微機原理與接口技術(shù)實驗指導(dǎo)書

1、決策學(xué)實驗指導(dǎo)書呂世斌 編寫東北大學(xué)秦皇島分校二一四年九月前 言“決策學(xué)”是行政管理專業(yè)的專業(yè)基礎(chǔ)課，為了幫助學(xué)生更好地學(xué)習(xí)決策學(xué)這門課程，編寫了本實驗指導(dǎo)書。使用軟件主要是excel，實驗一的任務(wù)可以在excel中完成。實驗二除了在excel中操作外，還需要加載treeplan程序。兩個實驗分別是：應(yīng)用excel求解不確定型決策、應(yīng)用excel求解風(fēng)險型決策問題。指導(dǎo)書中實驗內(nèi)容用于演示實驗過程，給出實驗步驟，幫助學(xué)生上機操作。由于作者水平有限，書中難免有不足與錯誤之處，敬請批評指正。 目 錄實驗一 應(yīng)用excel求解不確定型決策4實驗二 應(yīng)用excel求解風(fēng)險型決策問題18實驗一 應(yīng)用ex

2、cel求解不確定型決策實驗?zāi)康膶W(xué)會在excel中使用樂觀決策準(zhǔn)則、悲觀決策準(zhǔn)則、樂觀系數(shù)準(zhǔn)則、后悔值準(zhǔn)則和等概率準(zhǔn)則來解決不確定型決策問題。實驗內(nèi)容將教材中例2.1模型化，轉(zhuǎn)化為損益矩陣，如圖1.1所示。利用樂觀決策準(zhǔn)則、悲觀決策準(zhǔn)則、樂觀系數(shù)準(zhǔn)則、后悔值準(zhǔn)則和等概率準(zhǔn)則求解圖1.1損益矩陣中的最優(yōu)方案。實驗步驟1、 打開excel從“開始”菜單中打開excel。2、 創(chuàng)建一個項目單擊file（文件）菜單中的new（新建）選項，新建一個空白工作簿。3、 輸入數(shù)據(jù)在excel的單元格中輸入原始數(shù)據(jù)，其中自然狀態(tài)設(shè)為s1s5，方案設(shè)為a1a5，各個收益值見圖1.1。4、 使用樂觀決策準(zhǔn)則進行求解（

3、1）在g列求各個行動方案下的最大收益值，將g3命名為max。選擇單元格g4，在“插入”菜單下選擇“函數(shù)”對話框，如圖1.2所示。（2）在“選擇函數(shù)”欄下，找到函數(shù)“max”（最大值），單擊確定，彈出“函數(shù)參數(shù)”對話框，如圖1.3所示。（3）在參數(shù)欄“number1”里輸入a1方案下的各個收益值所在位置“b4：f4”，單擊確定，即在g4單元格得到a1方案的最大損益值。拖動填充手柄至g8，可得到各個行動方案的最大損益值，如圖1.4所示。圖1.1 打開excel輸入數(shù)據(jù)圖1.2 “插入函數(shù)”對話框圖1.3 max函數(shù)對話框圖1.4 各個行動方案下的最大收益值（4）在h列求出具有最大最大（maxmax

4、）收益值的行動方案。選擇單元格g9，在“插入”菜單下選擇“函數(shù)”對話框，仍然選擇函數(shù)“max”，但這次在參數(shù)欄“number1”里輸入的是不同行動方案下的各個最大收益值所在位置“g4:g8”，單擊“確定”，在g9單元格顯示的就是樂觀準(zhǔn)則下的最大最大（maxmax）收益值，如圖1.5所示。為了更清楚地在excel表中表示出方案，可以在h4到h8列插入if函數(shù)，如在單元格h4中插入“=if(g4=max(max),”<-maxmum”,”)”，就可以用箭頭指出哪個方案是最優(yōu)的。如圖1.6所示，可以看到最大最大收益值80所對應(yīng)的方案a5為最優(yōu)方案。圖1.5 樂觀決策準(zhǔn)則下的最大最大收益值圖1.

5、6 樂觀決策準(zhǔn)則下的最優(yōu)決策方案5、 使用悲觀決策準(zhǔn)則進行求解（1）在excel單元格中輸入原始數(shù)據(jù)。（2）在g列求各個行動方案下的最小收益值，將g3命名為min。選擇單元格g4，在“插入”菜單下選擇“函數(shù)”對話框，彈出“插入函數(shù)”對話框，找到函數(shù)“min”（最小值），單擊確定，彈出“函數(shù)參數(shù)”對話框，如圖1.7所示。（3）在參數(shù)欄“number1”里輸入a1方案下的各個收益值所在位置“b4: f4”，單擊確定，即在g4單元格得到a1方案的最小損益值。拖動填充手柄至g8，可得到各個行動方案的最小損益值，如圖1.8所示。（4）在第9行求出具有最大最小損益值的行動方案，將a9命名為maxmin。在

6、單元格g9選擇函數(shù)“max”，在參數(shù)欄“number1”里輸入的是不同行動方案下的各個收益值所在位置“g4:g8”，單擊“確定”，在g4單元格顯示的就是悲觀準(zhǔn)則下的最大最?。╩axmin）收益值，如圖1.9所示。為了更清楚地在excel表中表示出方案，可以在h4到h8列插入if函數(shù)，如在單元格h4中插入“=if(g4=max(min),”<- maxmum”,”)”，就可以用箭頭指出哪個方案是最優(yōu)的。如圖1.10所示，可以看到最大最小損益值0所對應(yīng)的方案a1為最優(yōu)方案。圖1.7 min函數(shù)對話框圖1.8 各個行動方案下的最小損益值圖1.9 悲觀決策準(zhǔn)則下的最大最小收益值圖1.10 悲觀決

7、策準(zhǔn)則下的最優(yōu)決策6、使用樂觀系數(shù)準(zhǔn)則進行求解（1）在excel單元格中輸入原始數(shù)據(jù)。首先在g列和h列分別用函數(shù)max和min求出各個行動方案下的最大損益值和最小損益值，如圖1.11所示。（2）在第i列計算在樂觀系數(shù)下各個行動方案的加權(quán)收益值，在i3輸入樂觀系數(shù)。選擇單元格i4，手動輸入公式“=g4*i3+h4*(1-i3)”，按回車鍵即得條件下的加權(quán)平均收益，拖動填充手柄至i8，得到各個行動方案的加權(quán)收益值，如圖1.12所示。（3）在第9行求出具有最大期望損益值的行動方案，將a9命名為max。在單元格i9選擇函數(shù)“max”，在參數(shù)欄“number1”里輸入不同行動方案在樂觀系數(shù)下的加權(quán)損益值

8、所在位置“i4:i8”，單擊確定，就可以很容易看到最大加權(quán)損益值44所對應(yīng)的的方案a5為最優(yōu)行動方案。運用類似的方法，我們還可以求出在不同樂觀系數(shù)水平下的最優(yōu)行動方案，如圖1.13所示。圖1.11 各個方案下的最大最小收益值圖1.12 各個行動方案在下的加權(quán)損益值圖1.13 樂觀系數(shù)準(zhǔn)則下的最優(yōu)決策6、 使用后悔值準(zhǔn)則求解（1）在excel單元格中輸入原始數(shù)據(jù)。在第9行用“max”函數(shù)求出每種自然狀態(tài)下的最大收益值。如圖1.14所示。（2）由決策矩陣計算后悔值矩陣。例如單元格b4對應(yīng)的后悔值“=b9-b4”，計入單元格b13?？深愃朴嬎闫溆鄦卧瘢玫降暮蠡谥稻仃嚾鐖D1.15所示。（3）在g列

9、求出各個行動方案的最大后悔值，將g12命名為max。選擇單元格g13，在“插入”菜單下選擇“函數(shù)”對話框，找到函數(shù)“max”（最大值），單擊確定，在參數(shù)欄“number1”里輸入a1方案下的各個后悔值所在位置“b13:f13”，單擊確定，即在g13單元格得到a1方案的最大后悔值。拖動填充手柄至g17，得到各個行動方案的最大后悔值，如圖1.16所示。（4）在h列求出具有最小最大后悔值的行動方案。在單元格g18選擇函數(shù)“min”，在參數(shù)欄“number1”里輸入的是不同行動方案下的各個后悔值所在位置“g13:g17”，單擊“確定”，在g18單元格顯示的就是后悔值準(zhǔn)則下的最小最大（minmax）后悔

10、值，如圖1.17所示。我們可以看到最小最大后悔值30所對應(yīng)的方案a4為最優(yōu)方案。同樣，可以在h13到h17列插入if函數(shù)，如在單元格h13中插入“=if(g13=min(max),”<- minimum”,”)”，就可以用箭頭指出哪個方案是最優(yōu)的。圖1.14 原始數(shù)據(jù)及每種自然狀態(tài)下的最大值圖1.15 決策矩陣和后悔值矩陣圖1.16 各個行動方案下的最大后悔值圖1.17 后悔值準(zhǔn)則下的最有決策7、使用等概率準(zhǔn)則求解在等概率準(zhǔn)則的操作中，由于假定了每種自然狀態(tài)出現(xiàn)的概率是相等的，所以求每種行動方案的期望收益值的過程實際上就是求其收益值算數(shù)平均數(shù)的過程。我們可以利用excel中的函數(shù)“ave

11、rage”來實現(xiàn)這一操作，具體操作步驟如下：（1）在excel的單元格中輸入數(shù)據(jù)。（2）在g列求各個行動方案下的期望損益值，將g3命名為average。選擇單元格g4，在“插入”菜單下選擇“函數(shù)”對話框，彈出“插入函數(shù)”對話框，找到函數(shù)“average”（平均值），單擊確定，彈出“函數(shù)參數(shù)”對話框，如圖1.18所示。（3）在參數(shù)欄“number1”里輸入a1方案下的各個收益值所在位置“b4:f4”，單擊確定，即在g4單元格得到a1方案的期望收益值。拖動填充手柄至g8，得到各個行動方案的期望收益值，如圖1.19所示。（4）在第9行求出具有最大期望損益值的行動方案，將a9命名為max。在單元格g9

12、選擇函數(shù)“max”，在參數(shù)欄“number1”里輸入的是不同行動方案下的各個收益值所在位置“g4:g8”，單擊“確定”，在g9單元格顯示的就是等概率準(zhǔn)則下的最大期望收益值，如圖1.20所示。我們可以看到最大期望收益值24所對應(yīng)的方案a4為最優(yōu)方案。同樣，可以在h4到h8列插入if函數(shù)，如在單元格h4中插入“=if(g4=max (average),”<- maxmum”,”)”，就可以用箭頭指出哪個方案是最優(yōu)的。圖1.18 average函數(shù)對話框圖1.19 各個行動方案下的期望損益值圖1.20 等概率決策準(zhǔn)則下的最優(yōu)決策問題討論本實驗重點在于熟悉決策分析的操作環(huán)境，掌握樂觀決策準(zhǔn)則、悲

13、觀決策準(zhǔn)則、樂觀系數(shù)準(zhǔn)則、后悔值準(zhǔn)則和等概率準(zhǔn)則，解決不確定型決策問題?？偨Y(jié)在使用實驗環(huán)境所出現(xiàn)的問題及解決方法。實驗二 應(yīng)用excel求解風(fēng)險型決策問題實驗?zāi)康膶W(xué)會在excel中使用決策樹分析法來解決風(fēng)險型決策問題。 實驗內(nèi)容使用決策樹分析教材中例3.5“生物影像公司的發(fā)展戰(zhàn)略問題”。 實驗步驟1、 需要加載由麥克爾·密德堂教授開發(fā)的excel的加載宏treeplan程序在電子表格上進行構(gòu)建和分析決策樹。2、 運行excel，“工具加載宏”彈出如圖2.1所示的對話框。單擊“瀏覽”，找到需要的加載宏“treeplan”，選中之后單擊“確定”，如圖2.2所示，就可以在excel中建立自己的決策樹了。3、 加載“treeplan”之后，重新打開excel，點擊“工具decision tree”，選擇工具菜單中的“創(chuàng)建樹”，這樣就建立了一個默認(rèn)的如圖2.3所示的決策樹，它只有一個方形節(jié)點和兩條樹枝。4、 如果還需要其他的節(jié)點或樹枝，在treeplan中對節(jié)點做改變是很容易的。只要選擇包含節(jié)點的單元格，再從工具菜單里選擇決策樹選項。這樣就彈出了一個對話框，允許你改變節(jié)點的類型或者添加更多的樹枝。5、 要在決策樹的末尾創(chuàng)建一個節(jié)點，選擇包含結(jié)束節(jié)點的單元格，在選擇工具菜單里的決策樹選項。這樣就可以將結(jié)束節(jié)點轉(zhuǎn)化含有所希望的樹枝數(shù)目（15條）的決策節(jié)點或事件節(jié)