Тема 18. Компонентный анализ проектной среды принятия решений в САПР. Дескрипторная компонента. Нелинейные структуры данных. Классификационная компонента. Компонента знаний.

Исследования в области создания информационно - поисковых систем в предыдущие годы выявили, что наиболее распространённым типом моделей объектов поиска являются дескрипторные модели, когда объекты поиска могут быть представлены кортежем значений реквизитов, общим для некоторого класса объектов.

Простую дескрипторную модель можно представлять в форме таблицы, каждому столбцу которой соответствует определенный дескриптор информационно-поискового языка (ИПЯ). Заголовок столбца - это имя дескриптора, элементы столбца таблицы - это значения поля дескриптора (области определения переменной в терминах классической математики или домена в терминах реляционной модели). Строка таблицы - это поисковый образ объекта, представленный значениями определенного набора характеристик, присущих всем объектам поиска.

Выражая эти же положения в терминах реляционных СУБД, мы приходим к суждениям, что поле дескриптора - это домен, отдельный поисковый образ, соответствующий кортежу реквизитов - это запись таблицы или группа последовательно связанных отношением записей нескольких таблиц. Множество поисковых образов - это база данных.

При этом следует обратить внимание на то обстоятельство, что не всякая дескрипторная модель адекватно отображается в реляционную базу данных. Подходящие дескрипторные модели должны удовлетворять следующим ограничениям:

· поисковый образ каждого объекта представляется линейной последовательностью дескрипторов;

· из всего множества дескрипторов может быть выделена группа дескрипторов, присущая всем объектам. Если таких дескрипторов нет, они должны быть введены искусственно;

· все объекты должны укладываться в иерархическую классификацию на основе общности описываемых их дескрипторов. При этом должен соблюдаться принцип наследования – все дескрипторы высшего уровня в равной мере относятся к объектам, описываемым дескрипторами нижнего уровня.

Таким образом, можно сделать вывод, что дескрипторные модели, с учётом высказанных ограничений, естественным образом реализуется в рамках реляционной модели.

Поскольку сетевые структуры относятся к классу нелинейных информационных структур, то напомним относящиеся к ним основные положения.

Дерево формально определяют как конечное множество Т, состоящее из одного или более узлов, таких, что: имеется один, специально обозначенный узел, называемый корнем данного дерева. Остальные узлы, исключая корень, содержатся в n ≥ 0 попарно непересекающихся множествах Т₁, Т₂, …,Т_n, каждое из которых в свою очередь является деревом. Деревья Т₁, Т₂, …,Т_n называются поддеревьями данного дерева. Определение рекурсивно, поэтому каждый узел дерева является корнем некоторого поддерева, которое содержится в этом дереве. Число поддеревьев данного узла называют степенью этого узла, а узел с нулевое степенью называют концевым узлом, листом или терминальной вершиной. Уровень узла по отношению к дереву Т определяется следующим образом: говорят, что корень имеет уровень 1, а другие узлы имеют уровень на единицу выше уровня своего корня. На рис. 2.1 и 2.2 изображены деревья с семью узлами. Корнем дерева является узел А.

Рис. 2.1. Пример дерева Рис.2.2. Пример симметричного дерева

Дерево на рис. 2.1 имеет поддеревья {B} и {C, D, E, F, G}. Корнем дерева {C, D, E, F, G} является узел С, имеющий уровень 2 относительно всего дерева. В свою очередь, он имеет три поддерева: {D}, {E}, {F,G} и, следовательно, его степень равна 3. Узлы B, D, E, G являются концевыми узлами. F – единственный узел степени 1, а G – единственный узел уровня 4.

Подразумевается, что все рассматриваемые нами деревья являются упорядоченными, так что деревья, изображённые на рис. 2.1 и 2.2 считаются различными.

Обратим внимание, что в основе принятия решений в той или иной мере всегда присутствует надлежащая классификация решений.

Существует два подхода к классификации всех объектов окружающего нас мира:

· фасетная классификация. При таком способе классификации каждый объект имеет жестко определенные набор признаков, которые никогда не изменяются. Наиболее ярким примером такой классификации является периодическая таблица химических элементов Менделеева;

· многоаспектная классификация. В этом случае каждый объект имеет множество наборов признаков, характеризующих его с определенных точек зрения.

Основной вывод, который хотелось бы подчеркнуть, это то, что СППР в форме информационно-программной системы (комплекса) должна в обязательном порядке содержать реализацию классификационной компоненты.

Обобщая анализ источников, в которых используется термин «Знание», в частности школы академика Д.А.Поспелова, можно сделать вывод, что одной из форм представления формальных знаний может служить любая структура данных, в которой можно выделить три категории элементов данных:

· символы (имена) объектов, свойств объектов, событий, фактов, утверждений или заключений;

· логические конструкции из символов, выражающие отношения, действия, рекомендации, указания, стратегии;

· свойства логических конструкций символов, определяющие возможность объединения этих конструкций в структуры, которые могут служить символом нового факта, утверждения или заключения.

При этом не принципиально, где расположены правила выделения перечисленных категорий данных – в базе данных или у потребителя данных, часть правил может содержаться в базе данных, а другая у потребителя данных.

Тема 19. Представление нерегулярных объектов. Пятый уровень нормализации базы данных. Физическая модель базы данных для представления нерегулярных объектов. Классификационная интерпретация модели представления нерегулярных объектов. Объектная интерпретация модели представления нерегулярных объектов.

Тема 20. Метод представления сетей вывода над базой правил в реляционных СУБД. Реализация деревьев обратного вывода средствами реляционных СУБД. Алгоритмы решения задач на базе сетей вывода в реляционных СУБД.

Тема 21. Информационно-логические таблицы (ИЛТ). Справочные таблицы без условий. Справочные таблицы с условиями. Приведение ИЛТ к дереву решений. Приведение ИЛТ к реляционной таблице. Структурно-семантические роли ячеек ИЛТ. Приведение ИЛТ к набору правил «Если … то».

Справочными таблицами без условий называют таблицы, в которых перечислены наименования и рекомендуемые значения некоторых характеристик какого-либо объекта без каких либо дополнительных условий.

Справочной таблицей с условиями называется упорядоченная совокупность выбираемых значений, каждому из которых поставлены в соответствие одно или два набора условий. По своей семантике выбираемые значения обычно являются качественными и/или количественными значениями определённой характеристики объекта из некоторой предметной области. Выбираемым значением может служить одно слово или последовательность слов. Выбираемые значения могут быть упорядочены в виде последовательности или в виде таблицы.

Настоящий раздел посвящён семантическому анализу ИЛТ, рассматриваемой как однородная группа правил «ЕСЛИ-ТО». Для этого ИЛТ должна содержать атрибут с ролью «Выбираемое значение». Прилагательное «однородная» говорит о том, что выбираемые решения являются элементами объёма одного и того же понятия: диаметр, длина, допустимое значение инвестиций и т.п.

Условие «ЕСЛИ» является в общем случае логическим выражением произвольной сложности. Однако, рассматривая его в рамках конкретной ИЛТ, оно будет всегда представлено набором сравнений типа «имя параметра-знак сравнения-значение параметра», связанных между собой логическими операциями «И», «ИЛИ», «НЕ». Однако, в терминах ИЛТ «Имя параметра» - это «Имя факта», «Знак сравнения» - это «Предикатор», «Значение параметра» - это «Значение факта», а всё сравнение «имя параметра-знак сравнения-значение параметра» - это «Факт». Ещё обратим внимание на то, что имена параметров в условии являются понятиями, представляющими характеристики одной или нескольких сущностей, т.е. правило «ЕСЛИ-ТО» выражает отношение (зачастую причинно-следственное) между значениями характеристик нескольких сущностей определённой предметной области.

Тема 22. Сервер информационно-логических таблиц (СИЛТ). Архитектура СИЛТ. Сеть СИЛТ. Базы ресурсов СИЛТ. Интерфейсы удалённого доступа СИЛТ. Реализация модели распределённых знаний.

Программную и информационную реализацию баз знаний обеспечивает Сервер Информационно-Логических Таблиц (СИЛТ) – программно-информационный комплекс, обобщающий процессы семантического анализа текстовых документов с целью выявления справочно-методической информации, её корректировки, выделению элементов этой информации, и передачи их в базу знаний, основанную на реляционно-предикативной модели представления структурных объектов и реализованную в форме WCF-сервера. Взаимодействие с последним осуществляться по архитектуре “Клиент-Сервер” из любых программных продуктов, расположенных, в том числе, и на удалённых компьютерах. СИЛТ обеспечивает как визуальный, так программный интерфейс взаимодействия с ИЛТ – моделями для всех вышеназванных категорий пользователей.

СИЛТ - это активный сервер приложений, управляющий базами информационных ресурсов, объединяемых по функционально-структурным признакам. Например, это могут быть информационные ресурсы для решения задач статистического анализа, обеспечения расчёта по деталям машин или решения задач оптимизации в определённой предметной области.

В структурном плане СИЛТ содержит в своём составе центральное ядро, представленное обработчиком информационно-логических таблиц и реализованного в форме WCF-службы (Windows Communication Foundation Services), которая экспонирует объекты, находящиеся под управлением СИЛТ-а, а также WCF-клиент, который обеспечивает доступ к информационным ресурсам других серверов (рис. 5.1). Источниками данных для СИЛТ могут служить:

· файлы документов (например, документы Word, таблицы Excel, текстовые файлы и т.д.);

· файлы чертежей и 3D моделей, файлы исходных данных и файлы результатов программных пакетов инженерных расчётов;

· базы данных и знаний, используемых в процессе проведения инженерных расчётов;

· результаты вызова процедур (функций) COM-серверов, WCF-сервисов;

· результаты работы стандартного приложения (*.exe - файла).

База ресурсов представляет собой структурно организованную коллекцию объектов предметной области, которые могут представлять: модели знаний в форме ИЛТ, простые текстовые документы, документы WORD/EXEL, рисунки различных форматов, 2D/3D модели CAD систем, исходные тексты программ и исполнимые файлы программ, сценарии в форме скриптов. Следует заметить, что интерфейс любого такого объекта обеспечивает ИЛТ, посредством которой устанавливаются логические связи как между самими моделями, так между отдельными элементами этих моделей.

База ресурсов размещается в контейнере, в качестве которого выступает реляционная база данных под управлением любой коммерческой СУБД, что является важным достоинством предлагаемой методики. Пустая база ресурсов создаётся автоматически. Хорошим современным выбором такой СУБД является Microsoft SQL Server. Один сервер может обслуживать произвольное число баз ресурсов.

Базу ресурсов можно рассматривать как системно-организованную платформу исходных данных для решения задач в конкретной предметной области.

Интерфейсы удалённого доступа обеспечивают четыре функциональности: удалённый доступ к SILT-серверу; удалённый доступ к внешним базам данных; удалённый доступ к Micsoft Office Word; удалённый доступ к MathCad; шаблон реализации удалённого доступа к произвольному COM+ серверу.

ИЛТ с одной стороны может представлять некоторый фрагмент НСИ в форме набора правил «Если ТО», с другой стороны содержать вычислительные ресурсы произвольной сложности. Набор ИЛТ для определённой предметной области объединяется в базу ресурсов – активную виртуальную базу знаний организационно-структурного уровня, содержащую информацию о данных, знаниях и контекстах, в которых они содержатся на уровне отдельного исполнителя, группы исполнителей или отдела. СИЛТ обеспечивает управление необходимым числом баз ресурсов. Каждый такой СИЛТ является сервером, который может предоставлять свою функциональность другим серверам и одновременно клиентом, обращающимся к функциональности других СИЛТ. Таким образом, создаётся пространство знаний предприятия (компании).

Date: 2016-07-20; view: 386; Нарушение авторских прав