili se programira za određeni zadatak
Konfiguracije sistema za podršku odlučivanju Način na koji su ove komponente sastavljene definiše njihove osnovne mogućnosti i prirodu podrške odlučivanju Kod sistema zasnovanih na modelima naglasak je na modelima. Takvi modeli se mogu prilagođavati, pomoću elektronskih tabela, programskog jezika ili standardnih alata, koji imaju metode linearnog programiranja U sistemima orijentisanim ka podacima, najvažniji su baza podataka i sistem za upravljanje bazama podataka
Opšta svojstva sistema za podršku odlučivanju Tradicionalna definicija DSS: sistem za podršku menadžerima u donošenju odluka prikom rešavanja delimično strukturiranih i nestruktuiranih problema Osnovna namena je podrška ljudima, a ne njihova zamena u procesu odlučivanja Podrazumeva se da je sistem računarski zasnovan, interaktivan i grafički orijentisan, npr. Web sistem
Softverska arhitektura sistema za podršku odlučivanju DSS aplikacije imaju različitu softversku arhitekturu Tipična arhitektura Web DSS aplikacija klijentski računari Web server DB server opciono: skladište podataka (Data Warehouse) opciono: optimizacioni server, koji optimizuje modele popunjene podacima Web čitač Web server Aplikativni server Optimizacioni server i dr. DB server DBMS ili skladište
Illustracija: Prostorni DSS Prostorni DSS (spatial DSS, SDSS) kombinuje tradicionalni DSS i komponente geografskog informacionog sistema (GIS) DSS se bavi prikupljanjem, pronalažnjem, upravljanjem i analizom podataka koji nisu prostorni GIS obezbeđuje prikupljanje, skladištenje, upravljanje i kartografski prikaz prostornih podataka DSS Modeli SDSS DBMS podaci koji prostorni se ne odnose podaci na prostor Korisnički interfejs Analiza i prikaz prostornih podataka GIS 8
2. Arhitektura sistema za podršku odlučivanju Arhitektura DSS Komponente DSS
Arhitektura DSS Arhitektura informacionog sistema je osnovna organizacija sistema, koja obuhvata njegove komponente, njihove relacije, okruženje i principe dizajna i razvoja [3] Sistemi za podršku odlučivanju predstavljaju posebnu vrstu informacionih sistema [2] razlika između DSS i informacionih sistema
Podsetnik: Komponente sistema za podršku odlučivanju Ostali računarski zasnovani sistemi Internet, intranet, ekstranet Upravljanje podacima Upravljanje modelima Upravljanje znanjem Eksterni modeli Korisnički interfejs Organizaciona baza znanja Korisnik (menadžer)
3. Funkcionalne komponente/podsistemi 1. Podsistem za upravljanje podacima 2. Podsistem za upravljanje modelima 3. Podsistem za upravljanje znanjem 4. Korisnički interfejs (podsistem)
Osnovne funkcije Izdvajanje (ekstrakcija) podataka Upravljanje podacima i relacijama 3.1 Podsistem za upravljanje podacima Ažuriranje podataka (add, delete, edit, change) Pristup podacima (pretraživanja) Sve vrste upita Katalog podataka
Sastoji se od: baze podataka DSS sistema za upravljanje bazama podataka (DBMS) kataloga podataka (Data directory) mehanizma za postavljanje upita (Query facility) Struktura podsistema za upravljanje podacima
Najvažniji problemi sistema za upravljanje bazama podataka Kvalitet podataka Integracija podataka Skalabilnost Bezbednost podataka 15
3.2 Podsistem za upravljanje modelima Komponente: baza modela sistem za upravljanje bazom modela jezik modela katalog modela deo izvršavanje modela, deo izvršavanje modela, integraciju modela i procesiranje komandi
Primeri modela Microsoft Excel modeli opšti modeli finansijske funkcije (PMT) model LP (Solver) specijalizovani modeli (kreditni kalkulator) Programi u proceduralnim jezicima opšte namene (Java, C++, Python, VBA, LISP) Programi u neproceduralnim (deklarativnim) programskim jezicima (Prolog, SQL) neproceduralni programski jezici omogućavaju traženje nekog rezultata bez opisa postupka ili algoritma njegovog stvaranja
Primer: Prolog model ProLog je neproceduralni programski jezik naredbe jezika su logičke tvrdnje činjenice i pravila su su istinite tvrdnje Upit je takođe tvrdnja, čija se istinitost proverava u odnosu na stanje činjenica i pravila u trenutku postavljanja upita http://swish.swi-prolog.org/ % Činjenice (facts) lokacija(frib,raje-banicica). lokacija(fpeb, raje-banicica). studijski_program(finansije-bankarstvo, fpeb). studijski_program(racunovodstvo-revizija, fpeb). studijski_program(racunarstvo-informatika, frib). status(frib, akreditovan). predaje_na(petrovic, finansije-bankarstvo). predaje_na(jovanovic, racunovodstvo-revizija). predaje_na(markovic, frib). % Pravila (Rules) predaje_na(x,y) :- studijski_program(z,y), predaje_na(x,z). %Upit: "Ko predaje na fpeb?"? predaje_na(x, fpeb). X= jovanovic; X= petrovic primena pravila, jer u bazi nema takvih činjenica 18
Sistem za upravljanje bazom modela (MBMS) Funkcije kreiranje modela ažuriranje modela manipulisanje podacima modela generisanje novih procedura Katalog modela katalog modela (Model Directory) definicije Ilustracija modeli kao fajlovi (Weka) sistem za istraživanje podataka Weka kreirane modele čuva kao binarne fajlove sa sufiksom.model 19
3.3 Podsistem za upravljanje znanjem Deo ekspertnog sistema ili inteligentnog agenta podržava rešavanje složenih problema poboljšava funkcionalnost drugih komponenti sistema obično se javlja u tekstualno orijentisanim sistemima za podršku odlučivanju U drugom delu predmeta (RuleEngine) Znanje Upravljenje znanjem Predstavljanje znanja
3.4 Korisnički interfejs (podsistem) Omogućava korisniku vezu s drugim komponentama, za upravljanje podacima i modelima Osnovni način komunikacije je pomoću grafički orijentisanog interfejsa (GUI) Komunikacija u prirodnom jeziku je još u razvoju (natural language processor) obično u tekstualnom obliku, u novije vreme glasom Primeri interfejsa komunikacija glasom (speech recognition) http://en.wikipedia.org/wiki/list_of_speech_recognition_software taktilni interfejsi (tablet računari i pametni telefoni) komunikacija gestovima
Struktura podsistema korisničkog interfejsa 22
Primer: WEB intefejs Alice - inteligentni chatterbot, komunikacija tekstom i glasom http://alicebot.blogspot.com http://alice.pandorabots.com chatterbots: programi za ćaskanje, koji imitiraju ljudskog sagovornika u tekstualnoj komunikaciji (chat) Clarissa IBM WebSphere
Prepoznavanje govora više jezika, engleski uključen u MS Office, srpski delimično Inteligentni asistenti: Apple Siri, Google Now/Voice Search, Microsoft Cortana, Samsung S Voice, Dona Digitalni diktafoni/prevodioci Govorni automati (Alfanum) Sinteza govora (mnogo jednostavniji problem) Komunikacija glasom na mobilnim uređajima MS Windows, Google Translate, GPS navigacija (više jezika, engleski, srpski) 24
Primer: Prepoznavanje i sinteza govora na srpskom jeziku
Alfanum - sinteza govora (srpski i hrvatski)
4. Klasifikacija sistema za podršku odlučivanju Više sličnih klasifikacija, najsažetija podela AIS SIGDSS: komunikaciono orijentisani i grupni sistemi (GSS), sistemi zasnovani na podacima (data-driven), sistemi zasnovani na dokumentima (document-driven), sistemi zasnovani na znanju (knowledge-driven), sistemi zasnovani na modelima (model-driven). Podela (Holsapple&Whinston, 2000): Tekstualno orijentisani (text-oriented) Zasnovani na podacima (database-oriented) Zasnovani na elektronskim tabelama (spreadsheet-oriented) Zasnovani na modelima (solver-oriented) Zasnovani na pravilima (rule-oriented) Hibridni sistemi (compound), najčešći u praksi 27
5. Primeri prostornih DSS Prostorni sistemi za podršku odlučivanju (Spatial DSS, SDSS) Primer strukture sistema za podršku odlučivanju
Prostorni sistemi za podršku odlučivanju (Spatial DSS, SDSS) Sistem za podršku odlučivanju, koja predstavlja velike skupove podataka pomoću mapa omogućavaju lakši pristup, prikaz i analize podataka koji imaju geografski sadržaj i značenje Primeri analiza: demografske analize klijenata, politički obrasci glasanja po izbornim jedinicama, kriminološke analize i prikazi Osnovna uloga je proširenje mogućnosti geografskih informacionih sistema (GIS) u rešavanju kompleksnih, nestrukturiranih, prostorno orijentisanih problema Različiti nazivi: SDSS, grupni SDSS, DSS životne sredine, prostorni sistemi zasnovani na ekspertnom znanju, kolaborativni GIS (public participation GIS, PPGIS) 29
Geografski informacioni sistemi (GIS) Geografski informacioni sistemi (GIS) su posebno projektovani za rada sa prostornim informacijama kako bi unapredili donošenje odluka obrada različitih vrsta geografskih podataka (mapa) obrada drugih važnih podataka vezanih za geografsku lokaciju: stanovništvo, prodaja, vreme, saobraćaj, kriminal, Mnoge odluke zasnivaju na geografskim lokacijama Gde otvoriti maloprodajne objekte? Gde kupi kuću ili stan? Gde se može više zaraditi? Vizuelni prikaz podataka pomoću mapa je efikasniji i razumljiviji od ostalih oblika. 30
Funkcionisanje GIS Korisnik kreira mape prema svojim potrebama (krive - poligoni, linije) i unosi podatke GIS vizualizuje podatke po slojevima (layers) Prostorni podaci Podaci o atributima Izlaz 31
Primeri GIS aplikacija Dinamičke mape Google Maps http://maps.google.com/ Yahoo!Maps http://maps.yahoo.com/ MapQuest http://www.mapquest.com/ GEOMAC Wildland Fire Support http://www.geomac.gov/viewer/viewer.shtml Microsoft Streets and Trip (map & travel planning softver; slojevi restorana, hotela) Via Michelin (besplatan Web map & travel planning softver) Gradsko i regionalno planiranje San Francisco Enterprise GIS http://www.ci.sf.ca.us/site/gis_index.asp SimCity (igra na osnovu GIS) 32
Dinamičke mape: primer 33
Google Maps (2011) http://maps.google.com Pretraživanje "Dalian, Lioning, China" (pronašao) Search for "neusoft institute of information, dalian, liaoning, china" (pronašao) Uvećanje (greške u lokaciji) 34
Google maps & views (2011) 35
Yahoo Maps (2011) http://maps.yahoo.com Pretraživanje "Dalian, Lioning, China" (pronašao) Pretraživanje "neusoft institute of information, dalian, liaoning, china" (nije pronašao) Uvećanje (zoom) 36
Map Quest (2011) http://www.mapquest.com Pretraživanje "Dalian, Lioning, China" (pronašao) Pretraživanje "neusoft institute of information, dalian, liaoning, china" (nije pronašao) Uvećanje (veoma sporo) 37
GEOMAC Wildland Fire Support Prostorni DSS posebne namene http://www.geomac.gov/viewer/vie wer.shtml 38
SimCity Kreiranje sopstvene mape kao zabava Igra SimCity cilj je dizajn i izgradnja virtuelnog grada igraču posao otežavaju katastrofe (poplave, tornada, požari, avionske nesereće, zemljotresi, napadi čudovišta,...) paketi za različite gradove: Bern, Boston, Tokyo, Rio... prva verzija 1985 39
6. Alati za razvoj prostornih DSS Različiti pristupi razvoju prostornih DSS Alati za izgradnju prostornih DSS
Različiti pristupi razvoju prostornih DSS Razvoj desktop SDSS Prilagođavanje postojećeg softvera Spreadsheet SDSS (non-gis) GIS based SDSS (ArcGis) Razvoj SDSS Razvoj novog desktop SDSS Open source (OpenSDSS) Razvoj Web SDSS Prilagođavanje postojećeg softvera Server-based SDSS (ArcGIS) MapServerbased SDSS
A) Osnovni alati za izgradnju prostornih DSS 1. Proceduralni programski jezici i biblioteke, npr. MapInfo - MapBasic 2. Vizuelni programski jezici, npr. STELLA, Cantata 3. Simulacioni jezici i softver, npr. SIMULINK, SIMULA 4. Aplikativni programski intefejsi (API), npr. IBM geomanager API, Java Advanced Imaging API, TransCAD's API 5. Java apleti, npr. GISApplet, Microsoft Visual J++ 6. Vizuelni intefejsi, grafički softver (npr. OpenGL, SVG) 7. Softver za vezu među aplikacijama, npr. Dynamic Data Exchange (DDE), Object Linking and Embeeding (OLE), Open Database Connectivity (ODBC)
B) Generatori prostornih DSS Softversko-hardverski paketi od za bržu i lakšu izgradnju specifičnih SDSS GIS alati se mogu posmatrati kao generatori prostornih DSS, jer omogućavaju izgradnju SDSS u kombinaciji sa drugim alatima, npr. alatima za modelovanje procesa odlučivanja GIS sistemi: ARC/INFO, ArcView, ARCNetwork, Spatial Analyst, MapObjects LT, GRASS, IDRISI, MapInfo Baze podataka, npr. Access, Oracle, SQL Server Softver za analizu i optimizaciju (decision analysis and optimization software, npr. Expert Choice, Logical Decision Statistički i geostatistički softver, npr. S-PLUS, SPSS, SAS Softver za simulacije, npr. Spatial Modeling Environment
Primer: GIS alati kompanije ESRI (Environmental Systems Research Institute) ArcGIS platforma za razvoj desktop, serverskih i mobilnih rešenja Location Analytics/Intelligence alati za vizualizaciju podataka i prostorne poslovne analize (geographic intelligence) ESRI Maps - kreiranje, prikaz i anliza ArcGIS mapa u alatima Microsoft Office/ SharePoint, IBM Cognos ESRI data osnovne mape, snimci, demografski i poslovni podaci Razvojni alati ArgGIS Runtime i Web APIs - dodavanje mapiranja desktop, Web i mobilnim aplikacijama 44
Primer: Mape čišćenja ulica i plan dozvoljenog parkiranja u San Francisku Problem: više od 50 ruta čišćenja ulica u području San Franciska, kada je zabranjeno parkiranje u okolnim ulicama kazne i nezadovoljstvo građana Rešenje da se izbegnu nepotrebne kazne, izrađene javne mape dnevnog rasporeda čišćenja i parkiranja i Web aplikacija GIS/IT Integracija, Asset Management Systems Tehnologija: ESRI 45
Literatura 1. Miškovic V., Sistemi za podršku odlučivanju, Univerzitet Singidunum, Beograd, 2016 (88-99) 2. Turban E., Aronson J.E., Liang T., Sharda R., Decision Support and Business Intelligence Systems, 9th Ed, Pearson Education, Inc, 2010 3. Garland J., Anthony R., Large-Scale Software Architecture, John Waley & Sons, 2003 4. Bratko I., Prolog Programming for Artificial Intelligence, 4th Ed, Pearson Education, 2012 5. Alfanum govorne tehnologije http://www.alfanum.co.rs/index.php/sr/ 6. GIS Internet Guide http://www.gis.com/ 7. ESRI http://www.esri.com/
SISTEMI ZA PODRŠKU ODLUČIVANJU Tema 5: Arhitektura i funkcionalne komponente DSS KRAJ