<html>

<head>

</head>

<td width=8% align=center>1<td width=35%>　<a href="ai.htm">人工智慧與專家系統</a>

<td>告訴你什麼是人工智慧？什麼是專家系統？以及專家系統在土木工程上的應用<tr>

<td width=8% align=center>2<td width=33%>專家系統之一： 　<a href="cpm/cpm.htm">要徑排程法</a>

<td>要徑法的基本介紹，並顯示本系統之物件導向程式架構與主要內容，以及本系統的預期使用者、知識庫來源、未來系統之擴充，最後列舉兩個實例作為系統的驗證<tr>

<td width=8% align=center>3<td width=33%>專家系統之二： 　<a href="tunnel/tunnel.htm">事故隧道處理程序</a>

<td>法則式專家系統：以「事故隧道處理程序」為例<tr>

<td width=8% align=center>4<td width=33%>　<a href="rbs.htm" target=_top>法則式專家系統</a>

<td>告訴你什麼是法則式專家系統？其組織架構、有哪些推理策略以及法則推理時的不確定性<tr>

<td width=8% align=center>5<td width=33%>專家系統之三： 　<a href="lmns/lmns.htm">線上教材編輯與管理</a><td>線上教材編輯與管理<tr>

<td width=8% align=center>6<td width=33%>專家系統之四： 　<a href="daysheet/daysheet.htm">整合型線上施工日報</a><td>整合型線上施工日報<tr>

<td width=8% align=center>7<td width=33%>　<a href="bbsystem.htm">黑板式專家系統</a>

<td>告訴你什麼是黑板式專家系統？其歷史演進、組織架構、優缺點、應用領域，並與法則式系統作一比較<tr>

<td width=8% align=center>8<td width=33%>專家系統之五： 　<a href="mesh/mesh.htm">有限元素法網格產生器</a>

<td>有限元素法結構分析程式前處理部份，以切割網格部份影響結果最劇，本專家系統即是運用專家經驗來產生計算量最少，分析結果又不失精確的網格<tr>

<td width=8% align=center>9<td width=33%>　<a href="eim/eim.htm">儀控工程資料庫系統</a>

<td>台大土研所營管組王明德與曾惠斌教授所開之「工程資訊管理」期初、期中報告與期末程式使用說明，本系統係針對電氣工程中儀控施工部份，藉資料庫系統輔助，進行施工規劃，並配合報價系統估算工程款以進行議價。<tr>

<td width=8% align=center>10<td width=33%>　<a href="spectra/printout.html">非彈性系統設計譜</a>

<td>非彈性系統設計譜之介紹<tr>

<td>包括我的論文架構、緒論、文獻回顧以及重要名詞解釋、參考資料與相關站台

</table>

</center>

</body>

</html>

<html>

<head>

<title>人工智慧與專家系統</title>

</head>

<center><h1>人工智慧與專家系統</h1></center><hr>

<h2>什麼是人工智慧</h2>

人工智慧（Artificial Intelligence , AI）是電腦科學（Computer Science）的一支﹐主要在研究如何使電腦的

行為更像人類。

西元1960到1970年之間，一批科學家開始研究如何使電腦更具理解能力，以便電腦可以瞭解人類所使用

的自然語言（natural languages），並與人類作雙向交談，進而具有自我意識與自我判斷的能力，這種新

的研究領域便屬人工智慧的範疇。所謂人工智慧是指一電腦程式系統具有人類的知識與行為，能夠學習

（learning）、推理（reasoning）、判斷（judging）、解決問題（problem-solving）、知識儲存

（knowledge-saving）、了解人類的自然語言等等。其發展過程乃是將人類由於特定問題的刺激所引發的

思考、推理、判斷、決策與學習等過程，分解成一些基本、具象的步驟，透過程式設計，將上述人類解

決問題的過程模組化（modulating）或公式化（formulating），使電腦具有一結構化的系統。

一般人工智慧研究的內容，可分為下列數種：

1. 聯絡溝通（connectionism）：即如何使電腦更解人類的語言。

2. 符號處理（symbol manipulation）：如LISP語言、生產系統、黑板系統。

3. 經驗法則搜尋技巧（heuristic search）。

4. 邏輯系統（logic system）：如複雜事實的歸納及推理等。

人工智慧最有名，同時也是最早發展的例子，就是棋奕遊戲。現今電腦已經能夠與人類頂級高手過招較

量而不居下風。最近年來人工智慧應用的領域不斷擴充，如語音辨識系統（speech understanding）、自

然語言處理（natural language processing）、電腦視覺（computer vision）、類神經網路（neural network）

等等。電視影集中的霹靂車及電影魔鬼終結者中的機器人，也許就是人工智慧領域的最終目標吧！

<h2>什麼是知識庫專家系統</h2>

所謂專家（Expert），就是經由訓練及經驗累積，能解決一般人無法解決的問題的人。他不但知道該專

業龐大的背景知識，也能夠有技巧、有順序地應用這些知識在解決專業問題上。

而運用AI技術，將專家的知識予以分析、儲存及利用，能在某特定領域內達到高水平表現的電腦程式，

叫作專家系統（Expert System）、知識庫專家系統（Knowledge-Based Expert System）、智慧系統

（Intelligence System）或聰明系統（Smart System）。這種電腦程式典型地以符號（Symbol）來表示

知識，能夠檢核及解釋其推理程序，同時具有良好的人機介面，其解決的問題常是人類需要多年的教

育和訓練才能熟練的。

專家系統的建立流程是：知識工程師（Knowledge Engineer）從專家解決問題的程序（Procedures）、

策略（Strategies）及拇指法則（Rules of thumb）中粹取精華，應用專家系統建構工具將上述所得置入

程式編寫內容中，所得結果為專家系統之原型，再經不斷的改良、擴充與更新，才是一套健全的專家

系統。以下是專家系統建構的流程圖：

上圖以若干基本步驟表示則為：

<td width=3%>1.<td>選擇專家系統的建構工具<tr>

<td width=3%>2. <td>選擇關於呈現與控制策略的AI技術<tr>

<td width=3%>3. <td>將欲納入知識庫的知識加以分析、獲取及概念化<tr>

<td width=3%>4. <td>知識庫的組成與發展<tr>

<td width=3%>5. <td>發展原型系統<tr>

<td width=3%>6. <td>評估、檢視與擴充<tr>

<td width=3%>7. <td>使用者介面的改良<tr>

<td width=3%>8. <td>系統的維修與更新</table></center>

現今專家系統應用的領域有如下13種：

<td width=3% valign=top>1.<td valign=top width=40%> 解釋（Interpretation）：<td>如解釋肺部測試（PUFF）。<tr>

<td width=3% valign=top>2.<td valign=top> 預測（Prediction）：<td>如預測可能由黑蛾造成的玉米損失（PLAN）。<tr>

<td width=3% valign=top>3.<td valign=top> 診斷（Diagnosis）：<td>如診斷血液中細菌的感染（MYCIN）<tr>

<td width=3% valign=top>4.<td valign=top> 故障排除（Fault isolation）：<td>如電話故障排除系統ACE。<tr>

<td width=3% valign=top>5.<td valign=top >設計（Designing）：<td>如小型馬達彈簧與碳刷之專家系統MOTOR BRUSH DESIGNER。<tr>

<td width=3% valign=top>6.<td valign=top >規劃（Planning）：<td>輔助財務管理之Plan Power專家系統。<tr>

<td width=3% valign=top>7.<td valign=top> 監督（Motoring）：<td>如IBM MVS作業系統之YES/MVS<tr>

<td width=3% valign=top>8.<td valign=top > 除錯（Debugging）：<td>如檢查算術錯誤原因之BUGGY<tr>

<td width=3% valign=top>9.<td valign=top> 修理（Repair）：<td>如修理原油槽之SPCOFOR<tr>

<td width=3% valign=top>10.<td valign=top >行程安排（Scheduling）：<td>如製造與運輸行程安排之專家系統ISA。<tr>

<td width=3% valign=top>11.<td valign=top >教學（Instruction）：<td>如教導使用者學習作業系統的TVX專系家統。<tr>

<td width=3% valign=top>12.<td valign=top >控制（Control）：<td>如幫助電腦製造及分配之控制系統PTRANS。<tr>

<td width=3% valign=top>13.<td valign=top >分析（Analysis）：<td>如分析油井儲存量之專家系統 DIPMETER ADVISOR。

</table></center>

而專家系統在土木工程上的應用則在起步的階段，將在後面再行介紹。

至於專家系統所運用的知識約可分成三種：

1. 深層知識：具有嚴謹之基本定理、推論體系的知識。

2. 淺層知識：經驗性、啟發性，累積經驗得來，不知其中堂奧的知識。

3. 編譯知識：將深層知識予以實用化、完美化的知識。

其中經驗性知識是由人類專家累積多年經驗而得，使用這種知識﹐專家系統可以進行較具學術性

的猜測，並組織較好的搜尋方法，避免盲目的搜尋。也因此﹐它能夠大大縮減搜尋解答的程序，

是專家系統成功與否的重要關鍵。

若比較傳統電腦程式與專家系統，其差別如下所示﹕

<td>資料的呈現與使用<td>知識的呈現與使用<tr>

<td>知識與控制的整合<td>知識與控制分離<tr>

<td>演算法程序<td>推理程序<tr>

<td>大量資料的處理<td>大量知識的處理<tr>

<td>程式確保單一性與完整性<td>單一性與完整性的鬆綁<tr>

<td>不可能在執行時作解釋<td>執行時解釋為其特點<tr>

<td>傾向數值運算<td>傾向符號處理</table></center>

<h2>專家系統在土木工程上的應用</h2>

若以生產系統（Production System）作為知識表示的方法，設計鋼板格樑（steel plate girder），

根據AISC規範，下列為其中一項推理法則：

<td rowspan=5 valign=top width=20%>IF<td>格樑非複合式且 <tr>

<td>提供靜不定加勁且<tr>

<td>a

<html>

<head>

<title>要徑排程法</title>

</head>

<center><h1>要徑排程法</h1></center>

<hr>

一般營建工程所須考慮之三大要素為：工期、成本與品質，其中以工期一項最為重要，

因為工期延誤不但會因工程契約而增加額外的工程成本，倘為營利性建物，則直接延後

其報酬回收的時間；另外在工期耽延的壓力下趕工，更會影響工程的品質。因此土木工

程師需對工程的工期與排程作一稹密的規劃。要徑法（Critical Path Method）即是針

對有效控制工期與成本，所發展出來的一種系統方法。

較大型的工程計劃可細分為多個獨立或相連屬的作業項目，各項目間具有一定的先後關

係與具體明確的範圍，並依照經驗與工程資源確定各作業項目的工期。欲使工程在預定

時間內完工，則上述的作業項目因存有不同先後與不同工期的特性，可分為以下兩種：

第一種是完全沒有寬裕時間之要徑作業，另一種則是具有一定寬裕時間之浮徑作業。工

程執行上只需針對要徑作業嚴加要求勿使其耽延，對於浮徑作業只要控制不超過其寬裕

時間，即可達到最短總工期的要求，並不須要每個作業項目都拼命趕工，其剩餘之工程

資源則可平均分配給各個作業項目以達最高效率，此即要徑法最大的功能。

本程式即是建構一套決定要徑與排程的專家系統，提供簡明、完整的人機界面，使用者

只需輸入各作業項目之工期與其立即後續作業，本程式將直接計算各項目的最早、最晚

之開工與完工時間及各浮時，進而決定要徑作業，繪製工程網狀圖，建議排程與實際排

程等多項功能，輸出結果分以數值及圖形表示，增加可讀性。

決定要徑作業的過程，需先計算個作業項目的最早開工時間（ES）、最早完工時間（EF）

、最晚開工時間（LS）與最晚完工時間（LF），其具明顯的次序邏輯關係，因而適合以

物件導向—message sending與物件monitor刻面的觀念作程式的編寫，另可將問題化分

為數個子問題，方便系統的建構與擴充。

<h2>物件與方法</h2>

<h3>●物件主要包括——</h3>

<td valign=top width=24%><h4>1. 節點（Node）：

<td>其下之Instance為使用者所輸之各作業項目，Slot包括ID——作業項目代號，供邏輯

推理與計算</table>

<td valign=top align=center>Duration<td align=left>作業項目之工期<tr>

<td align=center>ES<td>該作業之最早開工時間<tr>

<td align=center>EF<td>該作業之最早完工時間<tr>

<td align=center>LS<td>該作業之最晚開工時間<tr>

<td align=center>LF<td>該作業之最晚完工時間<tr>

<td valign=top align=center>TF<td>該作業之總浮時，即不影響總工期下，該作業所能延遲開工的時間<tr>

<td valign=top align=center>FF<td>該作業之自由浮時，即不影響後續作業開工時間下，該作業所能延遲開工的時間<tr>

<td valign=top align=center>IF<td>該作業之干擾浮時，即TF與FF之差值<tr>

<td align=center>Predecessor<td>該作業之立即前置作業<tr>

<td align=center>Successor<td>該作業之立即後續作業<tr>

<td align=center>StartNode<td>該工程之起始作業項目<tr>

<td align=center>EndNode<td>該工程之結束作業項目</table></center>

<td valign=top width=32%><h4>2. 計算器（Computer）：

<td>其下分要徑計算與排程計算兩類。</table>

<td width=42% valign=top>要徑計算（CriticalPath）——<td>分日程(Date)與浮時(Float)兩種，目的在利用得自Node

之各項參數以繪製網狀圖</table>

<td width=42% valign=top>排程計算（Schedualing）——<td>分資源限制與資源平整兩種，目的在繪製排程桿狀圖

（Bar Chart）</table></center>

3. 輔助說明：提供界面之各項輸出入說明

4. 邏輯法則：括增作業項目間之邏輯關係

<center><h3>object tree</h3></center>

<h3>●方法主要包括——</h3>

1. GetES

{

ResetValue(Global:EF);

Let[length LengthList(Self:Predecessor)]

If length == 0

Then SetValue(Self:ES,0)

Else

For i From 1 To length Do

{

Let[Name GetNthElem(Self:Predecessor,i)]

AppendToList(Global:EF,Name:EF);

Max(Global:EF);

};

};

2. GetEF

{

SetValue(Self:slotname,Self:ES+Self:Duration);

Self:ES+Self:Duration;

};

3. GetLS

{

SetValue(Self:slotname,Self:LF-Self:Duration);

Self:LF-Self:Duration;

}

4. GetLF

{

ResetValue(Global:LS);

Let[length LengthList(Self:Successor)]

If length == 0

Then SetValue(Self:LF,Self:EF)

Else

For i From 1 To length Do

{

Let[Name GetNthElem(Self:Successor,i)]

AppendToList(Global:LS,Name:LS);

Min(Global:LS);

};};

5. SetPredecessor

{

Let [length LengthList(Self:Successor)]

{ SetValue(Global:Successor,Self:Successor);

For i From 1 To length Do {

Let [temp GetNthElem(Global:Successor,i)]

If Not (Member?(temp:Predecessor,Self))

Then

AppendToList(temp:Predecessor,Self);};};}

<h2>預期使用者</h2>

1.工程專案經理

2.工地主任

<h2>知識庫來源</h2>

1.林耀煌‧營建工程施工規劃與管理控制

2.葉怡成‧電腦在營建管理上的應用

1.前向計算（Forward Pass）：由起始作業項目

順向推算各作業項目之ES與EF，其中

(ES)i = MAX[(ES)i-1]

(EF)i = (ES)i + (Duration)i

2.後向計算（Forward Pass）：由結束作業項目

逆向回推各作業項目之LS與LF，其中

(LF)i = MIN[(LS)i+1]

(LS)i = (LF)i — (Duration)i

3. 浮時計算：由各作業項目之ES、EF、LS、LF推算，

TFi = LSi - ESi = LSi - ESi

FFi = (MIN ESi+1)— EFi

IFi = TFi—FFi

4.決定要徑：連接TF為0之作業項目即為要徑

<td valign=top width=3%>1.<td>輸入簡便，只須輸入節點、作業項目與立即後續作業，不須額外

輸入前置作業，系統會自動計算（Method：SetPredecessor）<tr>

<td valign=top>2.<td>良好之人機界面，圖面式的輸入與輸出，與視窗形程式操作相仿</table>

<h2>系統未來可能的改良與擴充</h2>

1.由於時間因素，只發展至數值解，圖面輸出有待擴充

2.排程亦未完成

3.作業間邏輯關係之擴充，如允許虛作業（Dummy）加入

4.輔助說明

<h3>Input</h3>

<th>Node<th>Duration<th>ImmediateAfterID<tr>

<h3>Output</h3>

1.於主畫面中按下「Start」即開啟本程式

<center>按下Start開啟本程式</center>

2.按下「Add Node」，即可輸入各作業項目之名稱、代號與工期

<center>按下Add Node，即可輸入作業項目資料</center>

<td valign=top width=3%>3.<td>依序填入個作業項目之名稱、代號與工期，每輸一個節點後按

「Add」加入該項資料；輸入起始及結束作業項目代號後按「OK」；;最後按「BACK」回主畫

面</table>

4.按下「ImmediateSuccessor」，即可輸入各作業項目之立即後續作業

<center>按下ImmediateSuccessor，即可輸入立即後續作業</center>

<td valign=top width=3%>5.<td>依序輸入各作業項目代號，並於右列視窗中選擇立即後續作業，

並按「Add」加入；按「BACK」回主畫面；按「RESET」可重新輸入。</table>

重新輸入

選擇立即後續作業後按ADD

依序輸入各作業項目代號

回主畫面

6.按「Numerical」即可瀏覽計算結果之數值輸出部份

<center>按Numerical可瀏覽結果</center>

<th align=center>Activity<th align=center>Duration<th align=center>ImmediateAfterID<th align=center>ES<th align=center>EF<th align=center>LS<th align=center>LF<tr>

</center>

<th align=center>Activity<th align=center>Duration<th>ImmediateAfterID<th>ES<th>EF<th>LS<th>LF<tr>

<hr>

</body>

</html>

html>

<head>

<title>Rule Based System</title>

</head>

<center><h1>法則式系統</h1></center>

<hr>

<h2>什麼是Rule Based System (RBS)?</h2>

法則式系統簡單的說是運用一組邏輯推理的<a href="#rule">法則</a>來達到所欲結論的一種專家系統，最早使用RBS的人是

1943年的數學家E.Post，他稱他的系統為生產系統【Production System】。生產系統乃是將問題的解答表成

一組標示【某些符號字串如何轉為其它符號字串】的法則，其基本型式為【字串1 → 字串2】，舉一個簡單

的例子，請看下面這組英文文法：

<td align=center>(9)</td><td>Noun→ river<tr>

<td>(10)</td><td>Noun → south<tr>

<td>(13)</td><td>Adj → hesitant<tr>

<td>(14)</td><td>Adj → chilly

</table>

<td rowspan=5 valign=top>其中</td><td>S表示一個句子</td><tr>

<td>NP為名詞片語<tr>

<td>VP為動詞片語<tr>

<td>Det為定冠詞<tr>

<td>Adj為形容詞

</table>

</table></center>

這14條法則統稱為<a href="#rulebase">法則庫</a>，當我們想造一個合文法的句子時，首先我們會運用第一條法則，接著根據箭頭右邊

的元件再運用其他相關的法則，直到組成一個完整的句子為止，以下即是其中的一種步驟：

<td align=center>(13)</td><td>Adj → hesitant</td><td align=center>The hesitant Noun VP</td><tr>

<td align=center>(8)</td><td>Noun → cat</td><td align=center>The hesitant cat VP</td><tr>

<td align=center>(6)</td><td>VP → Verb NP</td><td align=center>The hesitant cat Verb NP</td><tr>

<td align=center>(11)</td><td>Verb → swam</td><td align=center>The hesitant cat swam NP</td><tr>

<td align=center>(3)</td><td>NP → Det Noun</td><td align=center>The hesitant cat swam Det Noun</td><tr>

<td align=center>(7)</td><td>Det → the</td><td align=center>The hesitant cat swam the Noun</td><tr>

<td align=center>(9)</td><td>Noun → river</td><td align=center>The hesitant cat swam the river</td>

</table></center>

如此這般，我們可以很輕易地造出一個的句子。法則式系統就是利用這種方式來解決問題的。簡言之：

<dd>

建構一個解決問題【造出合文法的句子】的法則庫【14條文法】，給定一個初始狀態【S】，尋找法則庫中與之

相關的法則並應用之，直到找出我們所要的答案，就是一套法則式系統。

<h2>RBS的架構</h2>

法則式系統主要包括三個部份：<a href="#rulebase">法則庫</a>，<a href="#wm">工作記憶體</a>以及<a href="#inference">推理機</a>。

所有表示解題狀態的資料均在工作記憶體中加以處理

，當程式開始運作時，由推理機中的法則選擇器依適當順序挑選法則庫中與這些資料相關的法則，再由法則解譯器予以轉換。

下圖即是RBS簡易的架構圖：

包括法則與事實兩部份：

‧事實

關於物件之性質、關係、命題....等屬性的宣告，與法則命令式的型態相反，事實通

常是靜態、被動的。

‧法則

由【前提--動作】，【條件--結論】或【前因--結果】配對組成，例如

<td>then<td>Q1 & Q2 .... & Qm

</table></center>

翻譯成自然語言則是【若前提P1和P2...和Pn為真，則執行動作Q1和Q2...和Qm】，通常每條法則還附帶有其

相關的<a href="#uncertainty">可信度【degree of confidence】</a>。前提Pi，通常可表為此種配對：【物件屬性值】，其值可為數字，

文字或布林符號，或直接表為條件的形式；動作Qi，則無限制。

法則的功能約有下列四種：

<td valign=top>‧<td>定義系統狀態改變的分解動作，包含簡化系統審核與解釋的狀態。<tr>

<td valign=top>‧<td>藉由表示邏輯關係與定義宣告的型式，模擬歸納與推理的動作。<tr>

<td valign=top>‧<td>藉由關聯訊號資料與高階類別來模擬主觀的感知。<tr>

<td valign=top>‧<td>使用條件式法則來表示經驗性知識的方式來模擬決策決定。</table></center>

法則可用來表示成推論性的知識如邏輯關係，以支援推理、證明與評估等目標。相反

的也可以表成目標導向的知識，如此，系統可以應用在找尋問題的解答並引以證明其

動作合理正確。其次，法則還可以表成偶發性的關係式，以處理特殊的問題。

<h3>工作記憶體</h3>

其主要功用在保存暫時性的協定，這些協定早在系統進行法則推理以前就被記錄，

我們可以將工作記憶體中的資料描述成解決問題的狀態資訊，通常是以【物件--屬性

--值】的型式儲存，然後這些資料再為推理機使用而驅動(drive)某些法則。也就是

說，在工作記憶體中資料的存在與否，將會藉著滿足前提或結論的動作而驅動某些法

則。

包括法則挑選器與法則解譯器及現有事實等三部份。推理機簡單地說是一種【識別--

動作】的循環，包括下列順序步驟：

<td valign=top>1.<td>核對法則前提之元件與工作記憶體中的元素<tr>

<td valign=top>2.<td>若有兩條以上的法則符合，則由法則挑選器決定應該使用那一條【此稱為<a href="#conflict">衝突之解決</a>】<tr>

<td valign=top>3.<td>由法則解譯器執行該選定之法則，也許是增加或刪除工作記憶體裡的元件，然後回到步驟1

</table></center>

就一般典型來說，是由工作記憶體提供步驟1中符合法則前提的資料與步驟3中所要

更動的資料結構，通常有一個"開始元件"於記算之初被置入工作記憶體中而啟動上述

的循環，而當有一循環已無法則可供應用或被驅動的法則，其動作有明顯叫停的指令

時，計算才會停止。

步驟2中，系統裡同時包括兩組以上法則與資料的配對，這些配對稱作【instantiation】，其由【衝突解決器】

決定該驅動那一條法則，其實，也有可能設計一套法則庫，其中的資料規格恰好都只有一條法則可供驅動，

這種法則庫稱做【deterministic】，而在專家系統中，我們較感興趣的法則庫卻是【non-deterministic】

如英文文法的例子中，若是運用相同的法則但不同的順序，也可以造出同一個句子。或是運用相同的順序但

不同的法則，則可造出不一樣的句子，而且很明顯的，我們可能造出一個無意義或不通順，像 The hesitant river swam the cat

(1-2-7-13-9-6-11-3-7-8)的句子。因此，一個法則式系統除了建構一個法則庫之外，最重要的就是決定

應該挑選那些法則，以及決定該選定法則的運用順序，以得到我們想要的答案，如上例，我們想要的是一個

合文法的句子【若要造出既合法又有意義的句子，則上述的法則庫顯然不足】。

【衝突解決】的策略明顯對答案具有可觀的影響，因此要謹慎地作選擇，好的專家系統常以兩個指標判定其

好壞：敏感度與穩定性，敏感度是指對工作記憶體中的改變其反應的快慢，而穩定度是指在推理過程中

能否顯出連續性，衝突解決器隨系統而變，常見的有下列三種：

<td align=center>refractoriness</td><td align=left>每條法則不能被同樣的資料驅動超過一次，作法是將【instantiation】中先前已執行過的

部分區別開來</td><tr>

<td align=center>recency</td><td>工作記憶體中的元素通常附有一個時間標籤，以致於可以辨別某項資料是在那一次循環中被加進中

作記憶體的，這種策略是將【instantiation】以參與核對資料的先後排序，因此，使用越新資料的法則將優

先被採用</td><tr>

<td align=center>specificity</td><td>【instantiation】中較特殊的法則，也就是條件較多較難計算的法則要比一般性法則優先採

用</td></table></center>

法則式系統之推理機運作時，通常會配合適當的推理策略以達到最佳的效率。

推理策略主要有三種：前向鏈結、後項鏈結與前後向混合鏈結，這裡的方向指的是

我們解題步驟的方向，我們可以從現有的狀態走向目標狀態，也可以由目標狀態走

回符合該目標的初始狀態。

什麼是前向鏈結與後項鏈結呢？讓我們回到剛剛的例子。在前面英文文法的例子中

，我們都是假設現有的假設剛好滿足某條法則的左邊然後再將其轉成法則右邊的元

件，但當初始值是一個句子，如The chilly bird flew south，而我們想知道他是

否何合文法時，我們運用法則的方式大概有兩種，一是由 S出發，運用法則庫中的

法則，配合所有可能的不同順序，直到造出上述句子為只止，而另一種方法則是假

想法則中的箭頭都指相反的方向，然後運用它們將句子簡化，看是否能得到 S的結

果。以下是後者的詳細步驟：

<td colspan=2 align=right>The chilly bird flew south</td><tr>

<td>Det ← the </td> <td>Det chilly bird flew south</td><tr>

<td>Adj ← chilly </td> <td>Det Adj bird flew south</td><tr>

<td>Noun ← bird </td> <td>Det Adj Noun flew south</td><tr>

<td>Verb ← flew </td> <td>Det Adj Noun Verb south</td><tr>

<td>Noun ← south </td> <td>Det Adj Noun Verb Noun</td><tr>

</table></center>

我們運用文法法則由右向左造出一個句子即是前向鏈結，而由左向右檢查句子的

正確性則是後向鏈結。很明顯的，若我們想要造一個合文法的句子時，前向鏈結

是很好的選擇；但我們只是要檢查某句子的合法性時，後向鏈結顯然更為有效率。

前向鏈結的問題通常在初始狀態時有大量的資料，然而並沒有單一或最佳的目標狀態

，也就是說只有一組目標需要遵守束制條件而已，前向鏈結的過程中，每一步所面臨

的問題是【下一步該如何走才能更接近目標狀態】，排程問題通常可用前向鏈結法：

某排程任務可開始於要排定的事件或物件與其束制條件，最後的程序則由滿足該條件

的經驗法則產生。

後向鏈結的問題則是始於一項假設或一個目標，然後由該項結論導演出次一層的事實

或證據，後向鏈結每一步所要問的問題是【為使現行狀態為真，什麼必定為真?】。

後向鏈結的問題常常是答案已知或現有狀態明顯可歸類於某一目標狀態，診斷型問題

即屬之。

決定該用前向鏈結還是後向鏈結作為推理策略要看問題的初始及目標狀態，如果要加以合成

而為答案的初始狀態包含很多事實，則前向鏈結較為合適，若對於必須加以解析以在

資料庫中找到能夠支持的現行狀態存有一詳盡的描述，則後向鏈結較佳。而有些問題

則需要兩者的合併使用，即是前後向混合式鏈結，通常應用在較複雜的大型問題，較

為少見。

專家系統解決的問題通常需要大量的經驗性知識，既為經驗性知識則不可避免地會

牽涉到個人主觀的判斷，或者即使是專家也無法百分之百地確信其知識無誤。因此

對於每條法則仍須另外個別定義其可信度，以反應這個事實。

我們將不確定性定義為：對精確知識的缺乏度，其中所謂精確知識能夠完美而正確

地解決我們的問題。其來源除了前述的根本原因外，還可能是不可靠的資料、資料

背後的模糊性以及不完全的資料等等。我們通常以條件機率來將不確定性加以量化

。條件機率表為P(A|B)，表示在B確定為真的情況下A為真的機率，比如：

<td>A表得麻瘋病，P(A)則為得麻瘋病的機率<tr>

<td>B表發生全身抖動的症狀，P(B)則為全身抖動的機率<tr>

<td>則P(A|B)表示：當發生全身抖動的症狀時，判定為麻瘋病的機率</table></center>

然而，P(A|B)通常無法直接判斷，而P(B|A)，即在得麻瘋病的情況下有全身抖動的機率

則可輕易得出，如統計所有麻瘋病人有該症狀的比即可。

然後在根據貝氏法則可知：

P(A|B)=P(A)*P(B|A)/P(B)

<table>

<td align=left>‧Introduction to Expert Systems<tr>

<td align=right>Jackson , Peter,1984<tr>

<td align=left>‧Rule-based Programming with OPS%<tr>

<td align=right>Thomas Cooper,Nancy Wogrin,1988<tr>

<td align=left>‧Knowledge-based System:Fundamental and Tools<tr>

<td align=right>Oscar N.Garcia , Yi-Tzuu Chien , 1992<tr>

<td align=left>‧Rule-based System<tr>

<td align=right>Frederick Hayes-Roth<tr>

<td align=left>‧Expert System:Principles and Programming<tr>

<td align=right>Giarratano,Riley , 1989</table></center>

</body>

</html>

HTML>

<HEAD>

<TITLE>線上講義管理系統</TITLE>

</HEAD>

<h1>線上講義管理系統</h1>

<hr>

簡介

本程式為王人牧教授於淡大土研所開授之「專家系統在土木工程上之應用」上課講義輔助編排程式，其功能主要是動態編輯MS Excel試算表中的講義資料檔案，並依照該講義資料內容建立線上講義之HTML格式檔，另可執行外部程式如開啟記事本編輯原始檔，或打開瀏覽器檢視結果等等。

使用說明

1.開啟本程式，進入歡迎畫面，按下右下方「啟動」鍵，即可開始本程式

2.按下「開始」鍵執行本系統，或按「結束」鍵離開

3.輸入MS Excel執行檔與Excel講義資料檔所在位置與檔名

按下「瀏覽」鍵可快速尋找檔案

3.按「繼續」鍵後即進入主編輯畫面，由上而下依次為科目名稱﹑顯示板﹑編輯功能區以及繼續﹑結束鍵

4.切換科目名稱，可變換下方顯示版中的內容

5.於編輯功能區中按下「Add>」鍵，新增講義資料，系統會先詢問科目

6.選擇後，首先輸入新增講義名稱

7.按「OK」後，即可輸入該講義的相關資料，再按「OK」即可

8.系統告知該講義資料已寫入

9.於編輯功能區中，按下「Delete」鍵，可刪除一筆講義資料，該功能尚有臭蟲，有待他日另行改善

10.於編輯功能區中，按下「Edit」鍵進行編輯，系統會詢問使用者將編輯那一筆資料

11.若無，系統會告知使用者選擇其他科目以尋找欲編輯之資料

12.若選定編輯某一筆講義資料後，按下「OK」即可編輯該內容

13.按下「OK」鍵後，即可於顯示板中見到修改後的結果

14.按下「Generate」鍵，建立HTML格式檔，系統詢問使用者將建立那一筆景義資料

15.選定後即進入檔案建立畫面，預設值為Excel檔中資料，使用者可自行編輯各欄位資料，另外再輸入瀏覽器位置與執行檔檔名

16.按「瀏覽」鍵客快速尋找檔案

17.確定後按「Continue」鍵，系統會先告知剛剛輸入之內容以及該檔案已建立

18.確定後即進入HTML檔案編輯畫面

19.按下「Edit」鍵可打開記事本編輯原始檔

20.按下「Launch」鍵可打開瀏覽器檢視結果

21.如發現錯誤，按下「Back」鍵可重新建立該檔案，系統會警告舊檔將會被覆蓋

<hr>

</BODY>

</HTML>

<HTML>

<HEAD>

<TITLE>有限元素法</TITLE>

</HEAD>

<center><h1>有限元素法期末程式</h1>

<hr>

MeshGenerator

Professor/林堉溢

教授

Name/林威延

No/685310046

</CENTER>

<CENTER>有限元素法前處理機

──網格產生器──</CENTER>

簡介

一般有限元素法結構分析程式的前處理（Pre-Processing）部份通常包括以下幾個步驟：

<td align=center>網格分割（Meshing）<tr>

<td align=center>假設模擬元素（Modeling）<tr>

<td align=center>網格編修（Mesh Refining）<tr>

<td align=center>給定材料性質<tr>

<td align=center>給定荷重與邊界條件<tr>

<td align=center>製作輸入檔</table></CENTER>

根據一般經驗顯示，影響最終分析結果之精確度之因素，尤以網格分割方式為最。本前處理器即是以「有效網格切割」之領域知識與專家經驗，歸納整理出若干系列之經驗法則，協助有限元素程式使用者選擇適當之網格切割方式，以期在最少之計算時間與最大精確度兩者間，獲致魚與熊掌得兼之利。

系統預期功能

本系統前期之主要功能在於擷取專家之網格分割知識，量化為若干經驗法則，使用者只須透過親切之人機界面輸入欲求解結構平面之邊界幾何（定義域），本系統即能建議並繪製出最佳網格。系統後期功能預期結合其它之輸入條件，如荷重、支承、材料性質等，自動製作輸入檔（以SSTAN程式為結構分析程式）。

系統限制

模擬元素假設部份初以PLANE元素為系統驗證元素，以方便初期程式寫作，日後可逐一擴充；結構平面幾何暫僅支援「圓形開孔之對稱平版」，圓孔周圍為欲分析位置。

系統驗證

以有限元素作業為系統驗證實例，SSTAN為有限元素分析程式

程式介紹

1.領域知識

完整的Mesh切割程式其基本圖素應包括圖層、頂點、直線、圓弧、圓、橢圓、平面、交點……等等，不同的幾何條件應有不同的輸入形式與定義方法。定義域（Domain）分為平面模式與立體模式兩種，其各具不同之定義型式，本程式初步支援之幾何形狀，以平面模式為主，原擬為具「不定位置與大小之圓孔」的矩形平版，使用者需輸入「圓孔半徑」、「圓孔中心坐標」、「矩形版之長寬」與「板厚」，但經與知識工程專家討論後，發現該情形下，節點編號、節點坐標、切割方式以及最後繪製切割結果，工程均十分繁浩複雜，非期限之內可完成，故現僅提供「兩對稱軸挖孔方形平版」，即圓形挖孔固定位於方形平版中央，使用者輸入值僅「圓孔半徑」、「矩形版之邊長」與「板厚」有意義，其餘輸入值目前均無效，可不輸入，若輸入值不符限制條件，系統拒絕執行並加以說明。其界面如下圖所示：

<H3>B、定義域之分割</H3>

幾何形狀建構後，即是對定義域的分割。分割的目的不外乎三種：（1）產生的網格具有完好的形狀，並於定義域中的任一處均為漸進式分割（2）有效率的計算量，保證只有細微的計算成長率（3）具有幾何形狀上的彈性，以允許與多種不同類模型相連結。

切割網格的原則以其目的劃分，有如下兩類：

為求答案之精準——

Rule1：元素近似正方形

Rule2- 4：於以下幾種部位處分割較細微

a. 幾何形狀轉折（Deform）處

b. 外力作用（Loading Employment）處

c. 所欲分析（Desired Analyzing）處

為求計算效率——

Rule5：節點數不能太多

Rule6：節點數成長速率不能太大

其中，分割方式又分為漸進式與等分式等兩種，如下圖所示：

<H3>C、本系統使用之知識</H3>

綜上所述，本程式採用以下數則法則，作為系統知識：

（1）於分析處分割較細微，且元素儘量成正方形

（2）於幾何形狀轉折處分割較細微，且元素儘量成正方形

（3）其餘部份以漸進式分割

（4）控制節點總數在一定範圍之間（如90—110）

至於其他相關法則，如幾何形狀轉折處、外力作用處切割較細微等等，均未寫入法則之中，尚待日後系統擴充。

2.Mesh切割流程圖

切割Mesh之流程圖如下：

3.物件樹

本程式之物件包括：

Input

儲存製作輸入檔之相關資料，如：荷重、邊界、材料性質等等

MeshGenerator

儲存Mesh切割所須之資訊，如總節點數、幾排9-Node元素、幾排4-Node元素、4-Node元素排列之型式等等>

Shape

儲存所欲分析結構之幾何形狀，目前只有圓形挖孔平版，日後可於此擴充其他形狀

Node

儲存節點相關資料，如節點編號、坐標值、束制條件、所屬元件編號等等

Element

儲存元件相官資料，如元件編號、組成節點編號、材料性質等等

以下即為本程式物件數示意圖：

各物件Slot如下：

Global—

MeshGenerator—

RoundHollowedPlate—

Node—

4.法則

本程式之法則主要為切割Mesh時之判斷式，如下所示：

1.若MeshGenerator:nFinerRow =1

則RoundHollowedPlate:dFiner1 = 3.14 * RoundHollowedPlate:R / 12

2.若MeshGenerator:nFinerRow = 2

則RoundHollowedPlate:dFiner2 = 3.14 * ( RoundHollowedPlate:rFiner1 + RoundHollowedPlate:dFiner1) / 12

3.若Global:TotalNode< 115 And Global:TotalNode > 85

則Node:TotalNode = Global:TotalNode;

MeshGenerator:TotalNode = Global:TotalNode

4.若Global:TotalNode< 85

則RoundHollowedPlate:nFinerRow = 2;

ForwardChain( [ NOASSERT ] );

5.若Global:TotalNode> 115

則MeshGenerator:RoughType#=Equal

6.若MeshGenerator:RoughType #= Gradient And RoundHollowedPlate:nFinerRow == 1 And ( RoundHollowedPlate:D - RoundHollowedPlate:R - RoundHollowedPlate:dEnd - SendMessage(RoundHollowedPlate, temp ) ) > RoundHollowedPlate:dEnd

則If Not( Null?( RoundHollowedPlate:d1 ) )

Then RoundHollowedPlate:d2 = RoundHollowedPlate:d1

* 0.8

7.若MeshGenerator:RoughType #= Gradient

And RoundHollowedPlate:nFinerRow == 1 And ( RoundHollowedPlate:D

- RoundHollowedPlate:R - RoundHollowedPlate:dEnd - SendMessage(

RoundHollowedPlate, temp ) ) > RoundHollowedPlate:dEnd

則If Not( Null?( RoundHollowedPlate:d2 ) )

Then RoundHollowedPlate:d3 = RoundHollowedPlate:d2

* 0.8

5.訊息傳遞（Method與 Function）

在輸入幾何條件後，按下「產生網格」鈕後，首先設定9-Node元素為一排，並設定分割型式為漸進式，再傳遞「計算漸進式間距」之訊息給RoundHollowedPlate，然後計算總節點數，之後，啟動法則。

Function—MeshGenerator如下：

Function—CalculateTotalNode如下：

計算總節點數後，將值存入物件MeshGenerator的TotalNode中，即驅動「MakeNodeInstance」方法，建立節點Instances，並傳遞「DesideGroup」訊息給所有Node物件下之Instances，決定各節點編號與排數，其後再傳遞「CalculateCoordinates」之訊息給所有Node物件下之Instances

，計算每一節點的坐標，最後傳遞「DrawMesh」訊息給Node物件，繪製結果。

Method—MakeNodeInstance如下：

Method—DesideGroup如下：

計算漸進式間距最為麻煩，方法是：

先由最外圈算起，以正方形為原則，如邊長25，徑向切成6排，每排為15度，則最外圈之間距為25*Tan15，再取其高斯值，得7，記為d1；其後d2、d3、d4……均為前項之0.8倍，直到間距小於最內圈之間距值為止。

其它methods

Method—sum

Method—left

1.啟動本程式後，即進入歡迎畫面：

2.按下『Start』鈕，即進入編輯畫面：

<OL>

<LI>依照步驟指示，自下拉式功能表，選擇幾何形狀：

</OL>

<OL>

<LI>選擇RoundHollowedPlate後，即出現彈出式對話框，再輸入平版邊長與圓孔半徑：

</OL>

5.選擇畫面右上方的偏好選項，若完全接受系統建議值，請選「最佳組合」，其餘兩種選項為結果較精準與計算較迅速。

6.按下「產稱網格」鈕後，即可見到下列結果：

7.系統驗證

以邊長25圓孔，半徑1為例，系統切割結果為12個9-Node元素，30個4-Node元素，共計42個元素，95個節點，所得結果與理論值比較如下圖所示（水平受20ksi之拉力，垂直受20ksi之壓力）：

其中，實線為理論值，虛線為系統建議計算值。

8.結論

（1）由系統驗證結果可知，在節點數不多的情形下，其分析結果仍具高精確度，故可初步結論本系統為合理並實用的系統。

（2）本系統之法則目前大都針對結構幾何形狀作文章，事實上幾何形狀並非唯一的考量因素，有時甚至不是最重要的因素；其他考量點如：載重形式、載重位置、支承條件、支承位置……等等，均為日後系統擴充時，法則庫首當增加之處。

（3）至於系統其它功能，如使用者可自行選擇元素、節點之數目區間、使用幾點元素、或交叉使用，以及其他分析元素如Beam、Truss、Plate、軸對稱……等，均為系統擴增的地方。

（4）本程式於較複雜處一切從簡處理，部份失真處為日後改善之處，然以有限之時間論之，本程式應具有一定之實用價值。

<hr>

</BODY>

</HTML>

<html>

<head>

<title>黑板式專家系統</title>

</head>

<center><h1>黑板式專家系統</h1></center>

<hr>

黑板式專家系統【Blackboard System】是一套基於黑板解題模式的軟體應用程式，提供建構複雜

之人工智慧軟體時非平行的彈性。黑板式系統早在西元1975年即於全球學術界與商業研發實驗室

中使用，直至最近幾年才被廣為使用，一般程式發展者認為它有下列幾種好處：

<td>1.能夠處理更抽象、更模稜兩可的知識型應用程式<tr>

<td>2.整合現有的各型專家系統<tr>

<td>3.克服以往法則式專家系統的知識表示法與系統大小的限制<tr>

<td>4.允許解題知識組織成多種獨立的知識模組【Knowledge Module】<tr>

<td>5.允許每個知識模組具有不同型態的知識表示<tr>

<td>6.允許在知識模組中使用不同的推理機制<tr>

<td>7.更具彈性地利用知識模組</table></center>

傳統的應用程式著重於如何將已知的知識轉為程式碼，且其發展與維護的模式均是假設其解決的

問題具有完整而良好的定義，並且不會隨時間而改變，因此，程式發展者只要在程式發展階段

辨明該問題的考量層面與決策重點即可，然而，一旦不在其定義範圍的新情況發生時，很明顯地，這種

程式將不復使用。

法則式系統的誕生正顯明了傳統程式此種限制，經過20多年的教學與實驗發展，專家系統已逐漸

進入了商業領域，而且不論在工業上或商業上，專家系統技術在市場上已具有可觀的競爭力，一

項研究報告聲稱，AI技術在設計與工程應用上均獲致了百倍的產品利益，從一項產品的設計開始

，到最後完成時的測試，專家系統都能夠增進產品生命週期中每一階段的品質。

專家系統簡略的定義是：

<dd>

使用知識與推理程序以解決一些須要人類專家的困難問題的一套智慧型電腦程式

近年來，幾套商業性的專家系統已經陸續成功地顯示其能解決傳統程式所無法解決的問題。

雖然專家系統具有多種傳統程式所沒有的優點，但它還是有它的限制存在：

<td width=3% valign=top>1.<td width=28% valign=top>難以正確量度<td>一般來說，我們很

難用法則式的架構去建造並維持一個龐大的系統，因為龐大的系統一定需要大量的法則，而且推

理鏈結也會相當長，而且，法則通常會傾向於彼此之間的交互作用，而無法發揮預期的功能，因

此，當某一法則發生變動時，將對其它法則產生不可預知的改變<tr>

<td width=3% valign=top>2.<td width=28% valign=top>難以整合<td>因為一套多層次系統可

能含有不同的知識表示法與不同的解題技巧，法則式的專家系統難以整合多層次的知識<tr>

<td width=3% valign=top>3.<td width=28% valign=top>只允許某些知識表示法<td>由於推理

機制決定了知識表示的本質，因此，知識表示受制於推理機制的形式，法則式系統的推理機制多

半只擁有前向與後向鏈結，較無包容性<tr>

<td width=3% valign=top>4.<td width=28% valign=top>須完整定義的知識領域</table></center>

<h2>黑板式系統</h2>

黑板式系統是一組彼此間藉由共享資料【Shared database】而協力合作的知識模組，該共享資料

稱為黑板，透過黑板的訊息傳遞，知識模組匿名地彼此溝通並改變黑板上資料的狀態，以慢慢逼

近問題的解答，黑板式系統的基本架構如下：

<td width=18% valign=top>1.黑板：<td>包含輸入資料，階段性資料以及其它一切解題相關資料

的一個廣域資料庫<tr>

<td width=18% valign=top>2.知識源：<td>包含解題知識的獨立模組，每一個知識源在知識表示

與推理機制上可有很大的不同<tr>

<td width=18% valign=top>3.控制機制：<td>分隔於個別的知識源，以機率方式啟動知識源，也

就是說，控制機制決定每一個解題步驟中誰是最合適的知識源</table></center>

<table border=0 width=96%><td> 我們可以將黑板式專家系統的建構與運作類比為蓋一棟房子，這

共包含了下列三個部份：</table></center>

<td width=18% valign=top>1.黑板：<td>包括初步設計時的藍圖，它表明了這棟房子的用途，外

觀與結構等需求，另外黑板上也應有房屋的完成圖【該問題的一種可能解答】，當完成圖出現在黑

板上之後，藍圖也將隨之產生一連串的改變，這些改變由各個知識源【各作業人員】完成，控制機

制【總監工】控制其先後。例如，當泥水匠能夠貢獻所長於基礎的灌置作業時，總監工即可下令由泥

水匠開工，若當鉛管工人執行其任務時發現，他並不能依照完成圖中的設計，將六吋的排水管插進

三吋的洞口時，最好的情況是，由建築師隨即修改原藍圖，將小洞放大即可，而最壞的情況可能需

要全盤地將原藍圖重新改版<tr>

<td width=18% valign=top>2.知識源：<td>如木工，水泥匠，鉛管工，機電工或機電工的學徒等

等，前面這些作業人員彼此間可能並沒有所謂的共享知識，然而對於問題的解決則缺一不可，另一

方面，知識源間也可能具有共享的知識，如機電工的門徒所完成的工作可由機電工來檢查<tr>

<td width=18% valign=top>3.控制機制：<td>即總監工，當泥水匠灌置基礎而木工建構起居室時

，他們即是在答案狀態上運作，每一個其它的專家【知識源】不斷檢視黑板上的答案狀態，決定何

時能夠由他上場貢獻其所能，然後經由監工的允許而真正上場，但在任何情形下，各個專家均不准

交談，只能看著黑板上的答案狀態以及控制機制的命令作應有的反應</table></center>

黑板是提供知識源下列服務的一種廣域結構：

1.原始輸入資料，階段性答案，最終解答與控制訊息的獨立記憶與儲存

2.知識源間溝通的媒介及資料的暫存區

3.知識源的驅動機制

黑板上，解題資料被儲存成答案空間中一個個的物件，典型的黑板應具有精密的結構，物件均組織成

多層級解析或抽象化概念，例如藍圖，配電圖與樓層平面圖，都是房屋設計中不同型式的抽象化概

念。

每一個知識源均要獨立於其它知識源運作，知識源並不需要其它知識源的知識，即使存在。然而，

它需要解題程序中解答狀態的知識，以及黑板上的所有相關資訊。每一個知識源有義務對控制機制

表明其解題的能力，而當它被執行時，則要竭盡所能地貢獻其知識，以向最終答案逼近。例如，木

工知道在基礎灌漿以前，他無法開始作室內裝璜。電工明白，為了符合建築法規，他必須以六英吋

的間距放置插座，但他不需知道或關心是誰決定牆的位置或型式。知識源這種有關何時能貢獻其所

長的資訊稱作誘發條件【triggered condition】。知識源優於一般法則之處在於：

1.知識源比法則具有更強大的運算能力與更大的運算單元

2.知識源允許更多樣性的知識表示

分離於個別知識源的控制機制藉由機會式地准許知識源動作以改變現有資料的方式來主導解題的程

序，控制機制根據黑板上的狀態而選擇一連串的動作，黑板模式使用漸進式的推理，在每個一步驟

中，黑板模式可以：

1.應用任何型態的知識源，不論是目標導向，資料導向或模式導向的知識型態

2.根據答案的狀態，選擇不同注意的焦點

<h2>為何要使用黑板式解題方法</h2>

在下列六種時機下，黑板模式提供一套更有力且更適切的解題架構

<td valign=top>1.<td>當需要許多種類不同，特殊的知識表示時<tr>

<td valign=top>2.<td>當需要一套能夠容許異質知識表示與專家知識的整合性系統架構時，例如，

黑板式系統適合於結合多種分離內建的診斷系統<tr>

<td valign=top>3.<td>當應用程式使用一些專為設計，執行與維護的大型模組時<tr>

<td valign=top>4.<td>當應用程式牽涉多個發展者時<tr>

<td valign=top>5.<td>當問題的解答包含不確定知識或有限的資料形態時，黑板系統漸進式的方法

允許一步步推進我們所要的答案<tr>

<td valign=top>6.<td>當系統需要多層次推理或有彈性，動態的控制解題程序時</table>

黑板系統在公式化與執行問題時的其它好處是：

<td valign=top width=3%>1.<td valign=top width=30%>黑板資料型態的多層次組織：<td>由於

儲存於黑板上的物件可以組織成多層級的解析或抽象概念，知識源於是可以橫跨多層級的資料抽象

化，也就是說：它們的輸入與輸出的資料型態可以屬於不同層級<tr>

<td valign=top width=3%>2.<td valign=top width=30%>更具彈性的知識源：<td>知識源可以將

我們所需處理的資料發展為最適合的知識表示型式，我們並不需受限於單一的作業語言，例如，某

一知識源可以很自然地寫成法則式的型態，而另一個知識源則可以寫成類神經網路或模糊系統<tr>

<td valign=top width=3%>3.<td valign=top width=30%>事件導向的程序：<td>黑板系統的一項

本質是事件的概念，它用在控制機制的反應上，事件的型態有兩種─(1)黑板事件：代表黑板上解答狀

態的改變，也許起因於新資料的輸入或知識源的動作，比如，黑板物件的新增，刪除，修改與取用

等等。(2)非同期事件：代表來自探測器，效應器，系統時鐘或使用者等外部訊號的接收等等

</table></center>

每一個事件均能立即地知會控制機制，在一些黑板系統中，事件能夠誘發預定知識源組，使其成為

獲取執行機會的競爭者；在其它的系統中，控制機制能夠作出額外的動作以淨化並排列所有經誘發

的知識源。在許多案例中，知識源執行的規劃能用以獲致特殊解題的目標，下圖即表示事件如何驅

動黑板系統的處理活動：

<h2>與法則式系統的比較</h2>

<th>法則式系統<th>黑板式系統<tr>

<td>法則的順序與衝突解決的控制不明顯<td> 控制透明且具彈性<tr>

<td>推理機制與資識庫有強列依存關係<td>多層次推理機構與之識源表示並存使用<tr>

<td>工作記憶體結構鬆散<td>黑板架構完整<tr>

<td>須要很多法則<td>只需少數的知識源<tr>

<td>控制步驟細瑣而簡單<td>大尺度且成熟的控制方法<tr>

<td>大部份工作記憶體中的改變均視為極重要<td>有某些黑板上資料的改變可以假設為非迫切重要

</table></center>

<td>探測型解釋系統<td>財務分析<tr>

<td>設計與配置<td>知識型模擬系統<tr>

<td>程序控制<td>知識型指示系統<tr>

<td>規劃與排程<td>命令與控制<tr>

<td>案例式推理<td>資料融合

</table></center>

<td align=left>‧About Blackboard System<tr>

<td align=right>Blackboard Group,Inc<tr>

<td align=left>‧整合型黑板式專家系統<tr>

<td align=right>淡江大學王人牧教授<tr>

</table>

<hr>

</body>

</html>

<html>

<head>

<title>儀控工程資料庫系統</title>

</head>

一般營建工程中的機電工程包括機械設備與電氣工程兩方面，承包商多將該項工程以比價或議價方式轉包或下包，參與議價的眾小包乃根據業主提供之設計圖進行估價。本系統乃針對電氣工程中儀控施工部份，藉資料庫系統輔助，進行施工規劃，並配合報價系統估算工程款以進行議價。

配電施工規劃主要包括拉線(cabling)與配管(piping)兩部份。首先按業主設計圖決定部份線路之電纜線粗細規格，然後依實際需要選定其他線路之電纜線，此為拉線。其後按各段線路之電纜線截面積配管。拉線的限制條件為線路之電纜線截面積不宜太大，否則無法配線、難以施工，或雖可配管但拉線時易破壞絕緣外皮。

工程款主要包括材料費、人工費兩大項。材料費部份包括電纜線(cable)、鍍鋅導管(conduit pipe)、各式管件接頭(fitting)、配電盤(panel)、終端電阻(terminal)如馬達、溫度﹑壓力﹑液位探測器(sensor)等，以及其他特殊構件。待配電規劃完成後，計算各線材之數量後詢價。至於人工費多以管線總長度及管件多寡予以估算。以上兩者之和再加適當利潤即為最後之工程款。

<h3>(c)規劃流程圖</h3>

<h3>(e)單元示意圖</h3>

<td valign=top width=30%>1.選擇電纜線與導管：<td>計算各段線路之電纜線截面積，調整至最佳組合後，選定電纜線與導管之廠牌與型號。<tr>

<td valign=top>2.選擇各式管件接頭：<td>依配管規劃選擇規格相符之接頭廠牌與型號。<tr>

<td valign=top>3.估算工程費用：<td>計算總材料費、人工費與總價，並詳列清單。<tr>

<th align=center>資料表名稱<th>屬性<tr>

<td>● <a href="er/project.htm">專案</a>　Project <td>專案# , 專案名稱 , 工址 , 業主# , 單元總數 , 承攬金額 <tr>

<td>● <a href="er/section.htm">單元</a>　Section <td>專案# , 單元# , 單元名稱 , 線路總數 , 結點總數 , 是否完成規劃 <tr>

<td>● <a href="er/line.htm">線路</a>　Line <td>專案# , 單元# , 線路# , 左結點# , 右結點# , 斷面積 , 電導管# , Cable_Set <tr>

<td>● <a href="er/propriet.htm">業主</a>　Proprietor <td>業主# , 業主名稱 , 地址 , 電話<tr>

<td>● <a href="er/manufact.htm">製造商</a>　Manufacturer <td>製造商# , 製造商名稱 , 地址 , 電話<tr>

<td>● <a href="er/cable.htm">電纜線</a>　Cable <td>電纜線# , 線心數 , 導體截面積 , 外徑 , 製造商# , 報價<tr>

<td>● <a href="er/pipe.htm">電導管</a>　Conduit_Pipe <td>電導管# ,內徑, 製造商# , 報價<tr>

<td>● <a href="er/outlet.htm">電管穿線匣</a>　Outlet_Box <td>穿線匣# , 名稱 , 規格 , 製材 , 尺寸 , 製造商# , 報價<tr>

<td>● <a href="er/fitting.htm">電管接頭</a>　Fitting <td>接頭#, 名稱 , 規格 , 製材 , 尺寸 , 製造商# , 報價<tr>

<td>● <a href="er/flexible.htm">軟管</a>　Flexible_Conduit <td>軟管#, 規格 , 最小曲徑 , 製造商# , 報價<tr>

<td>● <a href="er/proof.htm">防爆軟管</a>　Exp_Proof_Conduit <td>防爆軟管# , 長度 , 規格 , 製造商# , 報價<tr>

<td>● <a href="er/sensor.htm">探測器</a>　Sensor <td>探測器# , 功能 , 規格 , 製造商# , 報價</table></center>

<h3>E/R Model 1</h3>

<h3>E/R Model 2</h3>

<td valign=top width=25%>(a)選用資料庫型式：<td>初以關聯式資料庫為系統資料庫，主要借重其資料格式清晰明瞭，以及資料複雜度低，查詢複雜度高之特性。後擬以物件導向式資料模式分析。<tr>

<td width=25%>(b)資料庫系統：<td>應用程式編寫人與DBA──我<tr>

<td><td>終端使用者──我的父親<tr>

<td><td>內部層──MS Access 97資料結構<tr>

<td><td>外部層──使用者界面<tr>

<td valign=top><a name="frame1">　　架構1</a><td>以MS Access為主──存放資料、使用者界面分別為MS Access所提供之表格(table)與畫面(form)格式，輔以巨集或VBA為程式計算。</table>

<td valign=top width=25%><a name="frame2">　　架構2</a><td>以MS Access為輔──純粹以MS Access之表格存放所需資料，另以Kappa-PC負責程式運算以及設計使用者界面。應用程式與資料庫間則透過Windows提供的ODBC執行存取。</table>

<hr>

</center>

</body>

</html>

HTML>

<HEAD>

<TITLE>行政院國家科學委員會</TITLE>

</HEAD>

行政院國家科學委員會

防災科技研究報告80-21號

強度遞減結構之地震設計譜之研究

逢甲大學土木研究所詹次洚等撰

報告人/淡大土研所結構組‧林威延

§研究動機與目的<DIR>

一般在結構設計時，若假設所承受的地震頂多為中級地震，那麼假設結構行為完全在彈性範圍內是合理的﹔反之，當結構物可能遭受強烈地震時，若仍以彈性行為的模式來設計，即使設計上沒有問題，但在經濟的考量上卻殊不可行。

台灣地處多震帶，對於結構耐震設計的考量本就格外地重要。地表運動時，一般表示結構物反應最簡易直接的指標就是地震反應譜，因此，地震設計譜是目前結構動力分析時不可或缺的工具之一。

對於強震區結構之耐震設計，若允許結構材料有非彈性變形，將會節省大量的經費。然而，現今之設計規範﹙民國81年﹚卻無非彈性地震設計譜之相關規定。本論文即是利用台北市(軟土區)與台中市(硬土區)地區的地震紀錄，發展一套適合兩地的非彈性設計譜，作為工程設計單位的參考。</DIR>

§文獻回顧<DIR>

1943年Ramberg與Osgood提出Ramberg-Osgood模式來描述勁度遞減材料的遲滯行為﹔1969年Penzien與Liu提出Penzien-Liu模式﹔1970年Takeda提出Takeda模式，考慮鋼筋混凝土結構在開裂後剛度減小的觀念﹔Otani將Takeda模式簡化得到Otani 模式﹔1979年Saiidi與Sozon對混凝土結構提出Q-Hysteresis模式。

非彈性反應譜觀念首先由Veletsos與Newmark於1960年提出，隨後於1965年以彈塑性系統建立非彈性反應譜﹔1973年Newmark與Hall將最大地表加速度正規化至1.0g，先得出彈性反應譜，再對不同延展比求出非彈性設計譜﹔1979年Newmark與Riddell以三種非彈性模式﹙彈塑性、雙線性、剛度遞減﹚及阻尼比2%、5%、10%，利用一組縮小因子，建立非彈性反應譜﹔1980年Lai與Biggs以人造地震來研究強震延時、延展比與阻尼比對非彈性反應譜的影響。以上幾位學者均以延展比作為主要參數。1983年Elghadamsi與Mohraz提出以降伏變位為主要參數來設計非彈性設計譜。

國內目前較有顯著研究結果多半是鋼筋混凝土結構受震之模擬試驗，至於非彈性剛度遞減結構之研究則較少見，僅有何頤川(1989)利用遞減因子建立反應譜。本文即是以Elghadamsi與Mohraz所提之方法來建立台北、台中兩地區之非彈性設計譜。</DIR>

§地震資料與遲滯模式<DIR>

1.地震資料的收集與處理

本文所採用之地震資料為中研院地球科學研究所SMA的地震資料，與台大地震中心在台北地區所收集的地震紀錄。自1976年至1989年，挑選台北與台中地區屬於自由場之地震記錄。由於沖積層地震資料缺乏，乃利用SHAKE 程式求得地表加速度。SHAKE 程式乃是利用某地已測得之地震紀錄，針對不同的土層剖面，進行動態反應分析，以計算某地附近一定點未知的地震紀錄。台北地區選用至少有一水平向的最大地表加速度大於0.05g者，台中地區選用至少有一水平向的最大地表加速度大於0.03g者，共得台北地區44筆，台中地區32筆地震資料。

其後，將兩區的地震紀錄分為A、B兩組，A組只包括一個地震紀錄，用來作剛度遞減模式的遲滯迴圈分析、反應譜分析及內插法的比較﹔B組則包括所有地震紀錄用作統計分析之用。(見附表一、附表二)

2.地震資料的修正

一般地震加速度的修正大致有以下三個步驟﹕</DIR>

<OL>

<LI>類比訊號數字化與等間距化﹕人工取點的原則是曲率變化較劇烈的時段增加取點率，反之則減少。再經由內插技巧使成等間距化的紀錄(一般時距為0.02s)。</LI>

<LI>儀器修正，消除高頻誤差。</LI>

<LI>基線修正，消除低頻誤差。</LI></OL>

</OL>

<DIR>

另外，對於地震初始加速度之給定，則使用加入一個脈衝的方法來彌補，此法由Pecknold與Riddell(1978)年提出，加兩秒之加速度脈衝於地震紀錄的前頭。本文則採Elghadamsi與Mohraz的方法加一秒的加速度脈衝。其初始加速度經導證所得為﹕

3.遲滯模式

根據許多學者實驗研究發現，結構物承受外力時有遲滯行為之產生，為便於數值分析，常將該行為經適當簡化後，得到若干數學模式。若僅考慮剛度遞減模式，則有以下四種模式﹕

(一)Penzien模式：假設材料為雙線性，考慮載重反轉時的剛度遞減，但未考慮釋載後未達反轉即再加載的情形，其後Newmark與Riddell加以修正，得到以下公式﹕<DIR>

<DIR>

Kp：釋載勁度

Ky：原彈性勁度

Dm：先前最大同向位移

Dy：降伏位移

α：釋載剛度係數

</DIR>

</DIR>

(二)Q-Hysteresis模式：亦假設材料為雙線性，在載重反轉和釋載時，考慮剛度的變化。遲滯迴圈任一方向最大超越點均視為兩方向之最大超越點。其公式如下﹕<DIR>

<DIR>

Kq：釋載勁度

Ky：原彈性勁度

Dm：先前的雙向最大位移

Dy：降伏位移

α：釋載剛度係數

</DIR>

</DIR>

(三)Takeda模式：材料行為為三線性折線，考慮RC降伏前開裂導致剛度減少的影響，其公式如下﹕

<DIR>

其中，<DIR>

Kt：釋載勁度

K’：載重方向的降伏點和另一方向的開裂點之直線斜率

Dm：先前最大同向位移

Dy：降伏位移

α：釋載剛度係數

</DIR>

</DIR>

(四)Otani模式：由Takeda模式簡化而得。(詳見附圖一~附圖四)

4.勁度遞減模式之遲滯迴圈

本文分別以台北、台中兩地正規化至1.0 g之地震記錄作遲滯迴圈分析，選擇結構阻尼比2%、周期3秒，降伏位移5.08公分，比較不同的遲滯模式間的差異。經觀察結果可得下列結論﹕

1.不同的遲滯模式大約產生相同的最大位移(72cm左右)。

2.同一遲滯模式，台北地區所得的最大位移較台中地區的為大，此由於兩地土層狀況不同之故，反應於公式中不同的釋載剛度係數α。(論文中未提及α值與結構物降伏位移5.08cm之選用，去函逢大詹教授詢問至今尚未得到回覆)</DIR>

§非彈性系統運動方程式<DIR>

<IMG SRC="Image202.gif" WIDTH=293 HEIGHT=31>單自由度非線性系統之運動方程式</DIR>

<IMG SRC="Image206.gif" WIDTH=661 HEIGHT=263>求解非線性運動方程式的方法，以線性加速度逐步積分法為最有效率的一種。省略推導的過程，其結果如下﹕

時間增量對逐步積分法之準確性影響頗大，一般以結構之自然週期、荷重函數變化率與勁度、阻尼函數的複雜性為考量因素。

通常選擇的時間增量介於結構自然週期(第一振態)的1/10至1/20之間，本文則與Elghadamsi與Mohraz所用相同，為0.005秒。</DIR>

§非彈性系統之設計反應譜<DIR>

1.非彈性設計反應譜

對於一彈性系統，可用三軸對數座標來表示其最大相對地表位移(Sd)、最大相對地表速度(Spv)以及最大絕對加速度(Spa)。此對數座標亦可用於非彈性系統，但無Spa = ?

論文

<HTML>

</HEAD>

<a href="hirarchy/hirarchy.html">物件樹與系統說明</a>

<a href="nouns/nouns.htm">專有名詞解釋</a>

<a href="http://www.math.ncu.edu.tw/HyperNews/get/perl/perl.html">Perl資源</a>

<a href="http://139.175.12.13/discuss/sercnt.htm">主從架構系統討論區</a>

<td align=center><a href="idc/dbsamp1.htm">IDC測試</a></td>

<td align=center><a href="asp/edit.asp">ASP測試(一)</a></td>

<td align=center><a href="asp/insert.asp">ASP測試(二)</a></td>

<td>第三章　<a href="context/ch3/ch3.htm">系統分析與設計</a><tr>

<td>第四章　<a href="context/ch4/ch4.htm">知識庫之建立</a><tr>

<td>第六章　<a href="context/ch6/ch6.htm">結論與建議</a><tr>

</center>

</BODY>

</HTML>

HTML>

</center>

<hr>

<h2>第一章緒論</h2>

<h3>　1.3研究方法與步驟</h3>

<h2>第二章文獻回顧</h2>

<h3>　2.1營建工程資訊</h3>

<h3>　　2.1.1營建工程資訊的型態與特性</h3>

<h3>　　2.1.2工程資訊管理的重點與需求</h3>

<h3>　2.2 國內相關研究與應用</h3>

<h3>　　2.2.1 國內相關整合研究</h3>

<h3>　　2.2.2 國內整合系統之發展現況</h3>

<h3>　　2.2.3 國內專家系統研究</h3>

<h3>　2.3國內施工日報管理之現況與問題</h3>

<h3>　2.4資料庫管理系統概述</h3>

<h3>　　2.4.1資料庫系統的組成</h3>

<h3>　　2.4.2資料庫的分類</h3>

<h3>　　2.4.3關聯式資料庫的分析工具</h3>

<h3>　　2.4.4結構化查詢語言（Structured Query Language，SQL）</h3>

<h3>　　2.4.5開放式資料庫聯結（Open Database Connectivity，ODBC）</h3>

<h3>　2.5全球資訊網與網路資料庫</h3>

<h3>　　2.5.1全球資訊網（World Wide Web，WWW）</h3>

<h3>　　2.5.2 Intranet與網路資料庫架構</h3>

<h3>　　2.5.3存取網路資料庫的方法</h3>

<h3>　2.6微軟NT伺服器（MICROSOFT NT SERVER）與網際網路資訊伺服器（IIS）</h3>

<h3>　　2.6.1 Microsoft NT伺服器</h3>

<h3>　　2.6.2 Internet Information Server（IIS）</h3>

<h3>　2.7 IDC與ACTIVE DATA OBJECT（ADO）</h3>

<h3>　　2.7.2 Active Data Object（ADO）</h3>

<h3>　　2.8.1專家系統的架構與運作</h3>

<h3>　　2.8.2 專家系統於土木工程上之應用</h3>

<h3>　2.9 KAPPA PC之簡介</h3>

<h3>　　2.9.1 Kappa PC 的主要特色</h3>

<h3>　　2.9.2 Kappa PC的系統架構</h3>

<h3>　　2.9.3 發展者介面</h3>

<h2>第三章系統分析與設計</h2>

<h3>　　3.1.1使用需求分析</h3>

<h3>　　3.1.2網路資料庫架構的綜合評估</h3>

<h3>　　3.2資料庫系統分析</h3>

<h3>　　3.2.1資料流程圖</h3>

<h3>　　3.2.2日報資料管理模組</h3>

<h3>　　3.2.3資料庫與網頁</h3>

<h3>　　3.3.2軟硬體需求</h3>

<h3>　　3.3.3系統程式架構與撰寫流程</h3>

<h3>　3.4程式操作流程</h3>

<h3>　　3.4.1建構營造廠資料庫</h3>

<h3>　　3.4.2建構網頁介面</h3>

<h2>第四章知識庫之建立</h2>

<h3>　4.1知識庫建構方向</h3>

<h3>　4.2「建構資料庫」知識模組</h3>

<h3>　　4.2.1資料表與欄位</h3>

<h3>　4.3「建構網頁介面」知識模組</h3>

<h3>　　4.3.1 HTML程式片段與ASP腳本文件</h3>

<h3>　　4.3.3其餘功能頁面</h3>

<h3>　4.4 法則之編寫</h3>

<h2>第五章系統實作</h2>

<h3>　5.1實例一：建構「日報管理模組」資料庫</h3>

<h3>　5.2實例二：建構「新增出工人數」頁面</h3>

<h3>　5.4實例四：編輯使用者</h3>

<h3>　5.5實例五：使用網頁介面新增日報資料</h3>

<h2>第六章結論與建議</h2>

<hr>

<a href="abstract.htm">摘要</a>　<a href="ch1/ch1.htm">第一章</a>　<a href="ch2/ch2.htm">第二章</a>　<a href="ch3/ch3.htm">第三章</a>　<a href="ch4/ch4.htm">第四章</a>　<a href="ch5/ch5.htm">第五章</a>　<a href="ch6/ch6.htm">第六章</a>　<a href="../reference.htm">參考文獻

<a href="../essay.htm">回我的論文</a>

</BODY>

</HTML>

HTML>

<hr>

</center>

　　營建工程的生命週期，從規劃、設計、發包、施工到使用、維護等各個階段，所需利用的營建資訊其種類、數量均十分龐大，各部門間資料的交換與傳遞亦相當頻繁。能否有效地對營建資訊進行建構、運用、儲存與管理，不但會影響工程的進度、品質甚或左右工程的成敗，從企業經營的角度觀之，也維繫著營造廠對內管理的張力以及對外競爭的能力。

　　在個人電腦尚未普及的時代，傳統的營建資訊管理均以人工方式的紙上作業進行。晚近雖引用了電腦技術，卻多停留在文書處理、試算表或其它單功能應用軟體的層次，少數的大型營造廠雖資訊化程度較高，但在資料的建置、儲存與利用上，未見突破性的發展。比如施工日報、估驗計價等作業，由於缺乏電腦整合技術的輔助，往往缺乏效率、耗費過多人力成本，長期而言，不但限制了營造廠業務的擴展，更由於當前工程規模的日益擴大與複雜度的提高，傳統營建資訊管理的方式顯然已不切合效益。

　　新的觀念乃是利用已發展成熟的電腦技術，將眾多的工程資訊視為一項資源，統合地管理和運用。然而，當前營建業在資訊化的過程中，仍面臨了許多惱人的問題：對於中小型營造廠而言，在成本的考量及缺乏技術支援的情況下，往往因陋就簡，仍以半人工的方式勉為權宜之計；對於有經濟能力與意願的廠商而言，往往受制於商業軟體的固定功能以致無法契合本身的需要，或由於建構資料庫的知識不足，造成資料的重覆建置或使用效率不彰等現象。再者，軟體的使用介面亦是讓工程人員望之怯步的主因之一，愈是號稱功能強大的商業軟體，其使用介面也愈是複雜難懂。另一方面，許多牽涉到時效性的資料，如施工進度、監控資料等等，也因空間的阻隔或實際運用上的問題而流於形式，失去即時的意義。

　　本研究即是結合專家系統與全球資訊網兩項電腦技術，企圖為國內中小型營造廠解決上述之問題。系統研發的初期，以施工日報功能模組作為系統測試之實例。

　　本研究乃針對台灣中小型營造廠之營建資訊管理，尋求一個合理可行的工程資訊管理架構，並開發一套專家系統程式（以下稱本專家系統），以協助營造廠自行建構該架構中，營造廠資料庫與網頁操作介面兩個主體程式。本研究的主要目的有下列幾項：

1.提升工作效率、降低人力成本：促進營建資訊管理的電腦化與網路化，提升作業效率、降低人力成本，並保有資料之時效性。

2.協助建構資料庫：由本專家系統內建的知識庫與其運作模式，依營造廠所需，建議並自動建構營造廠資料庫。初以施工日報資料庫為實例，日後可陸續新增知識庫以概括完整之營建資訊系統。

3.協助建構統一的使用介面：以網路瀏覽器（Web Browser）為統一的使用環境，藉以降低工程人員學習操作的難度，進而提升使用意願。各網頁的配置均可依工程人員的使用需求或偏好自行設計，其網頁程式亦由本專家系統產生。

4.便於資料建置與管理：透過網路介面輸入的資料直接存入營造廠資料庫，不但便於資料的建置、儲存、管理，也免除資料重覆輸入或轉換檔案格式的麻煩。

5.使資訊更為流通：與企業內部資料庫相連，結合網路技術，使資訊的取得不再受地域的限制，營造業者可得資訊的流通與時效所衍生的利益。

<h3>1.3　研究方法與步驟</h3>

　　本研究之過程主要可分為三部份，一、二部份分別為「營造廠資訊管理」、「相關資訊技術」等兩類專業知識的搜集與研究，第三部份為「專家系統程式之撰寫」。

　　「營造廠資訊管理」部份，首先分析整理營建工程資訊的種類與特性，依工程生命週期研究工程資訊合理而有效的運用方式，其次彙整國內有關營造廠資訊管理整合之研究及整合系統之發展，並搜集相關工程表報作為工程資訊電子化的參考。最後，專門針對國內施工日報的使用現況與問題加以探討，以為本專家系統主要之領域知識。

　　「相關資訊技術」共包括專家系統、資料庫系統、網路資料庫以及動態網頁程式寫作等數種。專家系統部份，收集國內外與營建管理相關的專家系統研究，並介紹本研究採用的專家系統建構工具Kappa-PC的環境與特色。資料庫系統部份，認識並學習資料庫系統之組織架構、正規化理論、資料查詢技巧以及開放式資料庫聯結（ODBC）與外部程式介面函數的使用。網路資料庫以及動態網頁程式寫作部份，主要分析比較現存的網路資料庫架構之優缺點及了解各架構之網頁寫作技術，最後評核各架構的工程實益以決定本研究將採用之網路資料庫架構。

　　「專家系統程式撰寫」方面，主要分為「建構資料庫」與「建構網頁」等兩大功能模組。顧名思義，本專家系統能夠協助營造廠在其工程人員無需具備資料庫與網頁寫作兩項專業知識的背景下，仍得以自行建構所需的資料庫與網頁介面，然而本專家系統的最終目的在於建構出營造廠資料庫與各網頁介面後，讓營造廠的各級工程人員透過該網頁介面，以達到存取營造廠資料庫的目的。

各主要的研究方法與步驟詳細說明如下：

1.蒐集相關資料：收集相關論文、報告、專書以做為發展本系統之參考，並將走訪營造廠商、工程公司、相關學術研究單位，蒐集國內工程資訊管理的資料，研擬網路資料庫架構，並同時注意國內外相關網路技術的發展，以了解此領域中最先進之動態。

2.軟體之操作、應用與比較：本研究使用多種資訊軟體，如資料庫、網路程式、專家系統、全球資訊網伺服器等，然而每個領域中均有多種技術可供選擇，此步驟即在比較這些不同軟體的特性，並選擇完成本研究所需之程式技術以整合網際網路、資料庫與專家系統，達到預定之目標。

3.知識擷取：在知識的擷取方面，重點在營建資訊資料庫之架構與內容分析。國內已有許多這方面的研究成果可供參考，此步驟即依據這些研究成果作進一步的研究，以為本專家系統協助建立資料庫架構之知識來源。

4.建立知識庫：本專家系統的知識庫乃用以協助工程人員建構營造廠資料庫，並產生網路瀏覽器上之使用介面。知識表示法以物件式為主體，並配合法則式的推理。營建資訊資料庫中的表格與欄位，表示成系統物件及其所擁有的屬性。介面型式、網路程式規格等亦以物件表示之，並與其它物件一同安排於一樹狀分類架構中，以便於知識的分類和物件導向程式的運作。例如，網頁程式的產生與網路資料傳遞的功能將成為所屬物件的行為模式，以方法（Method）表示之。另一方面，資料庫建構的知識多以法則來表示，以求知識的透明化，並易於系統驗證與維護。

5.撰寫系統程式：本研究架設Windows NT伺服器為系統作業平臺，並採用微軟公司（Microsoft）之網際網路伺服器（IIS）來提供所需的網路作業環境。而專家系統程式的撰寫則採用美國IntelliCorp公司所發展之工具軟體Kappa-PC，其為一套多功能的專家系統建構工具，具有優良的法則推理能力和物件導向程式功能，同時可使用其高階應用語言，以ODBC方式連接支援ODBC與SQL之資料庫。

6.雛型系統評估與改善：雛型系統完成後，以實際資料在不同使用要求下測試其使用狀況，並模擬可能之網路使用環境，評估其執行效率，作為系統修改之依據。

7.論文撰寫。

第一章　緒論<tr>

<td>

<td>包括研究動機、目的、步驟以及論文架構。<tr>

第二章　文獻回顧<tr>

<td>

分析探討營建工程資訊的種類、型態與特性，及其管理重點、需求與合理有效的運作方式。其次回顧、整理國內外相關文獻研究與整合系統的應用，並適度檢視國內營建工程日報系統之現況與問題。另外，對本研究相關之資料庫系統、全球資訊網、網路資料庫架構、專家系統與專家系統建構工具Kappa-PC等資訓技術，作一概念性的介紹。

<tr>

第三章　系統分析與設計<tr>

<td>

首先探討營造廠對工程資訊管理的使用需求，其次根據文獻回顧網路資料庫架構的部份，對各架構作綜合評比以決定本研究所採行的網頁寫作技術與軟硬體需求。其次進行資料庫系統分析，說明系統各資料管理模組的資料流向，決定日報管理模組所需的資料表與欄位，並說明本專家系統中，資料庫欄位與其於網頁中「表格輸入型式」的關係。最後介紹本專家系統的功能，包括產出的資料庫結構與關聯的外觀檢視，以及日報管理模組中各網頁介面的使用說明等等。<tr>

第四章　知識庫之建立<tr>

<td>

針對本專家系統知識庫部分的建構方向與程式寫作，作詳盡的說明與介紹。知識庫的建構方向主要是分析營造廠因其承攬工程之種類、性質與規模，以及特殊管理需求等種種變因的不同，所需之報表的格式、欄位與內容。程式寫作部份，分「建構資料庫」與「建構網頁介面」兩大知識模組，詳盡說明程式運作的方式與過程，並介紹法則的編寫。本章說明了如何透過專家訪談以獲得經驗性的知識，並結合資料庫、網頁寫作等相關知識，建立系統知識庫的過程，以供後續研究者及程式開發者參考。<tr>

第五章　系統實例<tr>

<td>

利用幾個實例說明本專家系統使用的過程，以提供業界人士參考、使用並評估實效。其中包括如何建構營造廠資料庫、如何建構日報管理模組之網頁查詢介面、如何使用該網頁查詢介面，以及如何於專家系統與網頁介面中編輯使用者名單等等。<tr>

第六章　結論與建議<tr>

<td>

說明並探討本研究之成果、重要性，針對專家系統程式本身，及其產出的資料庫與網頁介面等三部分，作功能特色的描述。同時說明本研究可能的問題、限制，提出可供後續研究與未來發展的建議。

</table></center>

<hr>

<a href="../abstract.htm">摘要</a>　<a href="../index.htm">目錄</a>　<a href="../ch2/ch2.htm">第二章</a>　<a href="../ch3/ch3.htm">第三章</a>　<a href="../ch4/ch4.htm">第四章</a>　<a href="../ch5/ch5.htm">第五章</a>　<a href="../ch6.htm">第六章</a>　<a href="../reference.htm">參考文獻

<a href="../../essay.htm">回我的論文</a></BODY>

</HTML>

<HTML>

<hr>

</center>

<h3>2.1　營建工程資訊</h3>

從簡化工程生命週期為設計與施工兩大階段的角度觀之，工程資訊的種類一般包括設計階段的預算、設計圖說、發包文件、工程契約、變更設計，以及施工階段的工地管理、施工或監工報表、成本進度控制、估驗計價等多類。從營造廠營運的角度觀之，除前述類別外，另包括人事、財務、會計、業務等數種，其資訊流向示意如圖2-1所示﹝39﹞。各管理模組內部均牽涉到複雜的資料庫理論，各管理模組間的資料流向亦涉及檔案交換等問題，但不在本論文研究範圍中。現依營建工程資訊的型態、特性與管理重點，分別探討如后。

圖2-1 營造廠工程資訊流程圖

<h4> 2.1.2　營建工程資訊的型態與特性</h4>

　　本研究所稱之「資訊」，為數據（Data）、情報（Information）與知識（Knowledge）三者的總稱。資訊的型態直接關係到資訊數位化的成果。前節所述各工程資訊的種類，其型態不外乎以下五類：﹝1﹞

1.文字形態：如工程合約、施工規範、施工說明、監工日報等。

2.數字型態：如結構計算、建物尺寸、材料單價、工程數量等。

3.語音型態：如施工說明會、工地協調會議等現場錄音等。

4.圖像型態：如施工圖說、統計圖表、現金流量、工地照片等。

5.立體型態：如建築模型、材料樣品、設備模型等。

各型態資料之電子化現今均有發展成熟的技術可供應用，其中文字與數字型態資料的電子化由來已久，而數位影音壓縮技術已幾乎成功地解決聲音及圖像檔案容量的問題；至於立體型態資料亦可介由視訊化（Visualization）技術如3D Modeling、虛擬實境（VR）、VRML予以數位化。

營建工程資訊與其它領域資訊的功能相若，均具有紀錄事實、體現現像、提供決策與管控之依據等功能。然而營造業有別於其他產業之處，如無固定廠房、無法大量生產、工期長、進度品質管控不易以及參與份子複雜、利益糾紛眾多等特性，因此其資訊也特別強調即時性、保存性、標準化、操作難易度等特性。以施工日報表為例，即時性始能有效作到進度成本的管控、保存性始能作為估驗計價以及工程糾紛發生時仲裁的事實依據、資料的建置與取用方便度，與能否實現每日資料回報的理想有直接關聯。

另外，由於工程資訊的種類眾多，各部門間資料交互使用的機會頗大，檔案格式與資料規格特別需要予以標準化，傳統營建數位資訊的格式不一，造成資訊流通困難，導致各部門資訊利用的受限與孤立。一般土木工程不但在設計與施工過程中，因各專業知識的差異與資訊表達方式的不一而產生協調的困難外，興建完成後的使用維護亦有工程資訊管理的問題產生。舉例來說，大型的交通建設如捷運、高鐵等，當營運使用一旦發生問題，需及時診斷以恢復正常運作時，可能會因工程圖說保存的不當或圖檔資料因其格式無標準化所致先天管理的缺陷，而無從迅速調閱相關資料，失去及時復原的契機；或必須付出相當的代價，使得整體的經濟效益大打折扣。

這類有關工程資訊的問題在國內屢見不鮮：下水道施工損及地下管線、分段招標的大型工程介面銜接困難、都市更新時舊有資料斷簡殘編等等。因此，對於工程圖說、設計標準、施工規範及合約文件等工程資訊，均有必要建立一套共同的標準與有效的資料存取架構，以發揮資料持續且共享的效用。

國內目前產官學各界，對於標準化的工作已陸續展開，惟開花結果之期仍有待業界努力。其次，工程資訊為顧及使用的即時性，其感官化的效果亦十分重要，如視覺上的施工圖像、照片、與兼具影音的施工現況紀錄等等。

工程資訊的標準化與多媒體的引入，雖非本研究探討的主題，但對於標榜工程資訊整合化的系統開發者而言，此二項特性應是系統設計時所須特別注意的重點。

<h4> 2.1.2　工程資訊管理的重點與需求</h4>

　　如前節所述，營造業有別於其它產業的許多特性，因此資訊管理的需求與重點亦較為特別。目前國內營建工程資訊的收集與應用，於設計規劃階段幾乎已全面電腦化，主要的重點是圖說、合約等文件與工程圖檔的交換與共享。至於施工階段，電子化的程度則明顯偏低，常見的作法是透過施工表報的填寫，取得資料紀錄，其後再利用各式工具加以分析整理，以為管控工程之用。大量的工程表報，是營建業主要特色之一，亦即本文主要研究的對象。一般工地管理常用的作業性表報可分為以下幾類：﹝2﹞

1.基本資料類：包含作業所需之人、事、物基本資料，如廠商基本資料、機具設備登記表、出工紀錄表等。

2.預算書類：於工程規劃過程中對經費之籌措、底價之制訂、單價的分析等作業所需的表報，目的在於控制工程的預算，如施工預算書、工程估價單等。

3.分期查驗類：工程進行中定期或不定期對施工情形查驗的控制性表報，目的在掌握工程的進行，如施工日報、監工日報表等。

4.驗收類：工程每執行至一個段落時，驗收工程執行成果或紀錄具有里程碑意義的工程段落時所需的表報，如開竣工報告、變更設計書、工程驗收紀錄等。

5.決算書類：工程竣工後必須針對工程設計、施工各階段及工程行政管理等事項進行經費統計，以彙整工程總經費使用狀況所需的表報，一般包括結算與決算兩種。如工程決算書、營繕工程結算明細表等。

6.品檢類：於施工過程中，對於工程品質所作的定期或不定期檢測紀錄，如品質稽查報告、材料試驗報告等。

7.安衛類：施工階段考慮結構體本身及施工人員的安全衛生問題所需的表報，如安全衛生日誌、安全衛生稽查紀錄等。

8.災害類：施工過程中因無法避免或疏失所造成之災害，其處理與復建所需的表報，如工程災害報表、職業災害統計月報表等。

9.工程行政類：工程執行過程中關於申請、呈報事項等行政業務所需之表報，如工程用料單。

工程表報填寫人包括施工單位與業主單位兩方之特定人員，而以前者的數量居多。工地事務所為主要存放工程表報的所在，因其空間有限，人員進出往來頻繁，因此表報的建置、存放與取用，為工程資訊管理的主要重點。國內的工程表報仍多以書面型式為主，電腦化必然是未來的趨勢。

<h3>2.2　國內相關研究與應用</h3>

<h4>　2.2.1　國內相關整合研究</h4>

　　國內關於「營建資訊管理系統」的發展狀況，已從以往的單功能系統，如估價、排程、工程財務、人事薪資等系統的開發，逐漸走向整合性系統的研擬，以標準化的基層資料為基礎，建立「輸入、傳送、處理」一致性的資料庫系統﹝31、32﹞。至於近年來一日千里的網路技術，其應用於此一領域的研究則較為罕見﹝33﹞，僅有的數項研究計畫亦為單功能系統的開發﹝10﹞；而應用專家系統技術者，更是付之闕如﹝20﹞。以下，即針對與本計畫相關的國內研究，作概略性的介紹，並作分析比較。

1. 工程資訊管理之技術整合研究【王明德，1991】，以商用程式語言撰寫日報資料系統各模組間資料傳遞的界面，以作業流程的資料流向作系統分析；惟其資料庫分析方面，僅說明使用欄位名稱，未對內容作進一步的分析，但已建立了一般整合型系統的基礎。

2. 公共工程之管理與作業表報標準化【王明德，1991】，收集整理國內常用之公共工程管理與作業表報，進行分析研究以建立一套「公共工程管理與作業之標準化表報」，讓政府工程主管單位及相關單位有較統一的工程資料處理方式，提升公共工程之行政作業的效率與品質。

3. 整合性營建管理電腦化系統架構之初步研究【彭雲宏，1992】，使用資料庫開發工具dBase IV程式語言，針對「日報系統與計價項目」，建立整合性營建管理電腦化系統。系統分析以「資料流程圖」的方式定義資料流；對於資料庫架構方面，使用實體關係模型(E/R Model)並對使用欄位進行正規化。

4. 施工日報與成本管理資訊系統之建立與推廣【林能白，1996】，同樣使用dBase IV程式語言建立「施工日報與成本管理資訊系統」，其主要功能包括預算製作、發包作業、估驗作業、成本統計等功能，並建立完整之工程日報管理系統，隨時控制工程之出工及進料情形；結合成本控制系統，可統計分析工程預算之執行績效。

5. 營造工地資料整合架構之研究【楊勝發，1996】，考量現有工地資料管理內容，以Visual Basic 3.0程式語言建構使用界面，資料庫架構亦採實體關係模型並運用正規化理論；該研究對國內外營造工地管理的現況與問題，有深入的訪查與探討，並據以建立更切合使用效益的八大資訊管理模組。

6. 營造工地資料紀錄與查詢系統【蕭炎泉，1996】，以Microsoft Access 2.0資料庫建構軟體為系統開發工具，運用其資料內嵌功能，建立包括文字以及圖片、影像等多媒體資料的「營造工地資料紀錄查詢系統」。

7. 國宅工程營建管理自動化系統之建立【鄭明淵，1997】，考量現有國宅工地資料管理內容，使用Microsoft Access 7.0資料庫應用程式及物件導向模式概念，整合其所有模組；資料庫架構方面，使用資料庫「結構化查詢語言(SQL)」及Access內建語言VBA作界面流程控制，並考量資料庫之開放性、移植性、擴充性及因應未來網路連結狀況而預留開發空間。

8. 全球資訊網及物件關聯式資料庫於工程圖檔管理之應用【康仕仲，1997】，首次使用物件關聯資料庫與網頁寫作技術於營建資訊管理，應用領域為工程圖檔管理。其採用物件關聯資料庫UniSQL，提供並擴充關聯式資料庫慣有的SQL查詢語法，並結合物件導向資料庫的特性(如繼承、方法語訊息傳遞)，適合複雜度高、安全需求高且查詢頻繁的資料處理。其網路溝通資料庫之界面是以HTML、CGI程式為主，JavaScript語言為輔，網路架構為Unix系統，故所有網頁程式均於客戶端之瀏覽器中執行。

9. 台北市捷運局網際/企業網路之應用﹝40﹞，介紹台北市捷運局之捷運工程網站規劃的架構與流程，以工程圖檔管理系統為例，說明並建議企業網路、辦公室自動化導入企業資訊作業環境應有的考量。

10. 鋼骨大樓整合性時程監控系統﹝41﹞，結合構件吊裝時程管制與地理資訊系統之應用，建立「塔吊配置分析系統」與「吊裝時程監控系統」。該研究乃是專門針對鋼骨結構工程的機具選擇、調配與時程安排、進度監控的整合型研究。

<h4>　2.2.2　國內整合系統之發展現況</h4>

國內業者及系統開發業者依據現實需要自行開發出數套整合性的架構，以下即是台北捷運專案整合系統之子系統(PM)、春元電腦營建工程應用軟體以及正大工程SECA整合系統的簡單介紹。

1. PM(台北捷運專案整合系統之子系統)

該系統可分為估價、進度控制與合約管理三部份，以進行工地資料管理。其主要的問題包括：

(1) 子模組需藉由界面程式進行資料轉換，缺乏效率。

(2) 大量報表暫存檔造成資料重覆儲存與處理問題。

(3) 資料庫過度依賴系統界面存取，影響資料庫移植性。

(4) 未具開放架構，影響系統擴充性。

2. 營建工程應用軟體(春元電腦)

此整合系統包括結構估算、粉刷計算、工程標單、採購發包、工程進度、工地物料、財務會計、房屋銷售等子系統。該系統為市場導向之商業軟體，因此功能難免過於單一，且均著重於表報的產生。其主要的問題包括：

(1) 單一功能導向造成資料輸入及處理重覆性過高。

(2) 系統多以非標準之方式存取資料，影響系統與資料庫的獨立性。

(3) 資料內容定義及處理未公開。

(4) 屬封閉系統，與現有軟體不易結合。

3. SECA整合系統(正大工程)

此整合系統包括基本資料、估算作業、發包作業、工程進度排程、施工管理、估驗計價、總帳、固定資產、人事新資與決策分析等子系統。該系統亦屬商業軟體。其主要的問題包括：

(1) 單一功能導向，致使資料重覆建置，共用性無法擴展。

(2) 系統未預留開放架構之空間，限制其擴充性。

(3) 系統植於DOS環境，其界面較難為一般工程人員所接受。

(4) 資料內容定義及處理未公開。

<h4>　2.2.3　國內相關整合研究</h4>

專家系統又稱知識庫專家系統（Knowledge-Based Expert System，KBES），是一個在專業領域中，以專家經驗知識為主體，以宣告性符號為形式，以邏輯推理來運作之電腦系統。它能對其所適用之問題提供接近專家水準的高品質解答，且解答具一定程度之透明度。完整的知識庫專家系統應包含六個部份：知識庫、推理機制、使用者介面、工作記憶區、解說設備、知識擷取設備，詳細內容請見2.5節。

典型的知識庫專家系統可稱為法則式系統（Rule-Based Expert System）。其知識表示法是將知識表示成IF……THEN的型式，稱為法則，這些法則代表了專家知識的形態與因果關係，其前提就是法則的IF部分，而結論就是法則的THEN部分。由於專家系統中知識庫與推理機是分開的，所以如何將知識庫中的知識依據所屬的事實利用推理機制加以推論出可能的答案，就成為非常重要的解題策略（Solution Strategy）。一般法則式專家系統的基本解題策略分前向鏈結與後向鏈結兩種。傳統程式與專家系統的差異處在於傳統程式利用演算法處理資料，而專家系統更可利用經驗知識進行推論。也就是說，專家系統操縱知識，而傳統的程式處理資料。

專家系統又稱知識庫專家系統（Knowledge-Based Expert System，KBES），是一個在專業領域中，以專家經驗知識為主體，以宣告性符號為形式，以邏輯推理來運作之電腦系統。它能對其適用之問題提供接近專家水準的高品質解答，且解答具一定程度之透明度。完整的知識庫專家系統應包含六個部份：知識庫、推理機制、使用者介面、工作記憶區、解說設備、知識擷取設備，詳細內容請見2.10節。

在國內土木界中，專家系統的研究也受到相當的重視〔3?18〕，不論診斷評估、結構設計或營建管理方面都有初步之成果。

<h3>2.3　國內營建工程日報系統之現況與問題</h3>

　　本研究目的在結合專家系統與全球資訊網兩項主要之電腦技術，尋求整合性工程資訊管理電腦系統的架構。此一架構必須涵蓋營造廠一般營運管理以及設計、施工等各階段的管理要求。專家系統技術部份乃是關於此一架構的資料儲存主體──資料庫，以及資料輸入與存取的使用者介面──網頁等二者之建構。其中知識庫的建立涉及問題領域的專業知識，由於本系統開發初期是以施工階段的「施工日報管理」為實例，故需對目前國內施工日報管理的現況與問題加以深入瞭解與探討，其後才是徵詢並擷取專家的經驗與知識。待此實例經使用與測試成功後，始得繼續擴充他類功能模組，亦即依循此實例，擴充架構中其他如估驗計價、圖說管理及人事薪資等知識庫。

　　營造業的施工日報管理乃著重於特定個案工程施工時，每日在人力資源、材料資源、機具設備等方面之實際支出的記錄，該作業所需的表報稱為施工日報表，或稱為施工日誌。施工日報之記錄資料是施工進度、成本管控之重要基礎，亦是預算執行、發包、估驗作業成效是否偏差的查核點。一般而言，施工日報表應具備下列之資訊：﹝36﹞

（一）施工環境因素

施工日報表應能表達施工當日之天候、溫度、風向等環境因素，以利施工進度之掌握。

（二）合約之工期與剩餘工期

施工日報表應記載特定工程個案之合約工期，以及施工當日後之剩餘工期，並以完成工程個案之百分比來表達之、以便管理者能明確掌握工程之進度。

（三）當日施工之人力（工）、機具（機）、材料（料）使用情形

施工日報表應記載當日施工之人力、材料及機具設備之支出及使用情形，以做為預算與實際支出之差異比較分析的資料來源。

（四）其它有關監造單位指示事項或土地的重要事項記錄。

目前國內關於施工日報的執行與應用，一般是由工地事務所的工地主任或特定專員以固定表格的書面型式填寫，其後經傳真或由專人送回營造廠，交付專案經理審視並作查核進度等管控。由於紙張占有一定空間，且工地與營造廠間亦有一定距離，因此決大多數的工程，其日報均為一週、數週甚至一個月，才送回營造廠。較具規模的營造廠，其填表人可利用電腦輸入與列印，電子檔案則經由數據機或專人傳送回營造廠。

國內施工日報的執行模式明顯有其缺失及限制，比如因空間及交通的阻隔，使得完全失去以日報資料管控進度的時效性；大量紙張的成本與存放空間徒增型營造廠管理與經濟上的負荷；資料的建置、取用與共享均十分困難。總括國內施工日報實際使用情形，歸納出下列幾點缺失：﹝2、36﹞

（一）未全面電腦化

報表的填寫仍以手寫紙上作業為主，不但麻煩、容易產生謬誤，日積月累的紙張量也難以管理

（二）格式不一、欄位不當

格式不一乃專對公共工程而言，各公共工程主辦單位彼此間的表報並不統一，往往產生不同格式但內容類似的表報，造成施工單位填寫上的困擾。私人工程則由於沿用制式表格，對於含括特殊作業項目或特殊表報需求的工程，易產生報表欄位的不足或不適的情形。

（三）未達即時管控之效而流於形式

進度網圖有賴實際進度資料而隨時更新，日報資料一旦失去時效性，其進度歸劃即淪為裝飾品，聊備一格。

（四）資料未共享

日報資料因先天建置的問題而無法與其它部門共享。

<h3>2.4　資料庫管理系統概述</h3>

資料庫（Database）簡單地說就是一套電子化保存紀錄的檔案櫃，而資料庫管理系統（Database Management System）則是用來管理資料庫的系統軟體﹝3﹞。資料庫系統（Database System）則是資料庫與資料庫管理系統兩者的總稱，其主要目的在維護與保存資訊並使該資訊可供需要而隨時取用﹝4﹞。

<h4>　2.4.1　資料庫系統的組成</h4>

一個完整的資料庫系統包括四大部份：資料（Data）、使用者（User）、軟體（Software）與硬體（Hardware）﹝3﹞。

1.資料：乃資料庫中的本體，依使用的狀況可分為「運算資料」與「異動資料」兩種。

2.使用者：即資料庫系統主要的服務對象，包括直接使用者（End User）、應用程式設計者（Application Programmer）以及資料庫管理者（Database Administrator, DBA）。

3.軟體：包括資料庫管理系統（DBMS）與應用程式（Application Program）。

4.硬體：包括電腦主機、磁碟機、光碟機與備份裝置等等。

<h4>　2.4.2　資料庫的分類</h4>

資料庫依資料結構的不同，可大致分為階層式、網路式、關聯式、物件式與物件關聯式等五種﹝3﹞。

（一）階層式資料庫：

其資料結構為一個由可重覆同種組織之樹狀結構所組成的有序集合（Ordered Set），該樹狀結構下的資料是以階層方式排列，其順序乃依內部節點由上而下、由左而右定義。

（二）網路式資料庫：

由於階層式的樹狀結構並無法描述所有的真實情況，因此網路式的特有的鍊結集合（A Set of Links）資料結構，可解決這個問題。

（三）關聯式資料庫：

由資料庫系統大師E. F. Codd所提出﹝5﹞，該資料是以一筆一筆紀錄為處理單位，且該紀錄在概念上是以表格（Table）的方式組織，表格與表格之間的相關性則透過表格內特定欄位的資料值作聯繫。資料以表格的方式呈現，比較符合傳統上資料填寫的習慣，讓使用者較能理解資料庫系統中資料的存取方式。

（四）物件式資料庫：

此資料庫是以物件（Objects）的觀念取代以往的紀錄（Records）。物件本身可以由其它物件層層包覆所組成，物件與物件間可有各縱向與橫向的繼承關係，同時物件本身亦有其特定的運算式（即方法，Method）定義於其上。

（五）物件關聯式資料庫：

該資料庫保存了關聯式資料庫的概念並結合物件式資料庫的特點，亦即提供並擴充關聯式資料庫慣有的SQL查詢語法，並結合物件導向資料庫的特性（如繼承、方法與訊息傳遞），所研發出的一套適合複雜度高、安全需求高且查詢頻繁的資料庫。

<h4>　2.4.3　關聯式資料庫的分析工具</h4>

（一）實體關聯模型（Entity-Relationship Model，E/R Model）

實體關聯模型是一種「語意式」的資料模式，可以用來協助系統建構者作資料的分析與規劃，其圖示化的表達（Entity-Relationship Diagram）更容易讓人理解﹝3﹞。此模型最早由陳品山教授所提出﹝6﹞，其後經過不斷的研究與修正，現已廣為資料庫結構化分析之用。其主要概念如下：

1.實體：可分為一般實體（Regular Entities）與弱實體（Weak Entities），一個弱實體的存在與否，完全取決於某個一般實體，一旦其所依存的一般實體不存在時，該弱實體也將消失。

2.實體類別：同一類的實體可組成一個實體類別，而該類別中的每一個實體，稱為該實體類別中的一個實例（Instance）。

3.屬性：所謂同一類別的實體，指的是一群具有相同屬性的實體。這些屬性可以下列型式出現：

4.單一屬性（Single）或複合屬性（Composite）。

5.鍵值（Key）與否，鍵值即關聯式資料庫中用以連繫實體類別間關係的欄位。

6.單值（Single-Valued）或多值（Multiple-Valued）。

7.虛值（Null）與否。

8.導生屬性（Derived Attributes）與否。

9.關係：實體類別之間的聯繫透過鍵值連結，稱為關係（Relationship）兩個實體類別間的關係可以是一對一（one-to-one）、一對多（one-to-many）或多對多（many-to-many），而一般實體與弱實體間的關係稱為弱關係。

10.子類別：一個實體類別可能再劃分為數個子類別，比如學生類別可分為大學部類別與研究所類別，而研究所類別又可以繼續劃分為碩士班類別和博士班類別。

（二）實體關係圖（Entity-Relationship Diagram）

實體關係模型可以「實體關係圖」來加以描述，其說明如下：

1.實體類別：以矩形表示，若是一般實體，以單框矩形表示；若為弱實體，則以雙框矩形表示。

2.屬性：以橢圓形表示，若該屬性為主鍵（Primary Key）時，該屬性名稱下要加底線；若為複合屬性，則該屬性的每一個部份都要再細分為另一個屬性。

3.關係：以菱形表示，若是一般關係時，以單框菱形表示；若為弱關係，則以雙框菱形表示。實體類別與關係以直線連接，其上註明一對一（1:1）、一對多（1:n）或多對多（n:m）的關係。

（三）正規化理論

資料庫系統分析時，如果只依照直覺而設計所需的實體與其屬性、實體間的關係，在設計期間或設計完成後，常會出現資料更新的異常情形（Anomaly），因此誕生了正規化理論（Normalization Theory）。該理論最早由E. F. Codd所提出﹝5﹞，其主要原理是利用資料相依的特性，作資料簡化的準則；根據資料簡化後資料相依的程度，可將正規化結果分為第一、第二、第三與高階正規化等數種型式，以下為各型式之說明：

1.第一正規化：去除資料結構中重覆出現的項目，將其轉為平坦（Flat）的二維表格，亦即透過分割表格的動作，使該實體類別中的各屬性均成為單值屬性。

2.第二正規化：依功能相依（Functional Dependency）的觀點，去除結構中部份相依的情形，亦即透過分割表格的動作，使該實體類別中的非鍵值屬性均完全功能相依（Fully Functional Dependent）於主鍵。

3.第三正規化：去除資料結構內遞移性相依（Transitive Dependency）的情形，亦即找出所有不可縮減之功能相依關係，以其前提（Determinant）為主鍵投影出多個實體關係組合。

4.高階正規化：包括BNCF、第四及第五正規化，學理上均已發展完成，惟其限制過多且前三正規化對一般資料庫系統多已足夠，高階正規化理論於實際應用上較為少見。

<h4>　2.4.4結構化查詢語言（Structured Query Language，SQL）</h4>

空有資料庫的架構與儲存於其內的資料，仍欠缺一套方法負責溝通使用者、資料與資料庫三者間的互動，也就是使用者該如何新增資料到資料庫中、編輯資料庫中現存的資料，以及從資料庫中取出所要的資訊等等，SQL資料庫操作語言便由此而生。

SQL最早是1970年IBM研究員在發展關聯式資料庫時所創的語言，當時稱為SEQEL，即現今通用之SQL的前身﹝7﹞。其後由於關聯式資料庫領域百家爭鳴，各家廠商間紛紛提出自己版本的SQL，但由於功能及規格皆不盡相同，因此相容性頗差。於是在1986年，由美國國家標準機構（ANSI）主導下，提出SQL-86標準，於1989年修改後提出SQL-89標準，各家廠商於是開始修正其SQL，以期符合ANSI的國際標準規格。目前最新的SQL標準是1992年提出的SQL-92。

SQL語言不是正統的電腦語言，其函蓋了建立、處理、安全管控資料庫管理系統所需的功能。其中用以建立資料庫的SQL稱為資料定義語言（DDL），用以處理資料的SQL稱為資料處理語言（DML），而有關安全管控的SQL則稱為資料控制語言（DCL）。

資料定義語言提供建立、修改、刪除資料結構的各項功能，其指令集包括CREATE、ALTER、DROP等三種，而關聯式資料庫的資料結構可以包含Tables、Views、Schema與Catalogs及其它結構。

資料庫處理語言則是真正處理資料（而非DDL處理資料結構）的SQL語言，其語法如同英文語法一般，主要包括INSERT、UPDATE、DELETE、SELECT等指令，使用者可以靈活組合運用不同的語句（Statement），每個語句可為數值運算、邏輯運算、集總運算（Aggregate）以及次查詢（Subquery）等等。

資料控制語言主要目的在保護資料庫，免於有意或無意的破壞。其指令集包括COMMIT、ROLLBACK、GRANT與REVOKE四種。

<h4>　2.4.5開放式資料庫聯結（Open Database Connectivity，ODBC）（Structured Query Language，SQL）</h4>

對於同時使用不同資料庫管理系統的公司而言，面對不同的資料庫管理軟體，傳統上，應用程式發展者必須撰寫不同的應用程式介面以契合各家資料庫廠商的規格，對於應用程式發展者來說，是相當繁瑣費時的工作。因此，1992年微軟公司（Microsoft）提出一套應用程式呼叫層介面產品，用來存取大部份支援SQL的資料庫管理軟體，這個介面稱作開放式資料庫聯結（ODBC）﹝8﹞。

1994年底，微軟公司主要的視窗應用程式，包括Access、Excel、Word、VB、Foxpro、Visual C++及Microsoft SQL Server for NT等等，都使用ODBC技術去存取各種不同的資料庫。其它廠商如Lotus Approach、Powersoft、DBII、Novell、Appware及Borland InterBase隨後都採用ODBC技術。

只要是支援ODBC的軟體廠商，都會提供一套該軟體的ODBC驅動程式。以Microsoft Access為例，在安裝該軟體時，安裝程式便會詢問是否要安裝ODBC驅動程式。接著，應用程式開發者，便可透過這個驅動程式撰寫其介面，以存取Access中的資料。

由於ODBC是微軟所定的標準，因此在Windows視窗環境下開發的應用程式，皆可利用Windows作業系統提供的網路功能，透過ODBC的介面，與遠端資料庫聯結。也就是說，只要是支援ODBC的資料庫軟體，不論其是否具備網路的功能，均可達到應用程式與資料庫軟體分離的目的。

<h3>2.5 全球資訊網與網路資料庫</h3>

<h4>　2.5.1 全球資訊網（World Wide Web，WWW）（Open Database Connectivity，ODBC）（Structured Query Language，SQL）</h4>

自從網際網路於世界各地風行之後，1989年歐洲核能研究中心(CERN)的一群高能物理科學家發展出一套能在網際網路上傳送圖片與聲音的新方法，稱之為全球資訊網(World Wide Web，WWW)。直到1993年美國國家高速電腦中心(NCSA)發表Mosaic瀏覽器後，全球資訊網才開始快速普及全世界。只要透過瀏覽器聯結的網站，不論在何種平台上砍起來都幾乎相同。

大部份的網站都有一個首頁(Home Page)，可由該首頁連結到其他的網頁。網頁的寫作非常簡單，乃是利用一種名為超文字標記語言(Hypertext Markup Language)寫成的文字檔，置於正確的網頁伺服器(Web Server)即可。全球資訊網的服務除指向超文字標記語言的超文字傳輸協定(Hypertext Transfer Protocol，HTTP)外，尚提供檔案傳輸(FTP)與地鼠(Gopher)服務等兩種，各服務均由單一資源定址器(Uniform Resoure Locator，URL)所定義。

全球資訊網還提供一種直接執行網路伺服器上外部程式的功能，稱為共同閘道界面(Common Gateway Interface，CGI)，CGI程式於該網路伺服器中執行後，會將結果直接傳回客戶端(Client)瀏覽器中，瀏覽器會如同超文字標記語言的文件般解讀。

<h4>　2.5.2 網路資料庫架構</h4>

然而，在網際網路中，光是利用HTML並無法存取網路資料庫中的資料，以目前現有常用的技術計有三種：一是透過前述的CGI程式，一是專為網路而設計的JAVA語言，另一是由微軟公司（Microsoft）所開發、最新的ActiveX技術﹝10、12﹞。其中最常見的是利用CGI程式溝通網路資料庫，其架構如圖2-2所示：

圖2-2 CGI程式溝通網路資料庫示意圖

當Web瀏覽器存取網路資料庫時，其中牽涉到一連串的步驟，包括發出查詢要求與取得查詢結果，整個流程如下﹝11﹞：

1.使用者在Web瀏覽器上使用超鏈結或按下按鈕後，瀏覽器即透過CGI啟動閘道程式。

2.HTTP伺服器檢查發出要求的使用者權限，若允許使用者進入，則HTTP伺服器便載入閘道程式並將瀏覽器傳來的資料轉送給閘道程式。

3.閘道程式運用其內部的資料庫模組，對資料庫介面下達查詢指令。資料庫介面即分析該查詢指令是否正確。

4.若該指令無誤，則資料庫接受該指令並執行後，將查詢結果透過資料庫介面回傳給閘道程式。否則傳送錯誤訊息給閘道程式。

5.閘道程式將查詢結果轉成HTML的文件，再經由HTTP伺服器回送給Web瀏覽器。

<h3>2.6網路資料庫架構的比較</h3>

如前節所述，資料庫的類型有多種，晚近雖有號稱功能更強、架構更完整的物件關聯式資料庫問世，但現今全世界的企業仍以關聯式資料庫為主流。不論資料庫系統屬於那一類型，或不論資料庫本身是否具備網路功能，都有辦法透過網路存取其中的資料。一般傳統的區域網路（LAN）或企業內部網路（Intranet），透過網路存取資料庫的架構或應用都已十分普遍。本節所謂的網路及網路資料庫，則是專指後者而言。

Intranet實為Internet的一部份，對外同樣使用TCP/IP通訊協定，本應無內外之分，其主要差別在於Intranet為一區域型的網路，僅供特定組織或企業內部使用，其內部網址及通訊協定均可不受Internet的限制。而其與Internet之間則是透過Gateway或Router溝通，如此可兼顧開放性與安全性。

以下數節即介紹網路資料庫的一般架構以及比較幾種存取網路資料庫的方法，並於3.2節中，評選本研究所採行的網路架構。

<h4>　2.6.1網路資料庫的基本架構</h4>

如2.4.5節所述，不論資料庫本身是否具備網路功能，都有辦法透過網路存取其中的資料。使用不具網路能力又不支援ODBC的資料庫軟體，僅需將WWW伺服器與資料庫軟體置於同一台主機即可；而使用具有網路能力或雖不具網路能力但支援ODBC者，其WWW伺服器與資料庫系統可分別置於不同的主機，以分散系統的負荷。目前大多數的資料庫系統均已具備網路功能，然而可能由於營造廠成本上的考量，兩種架構仍能交替配合。圖2-3、2-4即是兩類資料庫系統，透過CGI程式介面存取資料的網路基本架構﹝11﹞：

圖2-3 不具網路功能資料庫系統之網路架構

圖2-4 具網路功能資料庫系統之網路架構

<h4>　2.6.2存取網路資料庫的方法</h4>

在Unix網路作業環境中，存取網路資料庫的方法，最常見的即是前述透過CGI程式介面的方式。然而在Windows NT環境中，除CGI的方式外，另提供了三種方法可資選擇，現介紹如下：

（一）Common Gateway Interface （CGI）﹝14﹞：

不論是那一種網路資料庫架構，都支援CGI。在Unix上的CGI多半是由PERL這種直譯式語言寫成。常見的應用是讓使用者留言或查詢產品清單等等。亦可用C語言來寫CGI程式，程式的效率會較高，但缺點是不易除錯與維護。CGI程式會使系統產生一個新的執行程序來處理客戶端的要求，如此會花掉不少系統資源。因此，雖其各種應用程式庫可增強其功能，為它法所不能及，然而，它的執行效率為其最大的缺點之一。

（二）Internet Server API（ISAPI）﹝14﹞：

以下介紹的三種存取網路資料庫的方法，都只能存於Windows NT與IIS網路伺服器架構。使用ISAPI可以克服CGI程式每次都產生新執行程序的缺點。ISAPI程式介面可用來產生兩種不同型式的應用程式。一為過濾器（Filters）：包括客戶身份認證、資料解譯等。伺服器啟動時會把過濾器載入，使成為一個執行程序，而它會留在記憶體中直到伺服器關閉。二為擴充（Extension）：和CGI程式功能相近，主要用來作表格（Form）的處理、從資料庫中存取資料等等。它會在第一次使用時被載入，而不是每一次使用都會載入。ISAPI的缺點是仍必須使用一些複雜的程式語言如C、C++或Delphi等。

（三）Internet database Connector（IDC）﹝13、14﹞：

這種方法是利用兩種特殊而簡單的檔案來控制資料庫存取的方式以及建構網頁輸出的畫面：一是Internet資料庫連接頭檔案（.idc File）和HTML延伸檔案（.htx File）。資料庫連接頭檔案包含連接適當的ODBC資料來源，以及執行SQL陳述式時會用到的資訊，另外還包含HTML延伸檔案的副檔名和位置。而HTML延伸檔案的內容則是對資料庫伺服器執行查詢後的結果，以HTML文件格式決定頁面的配置。這兩種檔案的語法相當簡單，卻同時也限制了它的功能。有關IDC的語法，將在2.8節介紹。

（四）Active Server Page （ASP）﹝13、14﹞：

ASP利用伺服端執行的腳本文件（Server-site Script）達到不受客戶端瀏覽器限制以及製作互動式應用程式的目的。其語法是以HTML語言為基本的架構，然後於其間穿插以VB Script為主的腳本文件，以控制網頁輸出輸入以及存取資料庫的各種方法。詳細語法請見2.9節。

<h3>2.7微軟NT伺服器（Microsoft NT Server）與網際網路資訊伺服器（IIS）</h3>

本節就微軟NT伺服器與其WWW伺服器IIS的主要功能以及其對於營造廠網路架構的優點作概念性的介紹，至於詳細的應用情形與細節，可參考坊間關於兩者的書籍﹝11、12、13、14﹞。

<h4>　2.7.1 Microsoft NT伺服器</h4>

Microsoft NT是Microsoft Family系列中的一員，其型式有Microsoft NT Workstation與Microsoft NT Server兩種﹝11﹞。其主要功能的差異在於Microsoft NT Workstation的設計理念是讓單一使用者使用的作業系統；而Microsoft NT Server則是能夠在網路上與其他類型的伺服器互動，並容許多使用者的使用需求。具體而言，NT Workstation主要是加速前景執行的程式，如文書處理、試算表軟體等等；而NT Server主要則是加速背景程式，如網路封包與電子郵件等傳送機制的速度。雖然兩者的功能互有重疊，但兩者仍具有明顯設計上的差異。

這兩種版本都具有特殊檔案系統（NTFS），專門針對多人使用的檔案權限、資料安全以及個人化工作環境等特性所設計，有別於DOS與Windows 3.1與95等作業系統的FAT磁區格式，而且兩種Microsoft NT都要比前述其它三種作業系統來得穩定與可靠。Microsoft NT的主要目標是提供商業用途而非家庭或個人用途，亦是由於其檔案安全與多緒執行的優點。

然而隨著Windows 95的快速普及，Microsoft NT 4.0版已將使用介面全數更新，除少數差異外，外觀幾乎與Windows 95相同，對於使用的親合性及一般人的使用意願皆大幅的提升。比起昂貴且純文字介面的Unix系列作業系統，Microsoft NT明顯較能為一般營造業所接受﹝11﹞。

<h4>　2.7.2 Internet Information Server（IIS）</h4>

NT Server 4.0的網際網路伺服器（WWW Server）稱為Internet Information Server（IIS），與常見Unix系統下的httpd程式結構上不同，但亦具備了決大多數Web伺服器所應具備的功能。

圖2-5即是其提供的網路服務與連接資料庫的組件﹝12﹞。

由於配合NT Server網路作業系統，IIS可以結合其它現有的網路服務軟體架設出功能完整的 Web伺服器，且其已整合至Windows NT伺服器作業系統，以善用它的安全功能及效能。

圖2-5 IIS 之網路服務與連接資料庫的組件﹝12﹞

根據IIS的產品說明文件﹝12﹞，使用IIS可開發用於如下情況的Web站台﹕

1.將含新聞稿、銷售資訊或求才資訊的商業首頁發佈至 Internet。

2.發佈型錄並從顧客處取得訂單。

3.發佈互動式程式。

4.提供方便存取銷售資料庫的遠端銷售功能。

5.使用訂單記錄資料庫。

6.發佈員工手冊。

另一方面，IIS也提供其它訊息服務，並支援用於開發Web站台其它功能的不同介面。包括：

1.使用Microsoft Internet Server Application Programming Interface （ISAPI）建立高效能主從式應用程式。

2.建立ISAPI篩選程式，以自訂WWW服務。此篩選程式偵聽輸入或輸出要求並自動執行動作，如加強型記錄功能。

3.執行Common Gateway Interface（CGI）應用程式或指令檔。

4.使用FTP服務收發檔案。

5.使用Gopher服務公用資訊保存檔、聯繫多台電腦。

至於IIS提供兩種特殊的方法存取資料庫，有別於其他WWW伺服器僅能藉助CGI程式介面。一是使用Internet資料庫連接頭檔案（.idc File）和HTML延伸檔案（.htx File）兩種檔案來控制資料庫存取的方式以及建構網頁輸出的畫面﹝13﹞。二是透過ActiveX技術的Active Server Page（ASP）網頁寫作，動態控制網頁與資料庫間的聯繫﹝14﹞，亦即本研究採行的技術。

<h3>2.8 IDC語法</h3>

圖2-6說明使用Internet資料庫連接頭的六個步驟。IDC利用三個簡易的純文字檔，即可達到網際網路溝通資料庫的目的，分別是HTML網頁文字檔、.idc檔與.htx檔。HTML網頁文字檔為使用者輸出入之介面，通常以表單（Form）為型式。.idc檔則是使用SQL語法的文字檔，主要負責邏輯控制。.htx檔負責處理查詢結果的顯示，除一般HTML語法外，還有其特殊流程控制的語法。.idc檔與.htx檔的語法分述如下：

圖2-6 使用Internet資料庫連接頭的六個步驟﹝12﹞

主要包括三種必要的欄位﹝42﹞：

1. Datasource：指明ODBC設定中系統資料來源名稱。

2. Template：指明HTML延伸檔，亦即.htx檔的檔案名稱。

3. SQLStatement：所要執行的SQL陳述句。各行間以加號（+）連結。

以下為.idc檔程式範例：

Datasource：MyDatasource

Template：show.htx

SQLStatement：Select 姓名 From 人事資料 Where 月薪 > 35000 And + 年齡 < 30

其中資料來源名稱為MyDatasource，表示於ODBC設定中以該名稱指向一實體資料庫檔案。HTML延伸檔為show.htx，將於下節介紹，此處僅在指明.idc檔的連接對象。SQL陳述句表示將選取該資料庫的「人事資料」資料表中，凡月薪大於三萬五千元且年齡在30歲以下所有員工的姓名。

.idc檔中能夠使用的欄位及變數並不只上述三種，另可使用ODBC選項參數以對ODBC驅動程式加以維護及偵錯。其語法如下：

ODBCOptions：option_name1=value1 [,option_name2=value2][,…]

獲得查詢結果後，IDC會根據.idc檔中所指定的HTML延伸檔案所提供的格式，將所查詢到的結果加以編排﹝42﹞。HTML延伸檔案中是以<%….%>符號夾注其特殊的流程控制語法，穿插於HTML語法之間，此與ASP寫作技術相同，差異只在<%….%>符號中夾注的語法不同而以。其主要的語法有<%BeginDetail%>、<%EndDetail%>與<%If%>、<%Else%>、<%EndIf%>兩組。其中<%BeginDetail%>、<%EndDetail%>標籤組用來記錄回傳列的HTML程式碼結構。<%If%>、<%Else%>、<%EndIf%>標籤組用來控制瀏覽器解譯的流程。另外，資料庫欄位的名稱亦需用<%….%>符號夾注。以下即為承接上例中show.htx的程式內容：

<HTML><HEAD><TITLE>人事資料查詢</TITLE></HEAD>

<BODY>

<TABLE>

<%BeginDetail%>

<%EndDetail%>

</TABLE>

</BODY>

</HTML>

<h3>2.9 Active Data Object（ADO）</h3>

<h4>　2.9.1 ADO的架構</h4>

ADO運用四個物件來存取網路資料庫，包括Connection物件、Command物件、Recordset物件與Error物件。各物件間無階層關係，可獨立運作，其架構如圖2-7所示。Connection物件代表對資料庫的有效連結，用以執行任何指令。若該指令有傳回值， Recordset物件會自動產生並自行回傳。若欲執行複雜的查詢，亦可自行產生Recordset物件。Command物件代表一個指令，可以是一個SQL陳述句或是其它資料庫驅動程式能夠了解的資料庫語言。Recordset物件含有最多的屬性與方法，以控制、接收資料庫查詢的動作與結果。Error物件在ADO架構中是選擇性的，代表由資料庫驅動程式回傳的錯誤訊息。﹝14﹞

圖2-7 ADO的架構圖

<h4>　2.9.2使用ADO</h4>

首先，仍必須產生一個資料庫並將其指定於ODBC資料來源中。ASP的語法與IDC中的.htx檔類似，均是在HTML文件中穿插以<%….%>符號夾注的特殊語法。ASP的特殊語法為VBScript或JavaScript皆可，再配合各ADO物件的屬性及方法，即構成ASP檔案的全貌。由於ASP為伺服端執行的腳本文件（Server-Site Script），因此客戶端瀏覽器的種類對執行結果沒有影響，與一般客戶端執行的腳本文件（Client-Site Script）不同。

以下即是承續前節程式範例，以ASP語法寫作的程式內容：

<pre>

<html>

<head><title>小熊營造線上管理系統</title>

</head>

<%If Request.ServerVariables("Content_Length") > 0 Then

Set Conn = Server.CreateObject("ADODB.Connection")

Conn.Open "CIS"," "," "

Set sql = "SELECT 姓名,月薪 FROM 人事資料 Where 年齡< " &

Request.Form("age") & " And 月薪 > " & Request.Form("salary"))

Set RS = Conn.Execute(sql)

Response.Write "<center>查詢結果 <hr>"

Response.Write "<table border=1><th>姓名</th><th>月薪</th>"

While Not RS.EOF

Response.Write "<tr><td>" & RS.Fields.Item("姓名") & "<td>" &

RS.Fields.Item("月薪")

RS.MoveNext

Wend

Response.Write "</table></center>"

Else

請輸入年齡上限與月薪下限

<hr>

<form action="<%=Request.ServerVariables("SCRIPT_NAME")%>"

method=post >

年齡：<input type=text name=age>

月薪：<input type=text name=salary>

</center>

<%End If%>

</body></html>

</pre>

程式由If Then - Else - End If分為兩部份，當使用者第一次進入該頁面時，由於無任何參數輸入，因此執行Else - End If之間的部份，即使用者輸入條件的介面，如圖2-8所示。使用者輸入條件後開始查詢，則執行If Then - Else之間的部份，結果如圖2-9所示。

其中If Then - Else之間的部份為ASP語法的主體，首先建立名為Conn的Connection物件，利用該物件的Open方法，開啟與ODBC資料來源的連結。其後執行SQL語法，並以表格（Table）的形式編排查詢所得的結果。

其中Request.Form("age")之固定格式用以擷取使用者於表單中輸入的參數值，RS.Fields.Item("姓名")則是指定查詢結果的特定欄位資料。

圖2-8 ASP聯結網路資料庫的使用者輸入界面外觀

圖2-9 ASP網頁程式查詢的結果

<h4>　2.10.1　專家系統的架構與運作</h4>

　　所謂專家（Expert），就是經由訓練及經驗累積，能解決一般人無法解決的問題的人。他不但擁有該專業龐大的背景知識，也能夠有技巧、有固定程序地應用這些知識解決專業上的問題﹝21﹞。

而運用人工智慧（Artificial Intelligence，AI）技術，將專家的知識予以分析、儲存及利用，能在某特定領域內達到高水平表現的電腦程式，即稱為專家系統（Expert System）、知識庫專家系統（Knowledge-Based Expert System）、智慧系統（Intelligence System）或聰明系統（Smart System）。這種電腦程式典型地以符號（Symbol）來表示知識，能夠檢核及解釋其推理程序，同時具有良好的人機介面，其解決的問題常是人類需要多年的教育和訓練才能勝任的。專家系統與傳統程式的比較如列表2-1所示：

<th>傳統程式<th>專家系統

<tr><td>資料的呈現與使用<td>知識的呈現與使用

<tr><td>知識與控制的整合<td>知識與控制分離

<tr><td>演算法程序<td>推理程序

<tr><td>大量資料的處理<td>大量知識的處理

<tr><td>程式確保單一性與完整性<td>單一性與完整性的鬆綁

<tr><td>不可能在執行時作解釋<td>執行時解釋為其特點

<tr><td>傾向數值運算<td>傾向符號處理

</table></center>

列表2-1 傳統電腦程式與專家系統的比較

　　完整的專家系統應包括以下六個部份：

1.知識庫（Knowledge Base）

儲存專家系統所需之經驗性與一般性的知識，其中包含法則與事實。知識來源可為該領域之專家或相關研究、報告等文獻。其中經驗性的知識乃是由人類專家累積多年經驗而得，使用這種知識﹐專家系統可以進行較具學術性的猜測，並組織較好的搜尋方法，避免盲目的搜尋。它能夠大大縮減搜尋解答的程序，是專家系統成功與否的重要關鍵。

2.推理機制（Inference Mechanism）

為知識庫中法則與程序、方法的驅動機制，包含解譯器（Interpreter）與排程器（Scheduler）。利用解譯器來搜尋並使用知識庫中的知識，驗證事實之真偽，並利用法則推論新的事實；而排程器用以決定法則執行的先後次序。

3.使用者介面（User Interface）

為專家系統直接與使用者接觸的環境介面，使用者透過此介面與系統溝通。良好的使用者介面能夠幫助使用者清楚明瞭系統的運作，降低系統使用的難度與複雜度。

4.知識擷取設備（Knowledge Acquisition Facility）

知識工程師將訪談領域專家所得的經驗性知識，透過知識擷取設備，進行知識的擷取、維護與擴充。

5.解說設備（Explanation Facility）

其功能在於將系統運作時所推論的法則與所依據的事實，提供一個解說的管道讓使用者明瞭，以保持系統運作時的透明度。

6.工作記憶區（Working Memory）

儲存系統在運作過程中所需的資料或所產生的中間結果，如原始知識、事實，以及知識庫推論所得的新事實。

　　專家系統的建立及運作流程如下：首先由知識工程師（Knowledge Engineer）從專家解決問題的程序（Procedures）、策略（Strategies）及拇指法則（Rules of thumb）中粹取精華，應用專家系統建構工具將上述所得植入程式內容中，所得結果為專家系統之原型，再經不斷的改良、擴充與更新，才是一套健全的專家系統。建構專家系統及其運作的流程如圖2-10所示。

圖2-10 專家系統建構及運作流程圖

<h4>　2.10.2　專家系統於土目工程上之應用</h4>

現今專家系統應用的領域有如下13種：

1.解釋（Interpretation）：如解釋肺部測試（PUFF）。

2.預測（Prediction）：如預測可能由黑蛾造成的玉米損失（PLAN）。

3.診斷（Diagnosis）：如診斷血液中細菌的感染（MYCIN）。

4.故障排除（Fault Isolation）：如電話故障排除系統ACE。

5.規劃（Planning）：輔助財務管理之Plan Power專家系統。

6.設計（Designing）：如小型馬達彈簧與碳刷之專家系統Motor Brush Designer。

7.監督（Motoring）：如IBM MVS作業系統之YES/MVS。

8.除錯（Debugging）：如檢查算術錯誤原因之BUGGY。

9.修理（Repair）：如修理原油槽之SPCOFOR。

10.行程安排（Scheduling）：如製造與運輸行程安排之專家系統ISA。

11.教學（Instruction）：如教導使用者學習作業系統的TVX專系家統。

12.控制（Control）：如幫助電腦製造及分配之控制系統PTRANS。

13.分析（Analysis）：如分析油井儲存量之專家系統。

國外專家系統於土木工程的應用歷使已久，且應用領域十分廣泛，以下列舉數種國外有關土木工程的專家系統。

（一）SACON

為輔助MARC有限元素結構分析系統而設計，推理機制為後項鏈結，可協助經驗較缺乏之工程師設計多目標的結構系統。

（二）HI-RISE

針對十層樓以上的高層商業或住宅大樓作初步設計。它利用經驗式架構考慮結構的實用性、美觀、經濟效益與結構完整性。並以線性評估因子來評估各系統的可行性，完成最佳化設計。

（三）SPERIL

針對地震造成的結構危害度評估結構的經驗式專家系統。其知識庫包含地震記錄資料及受災結構可見之外觀資料等等，並根據結構危害理論和統計方法來評估。

（四）SPECON

用來檢核鋼件是否符合AISC規範要求的小型專家系統。其推理機制源於MYCIN使用的後項鏈結法。知識庫分為兩個層級，上層包含了用來檢核的各種限制及條件；下層則具備可諮詢系統，回答特定的推理問題。

（五）DURCON

一套決定暴露於惡劣環境下的混凝土其成份的專家廈統。根據混凝土四個破壞機制：凍融、硫酸鹽侵蝕、鋼筋腐蝕及水泥與骨材間反應，作為法則的內容。其知識庫則包括ACI Code中對耐久性混凝土的規格以及專家的經驗性知識等等。

（六）SSPG

　　用來設計加勁鋼版格樑的一套實驗性專家系統。設計者在設計之初，根據本身過去的經驗選擇腹版深與跨度的比值，此比值端視跨度、型鋼之降伏應力與均佈載重等參數決定。然後使用互動式的BASIC程式，得到實用性最小格樑重的h

<HTML>

<HEAD><title>系統分析與設計</title></HEAD>

<h2>第三章　系統分析與設計</h2>

<hr>

</center>

<h3>3.1　網路資料庫架構的比較</h3>

<h3>3.2　Windows NT之IIS</h3>

NT Server 4.0的網路伺服器稱為Internet Information Server(IIS)，下圖即是其提供的網路服務與連接資料庫的組件：

IIS有兩種方法存取資料庫，一是使用Internet資料庫連接頭檔案(.idc File)和HTML延伸檔案(.htx File)兩種檔案來控制資料庫存取的方式以及如何建構網頁輸出的畫面。二是透過ActiveX技術的Active Server Page(ASP)網頁寫作，動態控制網頁與資料庫間的聯繫，亦即本計畫將採用的技術。

第一種方法的Internet資料庫連接頭檔案包含連接適當的ODBC資料來源，以及執行SQL陳述式時會用到的資訊，另外還包含HTML延伸檔案的副檔名和位置。至於HTML延伸檔案的內容則是對資料庫伺服器霅行查詢後的結果，以HTML文件格式排列組合。下圖說明使用Internet資料庫連接頭的六個步驟：

<h3>3.3　資料庫管理系統概述</h3>

資料庫(Database)簡單地說就是一套電子化保存紀錄的檔案櫃，而資料庫管理系統(Database Management System)則是用來管理資料庫的系統軟體【曾守正，1990】。資料庫系統(Database Sysem)則是資料庫與資料庫管理系統兩者的總稱，其主要目的在維護與保存資訊並使該資訊可供需要而隨時取用【Date，1990】。

<h4>　3.3.1　資料庫系統的組成</h4>

一個完整的資料庫系統包括四大部份：資料(Data)、使用者(User)、軟體(Software)與硬體(Hardware)。

1.資料：乃資料庫中的本體，依使用的狀況可分為「運算資料」與「異動資料」兩種。

2.使用者：即資料庫系統主要的服務對象，包括直接使用者(End User)、應用程式設計者(Application Program)以及資料庫管理者(Database Administrator, DBA)。

3.軟體：包括資料庫管理系統(DBMS)與應用程式(Application Program)。

4.硬體：包括電腦主機、磁碟機、光碟機與備份裝置等等。

<h4>　3.3.2　資料庫的分類</h4>

資料庫依資料結構的不同，可大致分為階層式、網路式、關聯式、物件式與物件關聯式等五種。

1. 階層式資料庫：其資料結構為一個由可重覆同種組織之樹狀結構所組成的有序集合(Ordered Set)，該樹狀結構下的資料是以階層方式排列，其順序乃依內部節點由上而下、由左而右定義。

2. 網路式資料庫：由於階層式的樹狀結構並無法描述所有的真實情況，因此網路式的特有的鍊結集合(A Set of Links)資料結構，可解決這個問題。

3. 關聯式資料庫：由資料庫系統大師E.F.Codd所提出，該資料是以一筆一筆紀錄為處理單位，且該紀錄在概念上是以表格(Table)的方式組織，表格與表格之間的相關性則透過表格內特定欄位的資料值作聯繫。資料以表格的方式呈現，比較符合傳統上將資料填寫的習慣，讓使用者對於資料庫系統中資料的存取較能理解。

4. 物件式資料庫：此資料庫是以物件()的觀念取代以往的紀錄()。物件本身可以由其他物件層層包覆所組成，物件與物件間可有各縱向與橫向的繼承關係，同時物件本身亦有其特定的運算式(即方法，Method)定義於其上。

5. 物件關聯式資料庫：該資料庫保存了關聯式資料庫的概念並結合物件式資料庫的特點，亦即提供並擴充關聯式資料庫慣有的SQL查詢語法，並結合物件導向資料庫的特性(如繼承、方法語訊息傳遞)，所研發出的一套適合複雜度高、安全需求高且查詢頻繁的資料庫。

<h4>　3.3.3　關聯式資料庫的分析工具</h4>

(一)實體關聯模型(Entity-Relationship Model，E/R Model)

實體關聯模型是一種「語意式」的資料模式，可以用來協助系統建構者作資料的分析與規劃，其圖示化的表達(Entity-Relationship Diagram)更容易讓人理解。此模型最早由陳品山教授【P.P.S Chen，1976】所提出，其後經過不斷的研究與修正，現已廣為資料庫結構化分析之用。其主要概念如下。

1.實體：可分為一般實體(Regular Entities)與弱實體(Weak Entities)，一個弱實體的存在與否，完全取決於某個一般實體，一旦其所依存的一般實體不存在時，該弱實體也將消失。

2.實體類別：同一類的實體可組成一個實體類別，而該類別中的每一個實體，稱為該實體類別中的一個實例(Instance)。

3.屬性：所謂同一類別的實體，指的是一群具有相同屬性的實體。這些屬性可以下列型式出現：

(1) 單一屬性(Single)或複合屬性(Composite)。

(2) 鍵值(Key)與否，鍵值即關聯式資料庫中用以連繫實體類別間關係的欄位。

(3) 單值(Single-Valued)或多值(Multiple-Valued)。

(4) 虛值(Null)與否。

(5) 導生屬性(Derived Attributes)與否。

4.關係：實體類別之間的聯繫透過鍵值連結，稱為關係(Relationship)兩個實體類型間的關係可以是一對一(one-to-one)、一對多(one-to-many)或多對多(many-to-many)，而一般實體與弱實體間的關係稱為弱關係。

5.子類別：一個實體類別可能再劃分為數個子類別，比如學生類別可分為大學部類別與研究所類別，而研究所類別又可以繼續劃分為碩士班類別和博士班類別。

(二)實體關係圖(Entity-Relationship Diagram)

實體關係模型可以「實體關係圖」來加以描述，其說明如下：

1.實體類別：以矩形表示，若是一般實體，以單框矩形表示：若為弱實體，則以雙框矩形表示。

2.屬性：以橢圓形表示，若該屬性為主鍵(Primary Key)時，該屬性名稱下要加底線；若為複合屬性，則該屬性的每一個部份都要再細分為另一個屬性。

3.關係：以菱形表示，若是一般關係時，以單框菱形表示；若為弱關係，則以雙框菱形表示。

4.實體類別與關係以直線連接，其上註明一對一(1:1)、一對多(1:n)或多對多(n:m)的關係。

(三)正規化理論

資料庫系統分析時，如果只依照直覺而設計所需的實體與其屬性、實體間的關係，在設計期間或設計完成後，常會出現資料更新的異常情形(Anomaly)，因此誕生了正規化理論(Nomalization Theory)。該理論最早由Codd所提出，其主要原理是利用資料相依的特性，作資料簡化的準則；根據資料簡化後資料相依的程度，可將正規化結果分為第一、第二、第三與高階正規化等數種型式，以下為個型式之說明：

1.第一正規化：去除資料結構中重覆出現的項目，將其轉為平坦(Flat)的二維表格，亦即透過分割表格的動作，使該實體類別中的各屬性均成為單值屬性。

2.第二正規化：一功能相依(Functional Dependency)的觀點，去除資料結構中部份相依的情形，亦即透過分割表格的動作，使該實體類別中的非鍵值屬性均完全(Fully)功能相依於主鍵。

3.第三正規化：去除資料結構內遞移性相依(Transitive Dependency)的情形，亦即找出所有不可縮減(Unreducable)之功能相依關係，以其前提(Determinant)為主鍵投影出多個實體關係組合。

4.高階正規化：包括BNCF、第四及第五正規化，學理上均已發展完成，惟其限制過多且前三正規化對一般資料庫系統多已足夠，高階正規化理論於實際應用上較為少見。

<h4>　3.3.4　結構化查詢語言</h4>

SQL最早是1970年IBM研究員在發展關聯式資料庫時所創的語言，當時稱為SEQEL，即現今通用之SQL的前身。其後由於關聯式資料庫領域百家爭鳴，各家廠商間紛紛提出自己版本的SQL，但由於功能及規格皆不盡相同，因此相容性頗差。於是在1986年，由美國國家標準機構(ANSI)主導下，提出SQL-86標準，於1989年修改後提出SQL-89標準，各家廠商於是開始修正其SQL，以期符合ANSI的國際標準規格。目前最新的SQL標準是1992年提出的SQL-92。

SQL語言不是正統的電腦語言，其函概了建立、處理、安全管控資料庫管理系統所需的功能。其中用以建立資料庫的SQL稱為資料定義語言(DDL)，用以處理資料的SQL稱為資料處理語言(DML)，而有關安全管控的SQL則稱為資料控制語言(DCL)。

1. 資料定義語言提供建立、修改、刪除資料結構的各項功能，其指令集包括CREATE、ALTER、DROP等三種，而關聯式資料庫的資料結構可以包含tables、views、schema與catalogs及其它結構。

2. 資料庫處理語言則是真正處理資料(而非DDL處理資料結構)的SQL語言，其語法如同英文語法一般，主要包括INSERT、UPDATE、DELETE、SELECT等指令，使用者可以靈活組合運用不同的語句(Statement)，每個語句可為數值運算、邏輯運算、集總運算(Aggregate)以及次查詢(Subquery)等等。

3. 資料控制語言主要目的在保護資料庫，免於有意或無意的破壞。其指令集包括COMMIT、ROLLBACK、GRANT與REVOKE四種。

<h4>　3.3.5　開放式資料庫聯結</h4>

對於同時使用不同資料庫管理系統的公司而言，面對不同的資料庫管理軟體，傳統上，應用程式發展者必須撰寫不同的應用程式界面以契合各家資料庫廠商的規格，對於應用程式發展者來說，是相當煩瑣費時的工作。因此，1992年微軟公司(Microsoft)提出一套應用程式呼叫層界面產品，用來存取大部份支援SQL的資料庫管理軟體，這個界面稱做開放是資料庫聯結(ODBC)。

1994年底，微軟公司主要的視窗應用程式，包括Access、Excel、Word、VB、Foxpro、Visual C++及Microsoft SQL Server for NT等等，都使用ODBC技術去存取各種不同的資料庫。其它廠商如Lotus Approch、Powersoft、DBII、Novell、Appware及Borland InterBase隨後都採用ODBC技術。

只要是支援ODBC的軟體廠商，都會提供一套該軟體的ODBC驅動程式。以Microsoft Access為例，在安裝該軟體時，安裝程式便會詢問是否要安裝ODBC驅動程式。接著，應用程式開發者，便可透過這個驅動程式撰寫其界面，以存取Access中的資料。

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<a href="../../essay.htm">回我的論文</a></BODY>

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<HEAD><title>知識庫之建立</title></HEAD>

<h2>第四章　知識庫之建立</h2>

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　　知識庫之建構依知識庫的功能分為兩部份，一為「資料庫知識庫」，一為

「使用者界面知識庫」。前者功能在於建構各種營建資料庫，如人事、會計、業務

、工務資料庫等等，本研究測試實例之「施工日報資料庫」，屬工務資料庫的一種，

至於其它營建資料庫有待日後新增「資料庫知識庫」擴充之。後者功能在於建置使用者

所需之網路界面程式。兩者關係如下圖所示：

(1)客觀環境-----工程種類、規模、業主、特殊需求等(Basic Knowledge base)

(2)資料庫建置----制式欄位的組合之正規化(Primary K.base)

(3)使用者查詢界面----主管單位智慧型查詢網路界面之動態建置(Special K.base)

<h3>4.2　客觀環境因素</h3>

　　各營造廠因下列種種因素而需要建構內容格式不同的施工日報表，這些因素包括：

承攬的工程種類、性質、工程規模大小、工程業主、作業流程、特殊需求、各層管理者

之管理重點等等。同一家廠商也可能因其承攬種類不同之工程，而需有兩種以上的報表

格式。

　　因此，期望以專家系統就以上種種變因，並結合關聯式資料庫相關知識，建構一

套知識庫以協助營造廠商建立其所需之施工日報資料庫與相對應之網路界面(擬以Windows

NT之IIS為架構)。

<h3>4.3　資料庫建置因素</h3>

<h3>　4.3.1　營造資料庫系統分析</h3>

<h3>　4.3.2　資料庫知識庫之建構</h3>

<h3>4.4　使用者查詢界面因素</h3>

<h3>4.5　法則之編寫</h3>

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<h3>　5.2　系統功能模組</h3>

<h3>　5.3　物件樹與系統說明</h3>

<h3>系統資料表</h3>

<td valign=top>-<td>包括營造廠營運的一切資料，以資料表的形式呈現，如專案資料表、員工資料表、物料資料表、機具資料表....等等<tr>

<td>-<td>只紀錄各資料表的欄位結構，不包含欄位值<tr>

<td>-<td>各資料表與其欄位均經三階正規化，屬知識庫之一部份<tr>

<td>-<td>目的在於利用「資料定義語言」(DDL)將該資料表建入系統資料庫中

</table></center>

<td valign=top>-<td>暫包括五個子系統：「人事管理」、「財務管理」、「專案管理」、「會計報表」與「預算系統」<tr>

<td>-<td>各子系統的資料來源，分別由不同之系統資料表組成<tr>

<td>-<td>子系統可依營造廠需求另行增置

</table></center>

<h3>使用者網路界面</h3>

<td>-<td>包括「主選單界面」、「編輯界面」與「查詢界面」<tr>

<td>-<td>為本系統主要之輸出部份，依使用者需求彈性建置所需之界面

</table></center>

<td>●<td><a href="../hirarchy/main.htm">主選單界面</a><tr>

<td><td>進入子系統後之主功能表，以「專案管理」子系統為例，其主功能表包括新增專案、報表填寫、查詢報表、列印報表等功能<tr>

<td><td>為使用者建置資料的主要界面，包括文字方塊、核取方塊、下拉式選單、群組選單等控制項<tr>

<td><td>為使用者自行設定之查詢界面，提供更具彈性且切合需要的查詢

</table></center>

<td align=center><a href="../idc/dbsamp1.htm">IDC測試</a></td>

<td align=center><a href="../asp/edit.asp">ASP測試(一)</a></td>

<td align=center><a href="../asp/insert.asp">ASP測試(二)</a></td>

<h3>　5.5　程式使用說明</h3>

1.進入系統後，首先要求使用者進行登錄，輸入使用者帳號密碼後，按登錄鈕或F3功能鍵即可進入系統主畫面。各使用者分別隸屬若干不同群組，現有之使用群組包括Administrator、Programmer、DBOperator與User等四種，前三者皆具建構及編修資料庫與新增編輯使用者名單之權限，User則僅被允許使用建構網站的功能。登錄過程中，系統對於輸入不全、帳號密碼錯誤等情況，均有相對應之訊息產生。另外，可按「說明」鈕，參閱系統使用手冊及相關說明。

2.主畫面如下圖所示，三個按鈕之功能由左至右依次為：編輯使用者名單、建構營造廠資料庫、建構網頁介面程式。

3.使用者名單之功能包括本專家系統與營造廠網站兩系統的使用者名單之新增、編修與刪除，此功能僅允許隸屬Administrator群組之使用者使用。按下「使用者名單」鈕後，系統會詢問欲編輯之對象。

4.若選擇「CIS系統使用者」選項，則開啟如下畫面。移動左下方紀錄選擇器可瀏覽現有使用者資料，包括使用者名稱、登錄代號、密碼以及使用群組等等。移至欲刪除之紀錄，按刪除鈕可刪除該使用者。

5.若欲新增使用者，將紀錄選擇器移至末項，輸入新使用者的名稱、登錄代號、密碼以及使用群組後，按「新增」鈕即可。

6.此時，紀錄選取器會自動後挪，以供繼續新增之用。

7.若於步驟3中選擇「Web介面使用者」選項，則開啟類似畫面如下。其新增、刪除、編輯等動作，同「CIS系統使用者」。

8.於3.之畫面中選按「建構資料庫」鈕，開啟畫面如下，為便於說明，將畫面分為上、左下與右下三部份視窗。上視窗為營造廠基本資料包括公司名稱、負責人、等級、公司電話、地址員工人數，以及資料庫及網站相關之環境設定，包括資料庫驅動程式、資料庫軟體執行檔位置、資料來源名稱（DSN）、Web伺服器IP或DNS、系統資料庫檔案位置等。左下視窗為十四大管理模組與使用功能之選項，使用者選擇其一之管理模組後，按下新增或編輯，即可於右下視窗顯示處理介面，各管理模組之新增及編輯的處理介面不盡相同，系統初期以日報管理模組為實例，其建構資料庫之方法請參考本文第四章：資料庫知識庫之建立部份。

9.若選擇新增日報管理模組，則於右下方視窗中輸入模組條件，包括工程業主、工程種類與工程規模。各條件與所產出之資料庫的關係，均由法則控制，詳細內容請見5.2節。本畫面右下視窗之按鈕計有「預覽」、「建立」、「說明」與「離開」。「預覽」鈕為預覽綜合各條件後所產出所有「日報管理模組」之資料表名稱及其欄位名稱、資料型別、長度及是否為主鍵等相關資訊。「建立」鈕則是預覽後，確定該資料庫適當而決定建立時，用以實際建立資料庫。一旦建立該管理模組資料庫後，即無法進入此新增畫面，若要修改資料庫，則需按左下視窗之「編輯」鈕。

10.條件輸入完成後，按預覽鈕如前述可預覽欲建資料庫的資料表及其欄位資料。

11.於9.之畫面中按建立鈕，系統會建議事先預覽結果，若已預覽則選確定即可建立資料庫。

12.建立過程會依序顯示資料表已建立之訊息，要求使用者確認。

13.最後開啟資料庫檔案瀏覽結果。

14.下圖為MS Access 97中，新建資料庫之關聯圖。

<A NAME="_Toc420879847">5.7.2實例二：建構網頁介面</A>

1.登錄後，進入主功能表，按「建構網頁」鈕，即可進開始建構網頁畫面。但前提是該管理模組之資料庫必須事先建立，否則無法進行建構。具一般使用者的權限即可建構網頁介面，然而，只有DBOperator、Programmer與Administrator才能建構網頁。因此，只具一般使用者權限卻需建構某管理模組之頁面，而該管理模組資料庫尚未建立時，須通知具上述權限者，先行建構資料庫。

2. 按下「建構網頁」鈕，跳出「選擇資系統模組」視窗，要求使用者選擇要建立何種管理模組的網頁，選定後按「確定」鈕即可。若資料庫不存在、管理模組知識庫尚未建構者，系統均會產生對應之訊息，告知使用者。目前，系統只提供「日報管理模組」的知識庫，故選之。

3.「建構網頁」之主畫面如下，分為上下兩視窗。上視窗於功能視窗，下視窗為顯示視窗。功能視窗中工具列可選擇網頁類型，功能按鈕則包括「環境設定」、「網頁預覽」等。目前，只有其中「環境設定」鈕可資選擇，其餘按鈕在配置網頁時才有功能。主畫面中，下視窗顯示建構網頁的步驟，使用者第一次使用時，應能詳細閱讀之。

4. 功能視窗中工具列可選擇欲建構的網頁類型，可以隨時切換，配置後，可立即預覽、儲存，若未儲存的網頁，於離開系統時會流失其配置。然而，一旦存檔後，便無法進入同一網頁進行預覽，此時系統會詢問是否要重新建立。此例中，選擇建構「新增頁面」中的出工人數。

5.進入「建構新增頁面」的出工人數後，注意上方之功能表已改變。增加了「插入欄位」與「插入按鈕」等兩選項。「插入欄位」選單中之選項乃系統動態產生，分為兩層，第一層為資料表名稱，第二層為該資料表下的部份或全部欄位。所謂部份或全部端視該資料表中之那些欄位將可能出現在此網頁中，此部份均由系統辨視，無須使用者費心。首先選擇「出工人數」資料表中的「本日出工人數」欄位。

6.於顯示視窗中即可見「本日出工人數」的Image出現，該Image包括兩個部份：一為欄位名稱，二為Image型別。由於「本日出工人數」其網頁格式屬於Text，故於欄位名稱後緊接著一個文字輸入方塊。唯需注意的是，於顯示視窗中的各個Image在程式中均無實際作用，其唯一功能只是在表示各欄位之相對位置而已。如「本日出工人數」之所以顯示於特定位置，實為系統預設值，使用者仍可於其上按右鍵移動或刪除，此功能於下二步驟中介紹。另外，亦可按功能視窗中的「預設配置」鈕，由系統為您建議最佳的網頁配置。

7.若重覆插入相同的欄位時，系統會出現訊息表是該欄位已存在。按下「預設配置」鈕，可自動建構所有由系統建議的欄位並設計網頁配置。使用者仍可以自行移動或刪除。比如，要刪除「備註」欄位，只需將滑鼠移至「備註」之欄名或其後的文字方塊上，按下右鍵，即出現彈出式功能選單(Popup Menu)，其中有移動、刪除與大小三種選項。現選擇移動。

8.按下移動選項後，「備註」欄名即呈現紅色，並出現一訊息告之使用者如何使用移動功能，按下確定。

9.此時於顯示視窗中任意點選位置，「備註」欄名及其後的文字方塊則隨之移動，此動作可以連續，無次數限制。上方「功能視窗中」，將多出一個「定位鈕」，當使用者將欄位移至所欲位置後，按下定位鈕，即可定位，此時紅色反白消失，亦失去移動功能。若要再移動，則重覆剛才的步驟即可。

10.若要刪除某欄位，比如現要刪除「備註」欄位，亦只需將滑鼠移至「備註」之欄名或其後文字方塊上，按下滑鼠右鍵，於彈出式功能選單中選擇「刪除」即可，此時系統會發出「嗶」聲，告知使用者該欄位已經刪除。若要再插入已刪除的欄位，同樣可在上方功能表中，插入欄位選單中，尋找剛才刪除的欄位，復行插入即可。

11.下圖即為最後之配置結果。

12.若要插入按紐，於上方功能表中「插入」按鈕選單中，選擇所欲插入的按鈕即可。網頁之按鈕僅兩種：SUBMIT與RESET。

13.下圖為插入SUBMIT按鈕的結果，按紐亦可使用滑鼠右鍵的方式加以移動、刪除及改變大小。

14.接著，即是開啟瀏覽器預覽結果了。按下上方功能視窗中的「環境設定」按鈕，即出現「網路環境設定視窗」，於其中逐項輸入資料，包括：網頁根目錄、網域伺服器之IP或DNS、虛擬目錄以及選取網頁瀏覽器程式之執行檔等等。按下「確定」鈕，即可關閉「網路環境設定視窗」。此時於上方功能視窗之按下「網頁預覽」紐，即可開啟瀏覽器預覽結果。程式中之配置為下圖右側兩水平線間之配置。其它部份則是由系統預先設計，以達到功能完整之目的。

15.依相同類似的步驟，可建構「日報管理模組」的主功能表，其預設配置如下圖。

16.按下「網頁預覽」鈕，即可看到結果。

17.若要儲存網頁配置，按上方功能視窗之「儲存頁面」鈕即可，此時系統會彈出訊息，告知使用者所存網頁檔案的位置與檔名。

18.若重覆建置已存在的頁面，系統會詢問使用者是否要重新設計配置，若選「是」，則將清除原有配置；若選「否」則回到「建構網頁」的主畫面。

19.回到「建構網頁」之主畫面。

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</center>

1. 曾守正，「資料庫系統之理論與實務」，儒林圖書有限公司(1997)

2. 鄭明淵，「國宅工程營建管理自動化系統之建立」，內政部建築研究所(1997)

3. 王明德，「工程資訊管理之技術整合與設計」，行政院國家科學委員會(1991)

4. 王明德，「公共工程之管理與作業表報標準化」，行政院公共建設督導會報專案研究計畫報告成果(1993)

5. 林能白，「施工日報與成本管理資訊系統之建立與推廣」(1996)

6. 鄭照耀，「營建工地資料管理與查詢系統」，國立中央大學土木工程研究所碩士論文(1996)

7. 楊勝發，「營造工地資料整合架構之研究」，國立中央大學土木工程研究所碩士論文(1996)

8. 林能白，「營造廠管理資訊系統之建立」，內政部建築研究所籌備處專案研究計畫成果報告(1992)

9. 康仕仲，「全球資訊及關聯式資料庫於工程圖檔管理之應用」，國立台灣大學土木工程研究所碩士論文(1997)

10.張文村，「網際網路應用於營建CAD之簡介(一)(二)」，CADesigner雜誌(1997)

11.錢雲山，「資訊科技與營建業電腦自動化」，現代營建雜誌(1996)

12.錢雲山，「資料庫管理系統的前進未來」，現代營建雜誌(1997)

13.姚乃嘉，「專家系統在營建管理之應用」，營建管理季刊(1994)

14.林柏吟，「營造工地資料管理自動化作業流程之研究」，國立中央大學土木工程研究所碩士論文(1997)

15.沈文智，「Microsoft IIS網頁技術」，

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<h3>淡江大學土木工程學系碩士班論文</h3>

<h2>專家系統與全球資訊網於營建資訊管理上之應用</h2>

<h2>─以施工日報表為例</h2>

關鍵詞：全球資訊網、資料庫、知識庫專家系統、營建管理、工程資訊管理。

　　傳統的營建資訊管理所引用的電腦技術，多以文書處理、試算表或其它單功能

應用軟體如估價、排程、工程財務、人事薪資等系統為主。對於決大多數的中小型

營造廠而言，許多必要的作業流程，比如施工日報、估驗計價等等，由於缺乏電腦

技術的輔助，往往缺乏效率、耗費過多的人力成本，同時也限制了公司業務的擴展

。

　　新的觀念乃是利用已發展成熟的電腦技術，將眾多的工程資訊視為一項資源統

合地管理和運用。以資料庫為中心的管理資訊系統 (MIS)在國內業界已行之多年，

區域網路 (LAN)之架構也十分普遍，惟其使用範圍與應用領域均嫌狹隘。近年來網

際網路(Internet)與企業內部網路(Intranet)的逐漸風行，各家網頁寫作技術也隨

著兩大網路瀏覽器 (Web Browser)供應商路線之爭的明朗化，而漸趨成熟與穩定。

因此，網路技術對於未來資訊的傳播將扮演舉足輕重的角色。

　　另外一項同樣已發展純熟的電腦技術──專家系統，由於它能對其所適用之問

題提供接近專家水準的高品質解答，且其具親和力的使用者介面與透明化的知識表

示等多項優點，現亦廣為土木工程界所接受。

　　本計畫即是研擬結合「專家系統」與「全球資訊網」兩項展新的電腦技術，企

圖為國內中小型營造廠尋求一套合乎經濟效益的「營建資訊管理系統」之網路架構，

期能擴展資訊化的範圍，增加使用的層面，解決上述傳統營建資訊管理的問題。

Keywords:WWW, Database, Knowledge-Base Expert Systems, Construction

Management, Engineering Information Management.

The computer technologies used by traditional construction information

management range from word processing and spreadsheet to single functional

application software such as estimating, scheduling, financing and payroll

systems. For most mid-to-small size construction companies, a lot of necessary

management processes (e.g., daily log, billing etc.) are done even without

the help of modern computer technology, which cost a lot of manpower and

restricts the companies from further development.

The new concept is to use mature computer technology to centrally manage

engineering information. Management information systems built around centralized

database systems have been used for years in Taiwan. Local area networks are also

common practice. However, the Internet and World Wide Web (WWW) are growing and

spreading so fast in the world. Intranet becomes the latest trend in office

automation.

Knowledge-based expert systems, which originated from artificial intelligence

research, have grown into a capable commercial technology. Expert systems can provide

high quality answers within a problem domain. They have been an active research and

application area in civil engineering in recent years.

The aim of this proposed project is to build a network framework and working model

using expert system and WWW technology to solve the construction information management

problem mentioned above.

<hr>

<a href="index.htm">目錄</a>　<a href="ch1/ch1.htm">第一章</a>　<a href="ch2/ch2.htm">第二章</a>　<a href="ch3/ch3.htm">第三章</a>　<a href="ch4/ch4.htm">第四章</a>　<a href="ch5/ch5.htm">第五章</a>　<a href="ch6/ch6.htm">第六章</a>　<a href="../reference.htm">參考文獻

<a href="../essay.htm">回我的論文</a>

</BODY>

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