На исполнение

Рис.4.1. Структура системы вывода алгоритмов управления экспериментом

ОБЗ заполняется коллективом исследователей - специалистов в соответствующих предметных областях и подобластях. Этот процесс является настройкой системы на предметную область.

При работе с системойкаждый исследователь может заводить и расширять ПБЗ в соответствии с конкретной спецификацией решаемых им задач. При этомникаких ограничения на вводимую терминологию нет, поскольку к ПБЗимеет доступ лишь ее владелец и проблема согласования понятий не возникает. В пределе пользователь может в ПБЗ ввести переобозначения терминовизОБЗи тем самим сформулировать <персональную> терминологию. Обнаружив в задаваемой формуле эксперимента ссылку на термин, отсутствующий в ОБЗ и ПБЗ, система LEADER запрашивает у пользователя расшифровку ссылки, т.е. соответствующую формулу следующего уровня, после чего заносит имя формулы и саму формулу в ПБЗ. Таким образом, если круг задач исследователя и его терминология постоянны, диалог постановки задачи неуклонно сокращается по мере настройки системы на пользователя.

Рассмотрим форматы записей в базах знаний. Общая форма записи в базе знаний имеет вид:

< имя понятия > = < тело понятия >.

Записи в ОБЗ подразделяются на три категории:

формулы: < тело понятия > есть формула на языке LEADER:

классы: < тело понятия>::=< имя объекта >[,< имя объекта >...];

примитивы: < тело понятия>::= < формула атомов > / < индекс качества > [,< формула атомов > / < индекс качества >... ]

Формулы и подформулы, считающиеся бессмысленными и запрещенными, находятся в ОБЗ. Совокупность этих формул образует негативные знания, имеющие три основных источника:

априорные - знания пользователей о бессмысленности тех или иных комбинаций задач;

диагностические - результаты <портретирования> автоматизированной системы, указывающие на выход из строя или занятость некоторых подсистем и, следовательно, невозможность выполнения соответствующих задач;

динамические - результаты коррекции <портрета> системы по мере вывода алгоритма эксперимента.

В ПБЗ допускаются только записи категории < формула >.

Весьма существенным результатом работы исследователей с системой LEADER является то, что в процессе работы системы как средства постановки задачи автоматизированных комплексных экспериментов происходит настройка ОБЗ на предметную область. После настройки содержимое этой базы представляет собой не что иное, как формальную модель предметной области комплексных экспериментальных исследовании.

Алгоритм вывода формулы эксперимента с помощью системы LEADER приведен на рис.4.2. После загрузки запрашивается имя пользователя, чтобы определить, с какой именно ПБЗ предстоит работать. Если имя пользователя не обнаружено в списке имен, следуют отказ системы от диалога и прекращение работы. Если имя пользователя включено в список, система открывает файлы LEALER.GKB (ОБЗ) и < имя пользователя >. РКВ (ПБЗ), после чего запрашивает у пользователя начальную формулу эксперимента.

Далеециклически происходит следующий процесс. В формуле выделяется очередной терм;

проверяется, принадлежит ли данный терм к именам примитивов. Если не принадлежит, то производятся поиск ОБЗ расшифровки данного терма. Если в ОБЗ нужные сведения отсутствуют, производится поиск в ПБЗ. Если и там расшифровка данного терма не обнаружена, производится обращение к пользователю с требованием дать расшифровку. Полученная от пользователя расшифровка заносится в ПБЗ.

Если полученная (так или иначе) расшифровка есть формула, то она выдается на терминал пользователя и у, пользователя запрашивается подтверждение верности формулы. Если ответ отрицательный, то формула с соответствующим именем уничтожается в ПБЗ, после чего следует переход на обращение к пользователю за расшифровкой. Если получено подтверждение пользователя, производятся подстановка расшифровки вместо него в формулу.

Если расшифровка терма есть имя примитива, следует подстановка расшифровки в формулу вместо данного терма. Если расшифровка терма не есть формула и не есть имя примитива, она может

Нет

Да

Нет

Да

нет

б

Да Нет

Да

Нет Да

Нет

Да

Нет

Да

Нет

		Ввод нового определения терма

Да

Нет

Да

в

Нет

Да

Нет

Нет

Да

Да

Нет

Нет

Да

Нет

Да

Нет

Г Да

Нет

Да

Нет

Да

Нет

Рис.4.2. Алгоритм вывода формулы эксперимента. а - начало алгоритма; б, в — продолжение алгоритма; г — окончание алгоритма.

быть только именем класса эквивалентности. В этом случае список элементов класса выводится на терминал, после чего пользователь должен поименовать тот элемент класса, который он имеет в виду. Имя выбранного пользователем элемента подставляется в формулу вместо имени класса.

Затем следует выделение следующего терма в формуле и т.д. Весь процесс циклически повторяется до тех пор, пока все термы в формуле не будут являться именами примитивов. Полученная формула примитивов заносится в ПБЗ под именем, указанным пользователем, и в дальнейшем может использоваться прямо, минуя процесс вывода. Результирующая общая формула записывается в указанных пользователем файл для дальнейшей трансляции в команды исполнительных систем.

Для начального заполнения ОБЗ предназначается специальный режим работы системы - так называемый режим <эксперт>. В этом режиме в результате взаимодействия экспертов с системой создается модель предметной области. При вхождении в систему в режиме <эксперт> открывается файл ОБЗ в качестве обновляемого; файлы ПЗБ и результирующий не открываются.

На рассмотренном уровне реализации в процедуре вывода алгоритмов эксперимента залажена обычная логика экспертных систем: по описанию, т.е. по имени представителя класса эквивалентности верхнего уровня, может быть выдана формула эксперимента (если она имеется в ОВЗ или ПБЗ) до уровня, допускающего однозначную трактовку, с соответствующими комментариями. Недопустимые формулы представляются списком запрещенных формул. Допустимые формулы либо имеются в базе знаний (семантика формул определяется содержанием баз знаний), либо выводятся с помощью имеющихся в базах знати подформул и эвристических приемов исследователей. Слабая формализованность задач управления комплексными экспериментами в солнечно-земной физике не позволяет использовать более сложной правила логического вывода при синтезе формул эксперимента, однако не отвергает реализацию такой возможности при накоплении достаточной информации о логике формул.

При работе с системой LEADER исследователь, описывая одинаковым образом цели вычислительного эксперимента и действия поих реализации, получает алгоритм управления экспериментом в виде формулы эксперимента, которая представляет собой композицию. Элементарных программных функций, построенную с использованием двух обобщенных операций последовательного и параллельного выполнения этих функций. Выполнение формулы (алгоритма) вычислительного эксперимента производится после трансляции в команды исполнительной системы. Эти команды осуществляют согласованный вызов программных модулей, соответствующих элементарным функциям.

Литература

1. Александров В.В., Горский Н.Д. Алгоритмы и программы структурного метода обработки данных. Л.: наука, 1983. 208с.

2. Баула В.Г., Шустова М.В. Диалоговое взаимодействие пользователей с пакетами прикладных программ //Пакеты прикладных программ: Программное обеспечение вычислительного эксперимента. М: наука, 1987, С. 139-150.

3. Вейцман К. Распределенные системы мини- и микроЭВУМ. М.: Финансы и статистика, 1983. 382с.

4. Игнатьев М.Б., Путилов В.А., Смольков Г.Я. Модели и системы управления комплексными экспериментальными исследованиями, М.: Наука, 1986. 228с.

5. Коновало А.Н., Яненко Н.Н. Модульный принцип построения программкак основа создания пакета прикладных программ решения задач механики сплошной среды //Комплексы программ математической физики. Новосибирск: Изд-во ВЦ СО АН СССР, 1972 С.48-54.

6. Кузьмин И.А., Путилов В.А. Территориально распределенные автоматизированные системы в геофизических исследованиях. Л.: наука, 1985.198с.

7. Кузьмин И.А., Путилов В.А., Фильчаков В.В. Распределенная обработкаинформации в научных исследованиях. Л.: Наука, 1991. 304с.

8. Легоньков В.И. О построении программного обеспечения вычислительного эксперимента //Пакеты прикладных программ: вычислительный эксперимент. М.: наука, 1983. с.86-101.

9. Марчук Г.И. Методы вычислительной математики. М.: Наука, 1977.455с.

10. Мендельсон Э. Введение в математическую логику. М.: Наука, 1971. 320с.

11. Месарович М., Мако Д., Такахара И. Теория иерархических многоуровневых систем.М .: Мир, 1973.344с.

12. Пененко В.В. Методы численного моделирования атмосферных процессов. Л.: Гидрометеоиздат, 1981.351с.

13. Пененко В.В., Поттосин И.В., Светликова Ф.Г. Принципы построения базового системного обеспечения пакетов прикладных программ //Пакеты прикладных программ: Системное наполнение. М.: Наука, 1984. С.12-28.

14. Первозванский А.А., Гайгорн В.Г. Декомпозиция, агрегатирование и приближенная оптимизация. М.: Наука, 1977. 342с.

15. Тыугу Э.Х. Концептуальное программирование. М.: Наука, 1984.256 с.

16. Холл П. Вычислительные структуры. М.: Мир, 1978.214 с.