WWW.DISS.SELUK.RU

БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА
(Авторефераты, диссертации, методички, учебные программы, монографии)

 

На правах рукописи

Смольянинова Валерия Аполлоновна

МЕТОДИЧЕСКОЕ И ПРОГРАММНОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ

ПРОЦЕССОВ ВЫЯВЛЕНИЯ И ПРЕДСТАВЛЕНИЯ ЗНАНИЙ

В ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНЫХ СИСТЕМАХ ПОДДЕРЖКИ

ПРИНЯТИЯ РЕШЕНИЙ

Специальность: 05.13.11 – Математическое и программное обеспечение вычислительных машин, комплексов и компьютерных сетей

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Москва — 2011г.

Работа выполнена на кафедре МОВС государственного образовательного учреждения высшего профессионального образования «Московский государственный институт радиотехники, электроники и автоматики (технический университет)» (МИРЭА).

Научный руководитель: доктор технических наук, профессор Болотова Людмила Сергеевна

Официальные оппоненты: доктор технических наук, профессор Данчул Александр Николаевич кандидат технических наук, доцент Зубарев Игорь Витальевич

Ведущая организация: Московский физико-технический институт (государственный университет)

Защита состоится 9 марта 2011 г. в 15.00 на заседании диссертационного совета Д 212.131.05 при МИРЭА по адресу: г. Москва, пр. Вернадского, д. 78, в ауд. Д-413.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке МИРЭА.

Автореферат разослан 4 февраля 2011 г.

Отзывы на автореферат в двух экземплярах, заверенные печатью, просим направлять по адресу: 119454, г. Москва, пр. Вернадского, д.78, диссертационный совет Д 212.131.05.

Ученый секретарь Андрианова диссертационного совета Елена Гельевна Д 212.131.05 кандидат технических наук, доцент

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность. Разработка баз знаний интеллектуальных систем поддержки принятия решений (ИСППР), как и всех систем, основанных на знаниях, является кропотливой, трудоемкой и достаточно творческой деятельностью. Их основу составляют экспертные знания о происходящих процессах и принимаемых решениях в предметной области (ПрО) функционирования ИСППР. Каждая ПрО характеризуется своими особенностями, законами протекания различных процессов, проблемными ситуациями и подходами к их разрешению, критериями выбора решений и оценки их качества. Такие знания носят трудно формализуемый характер, поэтому методы их приобретения, представления и организации логического вывода на них продолжают оставаться важнейшими вопросами при разработке ИСППР. Большая часть этих вопросов решается на этапе системно-концептуального анализа задач функционирования ИСППР и построения модели ПрО. Однако, несмотря на развитый инструментарий, существует очень мало средств проектирования ИСППР, оказывающих методическую поддержку на данном этапе. Чаще всего этот вопрос решается на уровне общих рекомендаций и разнообразных изобразительных средств, что предполагает наличие у инженера по знаниям большого умения и высокого уровня системно-концептуального мышления, гарантирующих хорошее качество полученной базы знаний. Кроме того, как всякий творческий процесс, системно-концептуальный анализ нелегко в достаточной степени алгоритмизировать, чтобы реализовать необходимую автоматизированную поддержку.

Недостаточность автоматизированной методической поддержки этапа системно-концептуального анализа можно считать значительным минусом большинства существующих средств разработки ИСППР, что является серьезным сдерживающим фактором при создании больших приложений. В связи с этим, представляется актуальной задача разработки новых инструментальнометодических средств автоматизации процессов системно-концептуального анализа и построения модели предметной области.

Объектом исследования являются процессы принятия решений в задачах управления: структура, типы и методы формирования решений.

Предмет исследования – методы и формы выявления, структуризации и представления необходимой системы знаний для реализации в системах поддержки принятия решений.

Целью исследования в данной диссертационной работе является повышение уровня технологичности процесса разработки баз знаний.

Задачи исследования 1. Обзор средств методической и программной поддержки процесса системно-концептуального анализа на этапах выявления, структуризации и представления знаний для ИСППР в целях определения актуальных направлений их развития.

2. Разработка методики системно-концептуального анализа ПрО для задач принятия решений, позволяющей алгоритмизировать и автоматизировать процесс приобретения экспертных знаний.

3. Разработка модели представления результатов системно-концептуального анализа, позволяющей получить ее программную реализацию.

4. Разработка алгоритмического и программного обеспечения средств поддержки процесса системно-концептуального анализа на основе предложенных методики и модели.

5. Разработка информационного обеспечения предложенных методики и программных средств.

6. Исследование эффективности методики и информационнопрограммного обеспечения на конкретных задачах.



Методы исследования. В основу диссертационного исследования положены работы: метод ситуационного управления большими системами Поспелова Д.А., Клыкова Ю.И., Болотовой Л.С. (Загадской); метод ситуационного анализа и проектирования моделей ПрО Болотовой Л.С. (Загадской), метод концептуального анализа и проектирования систем организационного управления (Никаноров С.П., Кучкаров З.А.); теория семиотических систем (Шрейдер Ю.А.); труды отечественных ученых по инженерии знаний и искусственному интеллекту – Гавриловой Т.А., Хорошевского В.Ф., Осипова Г.С., Частиковой А.П., Ларичева О.И., Попова Э.В., Стефанюка В.Л., Финна В.К., Рыбиной Г.В., Шемякина В.И., зарубежных ученых – Осуги С, Уотермана Д., Уэно Х., Шенка Р., Адели Х., Фишера К.М., Джексона П. и других; теория принятия решений; методология объектно-ориентированного проектирования и программирования (Г. Буч, Т.Бадд).

Научная новизна исследования заключается в расширении метода ситуационного анализа методикой системно-концептуального анализа ПрО задач принятия решений и соответствующей моделью представления знаний.

Это позволяет получить программную реализацию единого понятийного пространства задачи и автоматизировать процесс приобретения знаний, а также организовать обработку полученного пространства различными программными модулями с целью проведения логического вывода и преобразования в синтаксические структуры различных языков программирования.

Научные результаты исследования В диссертационной работе получены следующие новые научные результаты:

1. Разработана методика системно-концептуального анализа ПрО, позволяющая алгоритмизировать и автоматизировать процесс приобретения экспертных знаний.

2. Предложена формально-логическая модель ПрО задач принятия решений.

3. Предложена модель представления понятийного пространства ПрО, позволяющая получить его программную реализацию.

Практические результаты исследования Реализована программная система приобретения знаний, осуществляющая как инструментальную, так и методическую поддержку процесса системно-концептуального анализа на этапе проектирования баз знаний и их реализацию с помощью различных моделей представления.

Результаты, выносимые на защиту

:

1. Методика системно-концептуального анализа ПрО задач принятия решений.

2. Формальная модель описания процессов предметной области задач принятия решений.

3. Модель представления понятийного пространства задач принятия решений.

4. Программная система поддержки процессов выявления, структуризации и представления знаний для ИСППР.

5. Примеры практической реализации результатов исследования.

Практическая значимость результатов исследования Результаты исследования были использованы при разработке базы знаний системы поддержки принятия решений для задач управления аппаратно-программным комплексом Федерального центра информационнообразовательных ресурсов (ФЦИОР) для ФГУ ГНИИ ИТТ «Информика» в рамках проекта, реализованного в составе Федеральной целевой программы развития образования (2006 – 2010 гг.). Результаты работы также внедрены в учебный процесс на кафедрах Математического обеспечения вычислительных систем и Вычислительной техники МИРЭА, на кафедре Информационных систем Российского государственного университета инновационных технологий и предпринимательства, в Лицее информационных технологий №1533.

Теоретические аспекты разработанной методики вошли в лекционные курсы по дисциплинам «Системы искусственного интеллекта», «Представление знаний в информационных системах», «Теория принятия решений», «Объектно-ориентированное программирование», «Функциональное и логическое программирование» и использовались для написания учебнометодических пособий, программные средства используются для проведения лабораторного практикума, курсового и дипломного проектирования.

Апробация работы. Основные положения работы докладывались и обсуждались на следующих конференциях: VII всероссийская межвузовская научно-техническая конференция студентов и аспирантов "Микроэлектроника и информатика", Зеленоград 2000; IV научно-практическая конференция «Современные информационные технологии в управлении и образовании. Новые возможности и перспективы использования в рамках реализации программы «Электронная Россия»», Москва 2003г; V научно-практическая конференция «Современные информационные технологии в управлении и образовании», Москва 2005г.; IX международная научно-практическая конференция «Системный анализ в проектировании и управлении», Санкт-Петербург 2005г.; V Международная научно-методическая конференция «Дистанционное обучение – образовательная среда ХХ1 века», Минск 2005.; 50–58-ой научнотехнические конференции МИРЭА, Москва, 2001-2009 и других.

Публикации. По теме диссертации опубликовано 25 работ, из них 3 [1в ведущих рецензируемых научных журналах из Перечня ВАК.

Вклад автора в проведенное исследование. Все теоретические результаты проведенного исследования получены автором самостоятельно. Реализация программных продуктов выполнена с участием студентов и аспирантов МИРЭА.

Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, шести глав, заключения, списка литературных источников, содержащего 120 наименований, и 7 приложений. Объем основного текста составляет 167 печатных страниц, включает 3 таблицы и 100 рисунков. Объем приложений – 150 печатных страниц.

КРАТКОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обоснована актуальность выбранной темы, сформулированы цель работы, а также задачи для ее достижения.

В первой главе рассмотрены этапы разработки ИСППР, показано особое место этапа концептуализации задачи, дан обзор существующих средств и методов его выполнения. Показаны особенности семиотических моделей представления знаний, дан обзор соответствующих языков моделирования. На основе проведенного анализа сделаны выводы о целесообразности дальнейшего совершенствования методов и средств концептуализации.

Во второй главе дается описание базовых методов, которые легли в основу проведенного исследования и разработок.

В третьей главе вводится понятие концептуальных структур действий и излагается методика их анализа с целью построения концептуальной модели ПрО.

В основу предлагаемой методики положено представление концептуальной модели ПрО (КМПрО) в виде системы понятий, связанных между собой различными отношениями. КМПрО рассматривается в качестве первой ступени формализации знаний, связанных с задачами принятия решений в данной ПрО. Анализ и раскрытие содержания этих понятий и является тем способом приобретения и организации знаний, который позволяет получить достаточно полную и, в то же время, не избыточную модель, необходимую для дальнейшей формализации с целью создания базы знаний.

Определение различных категорий понятий происходит постепенно.

Сначала в понятийном пространстве задачи выделяются два множества: Q – множество имен объектов, явлений или иных любых сущностей, и D – множество имен возможных в данной предметной области действий (решений) или процессов: Q = {q1, q2, … qm}, D = {d1, d2, … dn}, D, Q U, где di – имя действия, qj – имя объекта, а U – весь универсум понятийного пространства задачи.

Понятия-действия рассматриваются в качестве отправной точки в данной методике, т.к. именно процессы являются основными объектами для задач моделирования, а решения о предпринимаемых действиях – для задач принятия решений. Для каждого di из D (i = 1, 2, …n) в множестве Q выделяется, в первую очередь, два подмножества: Qsubi, содержащее имена объектов, которые могут (умеют) выполнять действие di, и Qobi, содержащее имена объектов, на которые каким-либо образом направлено действие di. Это могут быть объекты, непосредственно над которыми совершается данное действие, или объекты, которые отражают его основное содержание. Элементы множества Qsubi называются субъектами действия di, их имена обозначаются через qsubik, (k = 1, 2, …m), а элементы множества Qobi называются объектами действия di, их имена обозначаются через qobik, (k = 1, 2, …m). Для указанных множеств выполняется следующее:

Множества Qsubi и Qobi одного и того же действия di также могут пересекаться, когда какой-либо объект qik является одновременно и субъектом и объектом действия di, т.е. выполняет данное действие над самим собой:

Имена действий и имена реализующих их субъектов связывает отношение быть субъектом действия, которое можно представить в виде предиката Subject(имя объекта, имя действия) или более кратко Sub(qsubik, di). Он читается как «Объект qsubik является субъектом для действия di».

Аналогично, имена действий и имена их объектов действия связывает отношение быть объектом действия, которое можно представить в виде предиката Object(имя действия, имя объекта) или более кратко Ob(di, qobik). Он читается как «Действие di имеет объектом действия объект qobik».

Кортеж понятий описывает задачу действия, т.е. основное назначение данного действия. Для входящих в него понятий имеем:

Кортеж понятий ставит данную задачу перед определенным субъектом, т.е. дополняет задачу действия указанием ее исполнителя. Таким образом, он описывает полную задачу действия, которую можно описать соответствующей конъюнкцией:

ftdi = = = Sub(qsubij, di)&Ob(di, qobik).

Затем для каждого di из D в множестве Q выделяется подмножество Q i, содержащее имена объектов, которые каким-либо образом участвуют в совершении данного действия. Они называются компонентами действия di, их имена обозначаются через qcomik, где k = 0, 1, …m (множество компонентов может быть пустым). Для названных множеств имеем:

Имена действий и имена их компонентов связывает отношение иметь компонентом действия, которое можно представить в виде предиката Component(имя действия, имя объекта) или более кратко Com(di, qcomik). Он читается как «Действие di имеет компонентом действия объект qcomik».

Кортеж понятий расширяет задачу действия указанием средства ее исполнения, т.е. описывает расширение задачи действия, что можно представить следующей конъюнкцией:

etdi = = = Ob(di, qobik)&Com(di, qcomil).

Когда компонентов у действия более одного, данный кортеж становится многоместным: (v, что описывается следующей конъюнкцией:

ksdh = Sub(qsubhi, dh)&Ob(dh, qobhi)&{Com(dh, qcomhi)}& {Prop(qsubhi, pij)&Val(pij, vPijl)&NewVal(pij, vPijN)}& {Rel(qsubhi, rik)&Val(rik, vRikz)&NewVal(rik, vRikN)}& {Prop(qobhi, pij)&Val(pij, vPijl)&NewVal(pij, vPijN)}& {Rel(qobhi, rik)&Val(rik, vRikz)&NewVal(rik, vRikN)}& {{Prop(qcomhi, pij)&Val(pij, vPijl)&NewVal(pij, vPijN)}& {Rel(qcomhi, rik)&Val(rik, vRikz)&NewVal(rik, vRikN)}}, С этой точки зрения задача действия tdh = представляет собой ядро структуры действия (ЯСД), полная задача ftdi = – ось структуры действия (ОСД), а вся объектная структура osdh = – каркас структуры действия (КрСД), «обрастающий» фактамисвойствами и фактами-отношениями – элементами структуры объектов fshi =, с которыми связано данное действие.

Сказанное иллюстрируется графической схемой, показанной на рис.1.

На основании анализа КСД формируется описание действий, которые необходимо выполнить для создания условий совершения данного действия.

Эти действия называются поддействиями данного действия, или его действиями нижнего уровня. Для них строятся свои КСД, раскрывающие их содержание, и так далее до получения действий, которые могут считаться элементарными для данной задачи.

Таким образом, мы имеем декомпозицию процессов задачи, но, в отличие от других методов ее выполнения, здесь она проводится по строгому алгоритму, согласно которому действия каждого нового уровня конкретизации «вытекают» из действий верхнего уровня, они обоснованы, а не выделены интуитивно разработчиком модели.

В результате получается связанное пространство действий (или решений), которое служит хорошей основой для построения баз знаний в различных моделях представления (продукционной, фреймовой, сетевой, логической).

Точно так же и множества объектов, их свойств и отношений выделяются строго в соответствии с содержанием действий. Это очень важно не только при разработке баз знаний, но и при программной реализации задач моделирования, особенно на объектно-ориентированных языках программирования.

Таким образом, в КМПрО выделяется 4 множества базовых понятий:

1. Понятия-объекты, характеризующие объекты, явления и события соответствующей предметной области;

2. Понятия-свойства, характеризующие различные черты, признаки, особенности и свойства объектов, а также их возможные состояния;

3. Понятия-отношения, характеризующие разного рода взаимосвязи и взаимозависимости между объектами;

4. Понятия-действия, характеризующие различные процессы, протекающие в ПрО в разные моменты времени.

Содержание понятий каждого типа раскрывается по-своему. Под содержанием понятия-объекта понимается:

совокупность его свойств и характерных признаков, важных для описания объекта с точки зрения решаемой задачи, набор различных состояний, в которых объект может находиться в процессе выполнения действий, множество отношений данного объекта с другими объектами ПрО, которые существуют постоянно или могут возникать во время исполнения моделируемых процессов, описание иерархической взаимосвязи данного понятия-объекта с другими понятиями-объектами задачи, определяющее степень общности данного понятия.

Содержание понятия-свойства раскрывается через область его значений, их тип и текущее значение свойства, а содержание понятия-отношения – через совокупность объектов, с которыми это отношение возможно, и значение его для этих объектов в текущий момент времени. Оба эти понятия могут также содержать описание зависимости своих значений от значений других свойств и отношений объектов ПрО.

Содержание понятия-действия описывается концептуальной структурой действия и включает в себя следующее:

указание на субъекты действия, т.е. объекты, которые могут выполнять данное действие;

указание на объекты действия, т.е. объекты, на изменение свойств и/или отношений которых направлено данное действие;

указание на компоненты действия, т.е. другие объекты ПрО, от значения свойств и/или отношений которых зависит совершение данного действия или значения свойств и/или отношений которых изменяются в результате выполнения данного действия;

описание условий совершения действия и его результатов в виде совокупности значений свойств и/или отношений связанных с ним объектов, т.е. ситуаций предусловия и постусловия данного действия;

описание действий, которые необходимо выполнить для создания условий совершения данного действия, т.е. поддействий, или действий нижнего уровня, данного действия.

На основе базовых формируются производные понятия, служащие для более полного описания процессов и решений данной ПрО. К таким понятиям, в первую очередь, относятся понятия-факты и понятия-ситуации.

Под содержанием понятия-факта понимается конкретное значение или некая область значений одного свойства или отношения объекта. Совокупность всех фактов, связанных с одним объектом, описывает состояние этого объекта в данный момент времени. Описание состояний всех объектов из КМПО в конкретный момент времени представляет собой описание всей ситуации в ПрО в этот момент, а описание состояний какой-то части объектов отображает определенный фрагмент этой ситуации. Состояние одного объекта тоже рассматривается как фрагмент ситуации. Набор соответствующих понятий-фактов составляет содержание понятия-ситуации.

Общее понятийное пространство задачи, следовательно, представляет собой совокупность нескольких подпространств, таких как:

пространство объектов Q – набор понятий-объектов, описанных через понятия-свойства и понятия-отношения;

пространство действий (решений) D – набор понятий-действий, возможных в данной ПрО;

пространство ситуаций (ситуационное пространство) S – набор понятий-ситуаций, описывающих состояния различных объектов ПрО в разные моменты времени;

пространство проблемных ситуаций SP S – совокупность понятийситуаций, формирующихся в результате возникновения событийинцидентов, нарушающих нормальное течение моделируемых процессов. В задачах принятия решений являются основным объектом исследования, т.к.

требуют специального анализа и принятия решений по их устранению;

пространство алгоритмов решений A – совокупность понятийрешений, описывающих последовательности действий, необходимых для устранения проблемных ситуаций в данной ПрО и превращения их в ситуации, соответствующие нормальному течению процессов. В содержание понятия-решения входит набор ситуаций, к которым применимо данное решение, и набор составляющих его действий.

На рис. 2 показаны названные пространства и соответствия между ними. Для описания предлагаемой методики концептуализации особенно важно двустороннее отношение F между пространством действий и пространством ситуаций. Суть его в том, что ситуации «вызывают», активизируют действия и сами изменяются при выполнении этих действий. В том, что изменилось при переходе от ситуации-предусловия к ситуации-постусловию, и есть содержание действия, описываемого в КМПрО соответствующим понятием из множества D. Следовательно, анализируя содержание действия, мы можем получить и структуры связанных с ним ситуаций, а затем и объектов, состояние которых они описывают. Именно поэтому данная методика делает акцент на анализе структур понятий-действий, отражающих процессы и решения данной ПрО.

Методика анализа концептуальных структур действий подразумевает выполнение следующих шагов:

1. Определение действия (процесса), соответствующего постановке задачи (в общем случае таких действий может быть несколько, тогда они анализируются последовательно). КСД, соответствующая этому действию, является Рис.2. Структура понятийного пространства корневой схемой, т.е. самой общей (абстрактной), и считается схемой «нулевого» уровня. Построение этой схемы является очень важным моментом методики, так как это показывает, с чего начать, дает отправную точку для проведения системно-концептуального анализа.

2. Анализ содержания и условий выполнения корневого действия, определение на основе этого его концептуальной структуры (субъекта действия, объекта действия, возможных компонентов действия), свойств соответствующих объектов и отношений между ними.

3. Анализ условий выполнения данного действия и определение на основе этого возможных поддействий данного действия.

4. Последовательный анализ поддействий до получения конечных (элементарных) действий.

Процесс анализа заканчивается, когда не осталось непроанализированных условий и по каждому условию получен четкий ответ о причинах его формирования: выполнение поддействия или на основе данных, поступающих от пользователя.

Содержание каждого понятия представляет собой определенный фрагмент знания о предметной области. Концептуальные структуры понятий позволяют унифицировать эти фрагменты знаний и представить их в виде, подходящем для автоматической обработки с помощью специального программного обеспечения.

В главе четвертой дается описание понятийно-объектной модели как способа представления понятийного пространства задачи и системы приобретения знаний «Помощник эксперта».

Для реализации инструментальной поддержки проведения системноконцептуального анализа по описанной методике предлагается представление получаемых с ее помощью концептуальных структур в виде понятийнообъектной модели (ПОМ). ПОМ – это программный модуль, реализованный в объектно-ориентированной среде программирования и содержащий представление понятий ПрО в объектно-ориентированной форме.

Для каждого вида концептуальных структур определяется класс, реализующий содержание соответствующих понятий. Основой для определения внутренней структуры экземпляров классов служат формальные структуры КСД и ее элементов, описанные в главе 3. Внутренние структуры экземпляров классов Понятие-действие и Понятие-объект приведены на рис. 3, 4. Для классов Понятие-свойство и Понятие-отношение структуры экземпляров показаны на рис. 5, 6.

Рис. 3. Структура экземпляра Рис. 4. Структура экземпляра Преимущества такого представления в том, что оно дает возможность реализовать дальнейший автоматизированный анализ понятийного пространства с целью получения синтаксических конструкций, необходимых для реализации задачи на языках программирования (особенно объектноориентированных и логических) или структур, требующихся для построения баз знаний с помощью специальных инструментальных сред разработки, использующих различные модели представления знаний (продукции, предикатные формулы, фреймы, семантические сети, смешанные представления).

Сказанное значительно расширяет область применения описываемой методики, делая ее не только методикой разработки баз знаний, но и методикой проектирования сложного программного обеспечения.

Рис. 5. Структура экземпляра Рис. 6. Структура экземпляра класса Понятие-свойство класса Понятие-отношение Для формирования ПОМ и работы с ней разработана система приобретения знаний (СПЗ) под названием "Помощник эксперта" ("Помощник"). Ее задачей является автоматизация методики системно-концептуального анализа поведения разрабатываемой ИСППР и максимально возможная автоматизация всех процессов, связанных с обработкой понятийного пространства. Структурная схема системы показана на рис. 7.

Система выполняет следующие функции:

представление выявляемого в процессе приобретения экспертных знаний понятийного пространства ПрО в виде совокупности соответствующих понятийно-объектных структур (т.е. формирование ПОМ). При этом организация работы СПЗ направлена на то, чтобы инженер по знаниям при построении модели максимально возможно следовал названной методике;

обеспечение доступа к различным классам понятий с целью анализа ПрО;

получение и анализ пространства состояний и пространства проблемных ситуаций данной ПрО, т.е. построение дискретной ситуационной сети;

формирование базы правил ИСППР на основе анализа понятийного пространства;

графическое отображение различных фрагментов понятийного пространства в виде соответствующих семантических сетей.

Данная СПЗ призвана максимально повысить уровень взаимодействия эксперта и инженера-когнитолога. Эксперт передает свое знание в привычной ему терминологии, методика помогает инженеру по знаниям определить нужные направления изучения ПрО, в которой он не является специалистом, и грамотно сформулировать вопросы. СПЗ в процессе этого взаимодействия сразу же формализует поступающую информацию и представляет ее в форме, удобной для последующего анализа и обработки.

Система «Помощник эксперта» была разработана в среде программирования Visual Age на языке Smalltalk.

Рис. 7. Структурная схема системы «Помощник Эксперта»

СПЗ «Помощник эксперта» вместе с разработанной ранее на кафедре ВТ инструментальной экспертной системой «Малый решатель проблем» составили программный комплекс для разработки экспертных систем «Помощник+Решатель», который используется для проведения лабораторного практикума, дипломного проектирования и научно-исследовательских работ.

В главе пятой описывается апробация предложенной технологии на примере реализации прикладной экспертной системы.

Рассматривается задача обработки инцидентов, возникающих в процессе администрирования корпоративных информационных сетей (КИС). Формирование базы знаний инцидентов осуществляется в процессе анализа событий-инцидентов, проводимого по описанной методике в следующей интерпретации:

в качестве корневого понятия-действия выступает действие

ВЫРАБОТАТЬ РЕКОМЕНДАЦИИ;

в качестве понятий-поддействий этого действия выступают:

o установить, какое Событие ПРОИЗОШЛО в сети, т.е.

ИДЕНТИФИЦИРОВАТЬ Событие, o ОПРЕДЕЛИТЬ ПРИЧИНУ События, o выработать рекомендации, как ОБРАБОТАТЬ это Событие, путем моделирования действий Субъекта управления;

в качестве субъектов действий выступают ИСППР, Администратор сети;

в качестве объектов действий выступают физические или программные объекты КИС, с которыми происходит данное Событие (Компоненты события);

в качестве компонентов события фигурируют физические или программные объекты, входящие в состав КИС, значения свойств или отношений которых свидетельствуют о возникновении инцидента.

На рис.8 показана КСД, соответствующая действию ВЫРАБОТАТЬ РЕКОМЕНДАЦИИ для Субъекта управления (лица, принимающего решения), по обработке События, произошедшего с вверенным ему объектом, с выяснением, если возможно, причин этого события и мер, позволяющих избежать в будущем подобных ситуаций. На рис.9-11 показаны КСД поддействий этого действия: ИДЕНТИФИЦИРОВАТЬ Событие, ОПРЕДЕЛИТЬ ПРИЧИНУ События, ОБРАБОТАТЬ Событие.

Рис.8. КСД «ВЫРАБОТАТЬ РЕКОМЕНДАЦИИ»

Штриховка в изображении объектов означает, что это понятия абстрактные, т.е. общие. Объекты, участвующие в каждой конкретной ситуации, будут являться экземплярами этих понятий. Описание структур действий с использованием абстрактных понятий позволяет рассмотреть не одну только ситуацию, а целый класс ситуаций.

Набор объектов, с которыми происходит событие, различен для разных событий и по значениям связанных с ними факторов ИСППР определяет, что именно произошло в сети. Действие ОБРАБОТАТЬ Событие – абстрактное, т.к. в случае каждого конкретного события распадается на ряд определенных действий, связанных с обработкой именно этого события.

Рис.9. КСД «ИДЕНТИФИЦИРОВАТЬ Событие»

Рис.10. КСД «ОПРЕДЕЛИТЬ ПРИЧИНУ События»

Эти действия являются его поддействиями и включают в свою структуру еще один набор объектов из состава КИС, являющихся компонентами данных действий. Это означает, что значения свойств и отношений этих объектов будут изменяться в процессе обработки события, а часть их войдет в описание результирующей ситуации, соответствующей нормальной работе сети. Возникновение ошибки в работе сети рассматривается как одно из возможных событий. В этом случае действие ОБРАБОТАТЬ Событие превращается также в абстрактное действие ИСПРАВИТЬ Ошибку. Ошибка это тоже абстрактное понятие, но более низкого уровня абстракции, чем Событие.

Данная система обработки инцидентов была реализована в рамках проекта по разработке базы знаний системы поддержки принятия решений для задач управления аппаратно-программным комплексом ФЦИОР.

На основе предложенной методики для данной задачи были реализованы предметно-ориентированный интерфейс для работы с экспертом и подсистема визуализации пространств поддействий и инцидентов, а также была создана онтология процессов обработки инцидентов в КИС.

В главе шестой описаны программные компоненты, реализующие преобразования ПОМ в объектно-ориентированное представление, в представление на языке исчисления высказываний и в структуры языка AgentSpeak для разработки многоагентных систем.

В заключении сформулированы основные результаты и выводы работы, указаны направления ее дальнейшего развития.

В приложениях приводятся КСД, фрагмент базы знаний и описание полученной онтологии для задачи разрешения инцидентов в КИС, примеры КСД для других ПрО, а также алгоритмы и примеры функционирования программных модулей обработки и преобразования структур ПОМ.

ОСНОВНЫЕ ПУБЛИКАЦИИ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ

1. Смольянинова В.А. Анализ концептуальных структур действий как основа разработки баз знаний, Труды ИСА РАН, Динамика неоднородных систем / Под редакцией Ю.С. Попкова. Т. 39 (1). –М.: Книжный дом «ЛИБРОКОМ», 2008. – 253 с., с.221-225.

2. Болотова Л.С., Смольянинова В.А., Смирнов С.С. Концептуальное проектирование модели предметной области при помощи программных систем разработки баз знаний для систем поддержки принятия решений, «Радиотехника», Наукоемкие технологии, №8, 2009, т.10, стр. 28Смольянинова В.А. Понятийно-объектная модель как способ представления знаний в программных системах поддержки концептуального проектирования, «Радиотехника», Наукоемкие технологии, №9, 2009, т.10, стр. 46-50.

4. Смольянинова В.А. «Инструментальная и методическая поддержка процесса построения концептуальной модели предметной области», в сборнике трудов научно практической конференции «Современные информационные технологии в управлении и образовании – новые возможности и перспективы использования», Москва 2001г, изд. ФГИП НИИ «Восход», МИРЭА, С.104 – 106.

5. Смирнов С.С., Болотова Л.С., Смольянинова В.А. «Организация логического вывода на понятийно-объектной модели предметной области в системах поддержки принятия решений», в межвузовском сборнике научных трудов «Теоретические вопросы вычислительной техники и программного обеспечения», изд. МИРЭА, Москва 2003., стр. 123 – 133.

6. Смольянинова В.А., Смирнов С.С., Милов В.А. «Инструментальный комплекс «Помощник + Решатель» как средство разработки систем поддержки принятия решений в управлении» в сборнике трудов 9-ой международной научно-практической конференции «Системный анализ в проектировании и управлении», Санкт-Петербург 2005г., изд. Политехнического университета, стр. 333-335.

7. Болотова Л.С., Смольянинова В.А., Смирнов С.С. Теоретические основы концептуального проектирования модели предметной области в КИС, стр.125-132 в Межвузовском сборнике научных трудов «Теоретические вопросы вычислительной техники и программного обеспечения», Москва, МИРЭА, 2006.

8. Мороз Ю.В., Смольянинова В.А., Смирнов С.С. Автоматизация поддержки принятия решений в государственных организациях, - стр.132-137 в Межвузовском сборнике научных трудов «Теоретические вопросы вычислительной техники и программного обеспечения», Москва, МИРЭА, 2006.





Похожие работы:

«Янькова Нина Анатольевна СЕМАНТИЧЕСКИЕ КОНСТАНТЫ: INNERMOST В СОВРЕМЕННОМ АНГЛИЙСКОМ ЯЗЫКЕ Специальность 10.02.04 – германские языки АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание учной степени кандидата филологических наук Иркутск – 2011 Работа выполнена в Государственном образовательном учреждении высшего профессионального образования Иркутский государственный лингвистический университет Научный руководитель : кандидат филологических наук, профессор Малинович Мария Васильевна...»

«Фёдорова Людмила Николаевна ФОРМИРОВАНИЕ ЛИЧНЫХ ДОХОДОВ: ТЕОРИЯ, МЕТОДОЛОГИЯ ИССЛЕДОВАНИЯ, ТЕНДЕНЦИИ И ПРОБЛЕМЫ 08.00.01 – Экономическая теория АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени доктора экономических наук Томск 2011 Работа выполнена на кафедре экономической теории Государственного образовательного учреждения высшего профессионального образования Новосибирский Государственный университет экономики и управления – НИНХ Научный консультант : доктор экономических...»

«Го Даньян АНТИМИКРОБНОЕ ДЕЙСТВИЕ И ЭКОЛОГИЧЕСКАЯ РОЛЬ ПОЛИФУНКЦИОНАЛЬНЫХ БЕЛКОВ 03.02.03- микробиология АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата биологических наук Москва – 2013 Работа выполнена на кафедре микробиологии биологического факультета Федерального государственного бюджетного образовательного учреждения высшего профессионального образования Московского государственного университета имени М.В. Ломоносова Научный руководитель : доктор...»

«МОЗОЛЕВА Ольга Сергеевна КОНСТИТУЦИОННОЕ ПРАВО ГРАЖДАН РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ НА СОЦИАЛЬНОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ Специальность 12.00.02 – конституционное право; муниципальное право АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата юридических наук Тюмень 2011 Диссертация выполнена на кафедре конституционного и административного права федерального государственного бюджетного образовательного учреждения высшего профессионального образования Байкальский государственный...»

«. Нгуен Тоан Тханг ТЕХНОЛОГИЯ РАДИАЛЬНОГО ЭЛАСТОСТАТИЧЕСКОГО ПРЕССОВАНИЯ БИМЕТАЛЛИЧЕСКИХ ТРУБЧАТЫХ ИЗДЕЛИЙ Специальность: 05.02.09 – Технологии и машины обработки давлением Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук. Санкт- Петербург 2010 Работа выполнена на кафедре Машины и технология обработки металлов давлением Государственного образовательного учреждения высшего профессионального образования Санкт- Петербургский государственный...»

«Вдовенко Анатолий Андреевич СОЦИАЛЬНО-ПСИХОЛОГИЧЕСКИЕ ФАКТОРЫ ГОТОВНОСТИ СТУДЕНЧЕСКОЙ МОЛОДЕЖИ К ДЕЯТЕЛЬНОСТИ В ГРАЖДАНСКОМ ОБЩЕСТВЕ Специальность 19.00.05 – социальная психология (психологические наук и) Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата психологических наук Кострома - 2010 Работа выполнена в ГОУ ВПО Костромской государственный университет имени Н. А. Некрасова на кафедре социальной психологии кандидат психологических наук, профессор Научный...»

«ПЕРЕЛЫГИНА ОЛЬГА МИХАЙЛОВНА ЭЛЕКТРОЛЮМИНЕСЦЕНЦИЯ КОМПОЗИТОВ НА ОСНОВЕ ПОЛИАНИЛИНА И НАНОРАЗМЕРНЫХ ОРГАНИЧЕСКИХ МОЛЕКУЛЯРНЫХ КРИСТАЛЛОВ 02.00.04 – физическая химия АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата химических наук МОСКВА – 2009 1 www.sp-department.ru Работа выполнена в Учреждении Российской Академии Наук Институте физической химии и электрохимии им. А.Н. Фрумкина РАН. Научные руководители: доктор химических наук, профессор Евгений Иванович Мальцев...»

«Рукавишников Владимир Васильевич ИССЛЕДОВАНИЕ ПРОСТРАНСТВЕННОГО СТРОЕНИЯ ТВЕРДЫХ ОРГАНИЧЕСКИХ СОЕДИНЕНИЙ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ НЕСФЕРИЧЕСКОЙ ФОРМЫ АТОМОВ 02.00.21 – химия твердого тела АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата химических наук Челябинск - 2010 Работа выполнена в ГОУ ВПО Челябинский государственный университет. Научный руководитель : Доктор химических наук, профессор Белик Александр Васильевич Официальные оппоненты : Доктор химических наук,...»

«Томилин Дмитрий Андреевич Влияние высокочастотных волн в плазме холловского двигателя на динамику электронной компоненты 01.04.08 – Физика плазмы АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата физико-математических наук Долгопрудный – 2013 Работа выполнена в федеральном государственном автономном образовательном учреждении высшего профессионального образования Московский физико-технический институт (государственный университет). доктор технических наук,...»

«БАТТАЛОВА ЛИНАРА МУХАМАТЯМИЛЕВНА ГРАЖДАНСКО-ПРАВОВОЕ РЕГУЛИРОВАНИЕ ЗЕМЕЛЬНО-ИМУЩЕСТВЕННЫХ ОТНОШЕНИЙ В СОВРЕМЕННОЙ РОССИИ Специальность: 12.00.03. – гражданское право; предпринимательское право; семейное право; международное частное право АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата юридических наук Казань – 2006 2 Работа выполнена на кафедре экологического, трудового права и гражданского процесса ГОУ ВПО Казанский государственный университет им....»

«Куроедов Дмитрий Михайлович ПРАВОВЫЕ АСПЕКТЫ НАЛОГООБЛОЖЕНИЯ СУБЪЕКТОВ ДОГОВОРА ЛИЗИНГА Специальность 12.00.14 – административное право, финансовое право, информационное право Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата юридических наук Москва, 2011 г. Диссертация выполнена в секторе налогового права Учреждения Российской академии наук Институт государства и права РАН Научный руководитель : кандидат юридических наук Захарова Раиса Федотовна Официальные...»

«Прохоров Андрей Вячеславович МЕТОДЫ И ИНСТРУМЕНТЫ ОБОСНОВАНИЯ ИНВЕСТИЦИОННЫХ ТРАНСПОРТНЫХ ПРОЕКТОВ НА ОСНОВЕ МОДЕЛЕЙ ТРАНСПОРТНОГО СПРОСА Специальность: 08.00.13 – Математические и инструментальные методы экономики АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата экономических наук Санкт-Петербург – 2013 Работа выполнена на кафедре Информационные системы в экономике и менеджменте ФГБОУ ВПО Санкт-Петербургский государственный политехнический университет Научный...»

«ФЁДОРОВ ВЛАДИСЛАВ НИКОЛАЕВИЧ ИССЛЕДОВАНИЕ НЕСТАЦИОНАРНОЙ ДВУХФАЗНОЙ ФИЛЬТРАЦИИ В СЛОИСТО-НЕОДНОРОДНЫХ ПЛАСТАХ 01.02.05 - механика жидкости, газа и плазмы Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата физико-математических наук КАЗАНЬ-2003 Работа выполнена в Отделении механики Научно-исследовательского института математики и механики им. Н.Г. Чеботарева Казанского государственного университета. Научный руководитель...»

«МАМОНОВ ВАСИЛИЙ СЕРГЕЕВИЧ УГОЛОВНО-ПРОЦЕССУАЛЬНЫЕ И КРИМИНАЛИСТИЧЕСКИЕ АСПЕКТЫ ОСМОТРА МЕСТА ПРОИСШЕСТВИЯ В СОВРЕМЕННЫХ УСЛОВИЯХ 12.00.09 – уголовный процесс, криминалистика и судебная экспертиза; оперативно-розыскная деятельность АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата юридических наук Краснодар 2008 2 Работа выполнена в Государственном образовательном учреждении высшего профессионального образования Саратовская государственная академия права Научный...»

«Зайцева Мария Игоревна ОБОСНОВАНИЕ НОВОЙ ТЕХНОЛОГИИ ПЕРЕРАБОТКИ ПОРУБОЧНЫХ ОСТАТКОВ В КОМПОНЕНТ СУБСТРАТА ДЛЯ ВЫРАЩИВАНИЯ СЕЯНЦЕВ С ЗАКРЫТОЙ КОРНЕВОЙ СИСТЕМОЙ 05.21.01 - Технология и машины лесозаготовок и лесного хозяйства Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук Петрозаводск - 2010 Работа выполнена в государственном образовательном учреждении высшего профессионального образования Петрозаводский государственный университет Научный...»

«ШИШЛОВ Александр Александрович Международно-правовое регулирование электронной связи в Европейском Союзе Специальность 12.00.10 – Международное право. Европейское право Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата юридических наук Москва 2011 2 Диссертация выполнена на кафедре международного права юридического факультета Российского университета дружбы народов. Научный руководитель – Заслуженный юрист РФ, доктор юридических наук, профессор Жуков Геннадий...»

«ГРИГОРЬЕВ Вениамин Юрьевич КОЛИЧЕСТВЕННЫЕ МОДЕЛИ СТРУКТУРА–СВОЙСТВО ОРГАНИЧЕСКИХ СОЕДИНЕНИЙ 02.00.03 – органическая химия 02.00.04 – физическая химия Автореферат диссертации на соискание ученой степени доктора химических наук Черноголовка – 2013 2 Работа выполнена в Федеральном государственном бюджетном учреждении науки Институте физиологически активных веществ РАН Официальные Балакин Константин Валерьевич, доктор оппоненты: химических наук, Федеральное государственное...»

«КУКУШКИНА АНАСТАСИЯ НИКОЛАЕВНА КОЛЛОИДНО-ХИМИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА ЭМУЛЬСИОННЫХ СИСТЕМ, СТАБИЛИЗИРОВАННЫХ КОМПЛЕКСАМИ БЫЧЬЕГО СЫВОРОТОЧНОГО АЛЬБУМИНА С НИЗКОМОЛЕКУЛЯРНЫМИ ПОВЕРХНОСТНО-АКТИВНЫМИ ВЕЩЕСТВАМИ Специальность: 02.00.11 – коллоидная химия и физико-химическая механика АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата химических наук Москва 2009 2 Работа выполнена в ФГОУ ВПО Мурманский государственный технический университет (МГТУ) на кафедре химии. Научный...»

«Денисов Владимир Дмитриевич Ранняя гоголевская проза (1829-1834): пути развития, жанровое своеобразие, типология героев Специальность: 10.01.01 – Русская литература Автореферат диссертации на соискание ученой степени доктора филологических наук Санкт-Петербург 2012 2 Работа выполнена на кафедре русского языка Центра международных отношений ФГБОУ ВПО Российский государственный гидрометеорологический университет член-корреспондент РАН, доктор Научный филологических наук,...»

«ТРИФОНОВА Наталья Николаевна ПРОЕКТИРОВАНИЕ СТРУКТУРЫ ГОДИЧНОГО ЦИКЛА ТРЕНИРОВКИ КВАЛИФИЦИРОВАННЫХ СПОРТСМЕНОК НА ОСНОВЕ КОМПЛЕМЕНТАРНОСТИ СПЕЦИАЛИЗИРОВАННЫХ СРЕДСТВ В ВИДАХ ЗИМНЕГО ПОЛИАТЛОНА 13. 00. 04 – Теория и методика физического воспитания, спортивной тренировки, оздоровительной и адаптивной физической культуры Автореферат диссертации на соискание учёной степени кандидата педагогических наук Смоленск 2010 Диссертация выполнена в Брянском государственном университете...»






 
2014 www.av.disus.ru - «Бесплатная электронная библиотека - Авторефераты, Диссертации, Монографии, Программы»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.