Теоретическое развитие миварных сетей для реализации правил выбора «ЕСЛИ…, ТО…, ИНАЧЕ…» на основе многодольных графов
Показано теоретическое развитие миварных сетей, которые используются для создания различных экспертных систем и Многомерных эволюционных прикладных автоматизированных информационных систем (МЭПАИС) поддержки принятия решений. Проведен анализ существующих подходов и предложены новые пути развития мив...
Gespeichert in:
| Veröffentlicht in: | Штучний інтелект |
|---|---|
| Datum: | 2011 |
| Hauptverfasser: | , , |
| Format: | Artikel |
| Sprache: | Russian |
| Veröffentlicht: |
Інститут проблем штучного інтелекту МОН України та НАН України
2011
|
| Schlagworte: | |
| Online Zugang: | https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/58803 |
| Tags: |
Tag hinzufügen
Keine Tags, Fügen Sie den ersten Tag hinzu!
|
| Назва журналу: | Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| Zitieren: | Теоретическое развитие миварных сетей для реализации правил выбора «ЕСЛИ…, ТО…, ИНАЧЕ…» на основе многодольных графов / О.О. Варламов, А.Н. Владимиров, Р.А. Санду // Штучний інтелект. — 2011. — № 1. — С. 34-41. — Бібліогр.: 21 назв. — рос. |
Institution
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine| id |
nasplib_isofts_kiev_ua-123456789-58803 |
|---|---|
| record_format |
dspace |
| spelling |
Варламов, О.О. Владимиров, А.Н. Санду, Р.А. 2014-03-31T10:51:48Z 2014-03-31T10:51:48Z 2011 Теоретическое развитие миварных сетей для реализации правил выбора «ЕСЛИ…, ТО…, ИНАЧЕ…» на основе многодольных графов / О.О. Варламов, А.Н. Владимиров, Р.А. Санду // Штучний інтелект. — 2011. — № 1. — С. 34-41. — Бібліогр.: 21 назв. — рос. 1561-5359 https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/58803 004.82+007.52 Показано теоретическое развитие миварных сетей, которые используются для создания различных экспертных систем и Многомерных эволюционных прикладных автоматизированных информационных систем (МЭПАИС) поддержки принятия решений. Проведен анализ существующих подходов и предложены новые пути развития миварных сетей на основе трехдольных и многодольных графов для реализации правил выбора «Если..., то..., иначе...» для эволюционной обработки логических правил и вычислительных процедур в реальном времени. У статті розглядається теоретичний розвиток технології міварних логіко-обчислювальних мереж. Міварні мережі та продукції використовуються для створення різних експертних систем і багатовимірних еволюційних прикладних автоматизованих інформаційних систем (МЕПАІС) підтримки прийняття рішень. Проведено аналіз різних моделей даних в теорії баз даних і показані передумови появи міварного інформаційного простору і міварних логічних мереж, як розвитку ідей «активних» і «дедуктивних» баз даних. Для розширення можливостей із застосування цих формалізмів проведено аналіз існуючих підходів та запропоновано нові шляхи розвитку міварних мереж на основі тричасткових і багаточасткових графів для реалізації правил вибору виду «Якщо ..., то ..., інакше ...» для еволюційної обробки логічних правил і обчислювальних процедур в реальному часі. The article discusses the theoretical development of mivar logical-computing networks the technology. Mivar network and products used to create different expert systems and multi-dimensional evolutionary applications of automated information systems (MEPAIS) decision support. The analysis of different data models in database theory was made and prerequisites for the mivar information space and mivar logical networks, as the development of ideas of "active" and "deductive" databases was shown. To enhance the application of these formalisms analysis of existing approaches was made and new ways of networks development mivar based on triplex and multipartite graphs was suggested for the implementation of the rules for choice of the form "if ... then ... anyway ..." for the evolutionary elaboration of logical rules and computational procedures in real time. ru Інститут проблем штучного інтелекту МОН України та НАН України Штучний інтелект Системы и методы искусственного интеллекта Теоретическое развитие миварных сетей для реализации правил выбора «ЕСЛИ…, ТО…, ИНАЧЕ…» на основе многодольных графов Теоретичний розвиток технології міварних логіко-обчислювальних мереж для реалізації правил вибору «ЯКЩО ..., ТО ..., ІНАКШЕ ...» на основі багаточасткових графів The Theoretical Development of MIVAR Logical Networks Technology for the Implementation for the Rules of Choice «IF ... THEN ..., ANYWAY ...» on Multipartite Graphs Article published earlier |
| institution |
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| collection |
DSpace DC |
| title |
Теоретическое развитие миварных сетей для реализации правил выбора «ЕСЛИ…, ТО…, ИНАЧЕ…» на основе многодольных графов |
| spellingShingle |
Теоретическое развитие миварных сетей для реализации правил выбора «ЕСЛИ…, ТО…, ИНАЧЕ…» на основе многодольных графов Варламов, О.О. Владимиров, А.Н. Санду, Р.А. Системы и методы искусственного интеллекта |
| title_short |
Теоретическое развитие миварных сетей для реализации правил выбора «ЕСЛИ…, ТО…, ИНАЧЕ…» на основе многодольных графов |
| title_full |
Теоретическое развитие миварных сетей для реализации правил выбора «ЕСЛИ…, ТО…, ИНАЧЕ…» на основе многодольных графов |
| title_fullStr |
Теоретическое развитие миварных сетей для реализации правил выбора «ЕСЛИ…, ТО…, ИНАЧЕ…» на основе многодольных графов |
| title_full_unstemmed |
Теоретическое развитие миварных сетей для реализации правил выбора «ЕСЛИ…, ТО…, ИНАЧЕ…» на основе многодольных графов |
| title_sort |
теоретическое развитие миварных сетей для реализации правил выбора «если…, то…, иначе…» на основе многодольных графов |
| author |
Варламов, О.О. Владимиров, А.Н. Санду, Р.А. |
| author_facet |
Варламов, О.О. Владимиров, А.Н. Санду, Р.А. |
| topic |
Системы и методы искусственного интеллекта |
| topic_facet |
Системы и методы искусственного интеллекта |
| publishDate |
2011 |
| language |
Russian |
| container_title |
Штучний інтелект |
| publisher |
Інститут проблем штучного інтелекту МОН України та НАН України |
| format |
Article |
| title_alt |
Теоретичний розвиток технології міварних логіко-обчислювальних мереж для реалізації правил вибору «ЯКЩО ..., ТО ..., ІНАКШЕ ...» на основі багаточасткових графів The Theoretical Development of MIVAR Logical Networks Technology for the Implementation for the Rules of Choice «IF ... THEN ..., ANYWAY ...» on Multipartite Graphs |
| description |
Показано теоретическое развитие миварных сетей, которые используются для создания различных экспертных систем и Многомерных эволюционных прикладных автоматизированных информационных систем (МЭПАИС) поддержки принятия решений. Проведен анализ существующих подходов и предложены новые пути развития миварных сетей на основе трехдольных и многодольных графов для реализации правил выбора «Если..., то..., иначе...» для эволюционной обработки логических правил и вычислительных процедур в реальном времени.
У статті розглядається теоретичний розвиток технології міварних логіко-обчислювальних мереж. Міварні мережі та продукції використовуються для створення різних експертних систем і багатовимірних еволюційних прикладних автоматизованих інформаційних систем (МЕПАІС) підтримки прийняття рішень. Проведено аналіз різних моделей даних в теорії баз даних і показані передумови появи міварного інформаційного простору і міварних логічних мереж, як розвитку ідей «активних» і «дедуктивних» баз даних. Для розширення можливостей із застосування цих формалізмів проведено аналіз існуючих підходів та запропоновано нові шляхи розвитку міварних мереж на основі тричасткових і багаточасткових графів для реалізації правил вибору виду «Якщо ..., то ..., інакше ...» для еволюційної обробки логічних правил і обчислювальних процедур в реальному часі.
The article discusses the theoretical development of mivar logical-computing networks the technology. Mivar network and products used to create different expert systems and multi-dimensional evolutionary applications of automated information systems (MEPAIS) decision support. The analysis of different data models in database theory was made and prerequisites for the mivar information space and mivar logical networks, as the development of ideas of "active" and "deductive" databases was shown. To enhance the application of these formalisms analysis of existing approaches was made and new ways of networks development mivar based on triplex and multipartite graphs was suggested for the implementation of the rules for choice of the form "if ... then ... anyway ..." for the evolutionary elaboration of logical rules and computational procedures in real time.
|
| issn |
1561-5359 |
| url |
https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/58803 |
| citation_txt |
Теоретическое развитие миварных сетей для реализации правил выбора «ЕСЛИ…, ТО…, ИНАЧЕ…» на основе многодольных графов / О.О. Варламов, А.Н. Владимиров, Р.А. Санду // Штучний інтелект. — 2011. — № 1. — С. 34-41. — Бібліогр.: 21 назв. — рос. |
| work_keys_str_mv |
AT varlamovoo teoretičeskoerazvitiemivarnyhseteidlârealizaciipravilvyboraeslitoinačenaosnovemnogodolʹnyhgrafov AT vladimirovan teoretičeskoerazvitiemivarnyhseteidlârealizaciipravilvyboraeslitoinačenaosnovemnogodolʹnyhgrafov AT sandura teoretičeskoerazvitiemivarnyhseteidlârealizaciipravilvyboraeslitoinačenaosnovemnogodolʹnyhgrafov AT varlamovoo teoretičniirozvitoktehnologíímívarnihlogíkoobčislûvalʹnihmereždlârealízacíípravilviboruâkŝotoínakšenaosnovíbagatočastkovihgrafív AT vladimirovan teoretičniirozvitoktehnologíímívarnihlogíkoobčislûvalʹnihmereždlârealízacíípravilviboruâkŝotoínakšenaosnovíbagatočastkovihgrafív AT sandura teoretičniirozvitoktehnologíímívarnihlogíkoobčislûvalʹnihmereždlârealízacíípravilviboruâkŝotoínakšenaosnovíbagatočastkovihgrafív AT varlamovoo thetheoreticaldevelopmentofmivarlogicalnetworkstechnologyfortheimplementationfortherulesofchoiceifthenanywayonmultipartitegraphs AT vladimirovan thetheoreticaldevelopmentofmivarlogicalnetworkstechnologyfortheimplementationfortherulesofchoiceifthenanywayonmultipartitegraphs AT sandura thetheoreticaldevelopmentofmivarlogicalnetworkstechnologyfortheimplementationfortherulesofchoiceifthenanywayonmultipartitegraphs |
| first_indexed |
2025-11-25T15:14:50Z |
| last_indexed |
2025-11-25T15:14:50Z |
| _version_ |
1850516289291812864 |
| fulltext |
«Искусственный интеллект» 1’2011 34
1В
УДК 004.82+007.52
О.О. Варламов, А.Н. Владимиров, Р.А. Санду
ФГУП «Научно-исследовательский институт Радио», Московский автомобильно-
дорожный государственный технический университет (МАДИ),
ООО «МИВАР», г. Москва, Россия
info@mivar.ru, ovar@mivar.ru, ovar@narod.ru
Теоретическое развитие миварных сетей
для реализации правил выбора «ЕСЛИ..., ТО...,
ИНАЧЕ...» на основе многодольных графов
Показано теоретическое развитие миварных сетей, которые используются для создания различных
экспертных систем и Многомерных эволюционных прикладных автоматизированных информационных
систем (МЭПАИС) поддержки принятия решений. Проведен анализ существующих подходов и предложены
новые пути развития миварных сетей на основе трехдольных и многодольных графов для реализации
правил выбора «Если..., то..., иначе...» для эволюционной обработки логических правил и вычислительных
процедур в реальном времени.
Введение
Методы создания интеллектуальных систем нашли широкое практическое приме-
нение в современных автоматизированных системах. Особую роль играет моделиро-
вание рассуждений [1], применение методов дискретной математики [2], миварных
баз данных и правил [3], формирование пространства знаний в сети Интернет и Seman-
tic Web [4]. Известная многомерная эволюционная прикладная автоматизированная
информационная система (МЭПАИС) поддержки принятия решений применяется в раз-
личных предметных областях и основана на миварных логических сетях и использо-
вании линейного матричного метода определения маршрута логического вывода на
адаптивной сети правил [5-8]. Проведенный анализ возможностей миварного подхода
и продукций показал, что существуют определенные ограничения для их применения
в современных информационных системах [1-14]. Например, существовало такое огра-
ничение в миварных логических сетях, что нельзя было использовать правила выбора,
когда только часть выходных переменных получает значения. Формально это можно
записать в виде: «если..., то ..., иначе...». Конечно, и в формате традиционных правил
«если ..., то ...» можно составить описание предметной области, хотя оно будет более
сложным и потребует значительно большего количества «элементарных правил». Таким
образом, развитие миварного подхода и продукций является актуальной и практически
важной задачей [3], [5-8], [15-21].
Целью данной работы является развитие миварных сетей на основе трехдоль-
ных и многодольных графов для реализации правил выбора «Если..., то..., иначе...»
для эволюционной обработки логических правил и вычислительных процедур в реаль-
ном времени.
Логико-вычислительная обработка информации,
миварные сети и базы данных
Прежде всего, отметим, что для решения многих задач требуется проводить как
логическую, так и вычислительную обработку данных. Ранее разделяли проблемы об-
работки и хранения различных данных. Базы данных преимущественно использовались
Теоретическое развитие миварных сетей для реализации правил выбора…
«Штучний інтелект» 1’2011 35
1В
только для хранения и поиска требуемых данных, а системы логического вывода и вы-
числений применялись для обработки информации, поиска решений и т.п. Получалось,
что эти области относительно слабо пересекались, хотя в плане перспектив развития
в каждой из них регулярно провозглашались цели объединения всех функций по на-
коплению и обработке информации в одной системе [1-21]. Рассмотрим принципы ор-
ганизации и структурирования данных в существующих моделях данных баз данных (БД).
В работе [3] проведен анализ практически всех моделей представления данных:
реляционных, сетевых, иерархических, семантических сетей, инфологических, онтологий,
«сущность-связь» и миварного информационного пространства (всего более 25 мо-
делей данных). В работе [10] М.Р. Когаловский описывает эволюцию технологий баз
данных и систематизирует сведения о важнейших технологиях, состоянии и перспек-
тивах развития базовых стандартов моделей данных. Среди перспективных исследо-
ваний выделим следующие: создание новых технологий для крупномасштабных систем;
поддержка логики приложений в среде базы данных; интеграция структурированных
и слабоструктурированных данных [10, с. 74-75].
А.С. Марков и К.Ю. Лисовский в своей работе [11] рассмотрели основные мате-
матические модели представления об отношении: теоретико-множественные, конструк-
тивные и предикатные. Также они обосновали выбор методов вычислительной логики
для повышения уровня интеллектуальности реляционных баз данных и ввели поня-
тие «логическое программирование реляционных баз данных» в качестве одного из
названий направления «дедуктивные базы данных».
А.Р. Саймон в своей работе [12] дает многоаспектный анализ ключевых областей
современных массовых технологий баз данных и оценивает перспективы их развития.
Особый интерес представляют принципы активных систем управления баз данных
(СУБД): «среды активных баз данных представляют собой некоторую комбинацию
возможностей искусственного интеллекта (ИИ) и управления данными» [12, с. 319].
В качестве способа представления бизнес-правил в контексте активных БД А.Р. Саймон
описывает «используемые в области искусственного интеллекта правила продукций...
во многих отношениях языки правил в этих областях (искусственный интеллект и базы
данных) концептуально подобны, и ... в будущем эти две области достигнут тесной
интеграции» [12, с. 319]. Более того, «активные базы данных открывают двери на пути
к пока еще неуловимому будущему интеллектуальных баз данных с высоким уровнем
технологии искусственного интеллекта» [12, с. 320-321]. Подчеркнем, что «это будущее»
уже наступило и реализовано оно в миварном подходе и программе «УДАВ» [6-8], [15].
В книге [13] подробно рассмотрены структуры данных и алгоритмы, которые являются
фундаментом современной методологии разработки программ. Для создания новых
принципов организации и структурирования данных для реально работающих МЭПАИС
важным является оценка времени выполнения различных программ, трактовка кото-
рых в [13, с. 28-36] и в [2, с. 227-239] значительно отличается. С.Д. Кузнецов пишет:
«наиболее близко находятся современные объектно-ориентированные СУБД, модели
данных которых по многим параметрам близки к семантическим моделям (хотя в не-
которых аспектах они более мощны, а в некоторых – более слабы)» [14, с. 144]. Там
же рассмотрены «некоторые черты одной из наиболее популярных семантических мо-
делей данных – модель “Сущность-Связь” (ER-модель)» [14, с. 144]. В [3] есть фор-
мальные представления структур представления данных ER-модели и миварного ин-
формационного пространства. Таким образом, существовали теоретические разработки
по объединению логической и вычислительной обработки. Из всех моделей данных
наиболее перспективным является миварное информационное пространство [3], [21].
Покажем возможность представления продукций в виде многодольных графов.
Напомним определения двудольных графов, которые необходимы для продолжения
анализа. «Граф G = (V, E) называется двудольным, если существует разбиение V = {V1,
Варламов О.О., Владимиров А.Н., Санду Р.А.
«Искусственный интеллект» 1’2011 36
1В
V2}, такое, что никакие две вершины из V1 или из V2 не являются смежными» [9, с. 223].
«Двудольным графом G = (X, Y, E) называется неориентированный граф, вершины
которого можно разбить на два класса X и Y так, что концы каждого ребра принадле-
жат разным классам» [2, с. 125]. Далее: «введенные понятия допускают естественное
обобщение. Неориентированный граф называется k-дольным, если его вершины можно
разбить на k классов так, что концы каждого ребра принадлежат разным классам» [2,
с. 125]. Таким образом, можно использовать и двудольные, и трехдольные, и многодоль-
ные (k-дольные) графы для разных предметных областей.
В [5] представлены теоретические основы создания миварного метода. Для сети
правил, представленной в списочной форме, строится матрица. Пусть известны m –
правил и n – переменных. Тогда в матрице V (n m) представлены все взаимосвязи
между правилами и переменными. Пример такой матрицы показан на рис. 1. На рис. 2
эта же матрица показана в виде исходного задания двудольного графа миварной сети.
V 1 2 3 4 5 ... n-2 n-1 n n+1
1 x x x y y 2
2 x y y x x 2
... ...
m x x x y 2
m+1 z z z z z z(w) z z
Рисунок 1 – Пример обработки матрицы V
Рисунок 2 – Пример поиска логического вывода на миварной сети
Входные переменные правила помечаются символом x, выходные – y, «выводи-
мые» переменные – z, а все искомые переменные – w. В матрицу V добавим одну строку
и один столбец для хранения служебной информации. Получаем матрицу V размернос-
СПИСОК ПРАВИЛСПИСОК ОБЪЕКТОВ
P(6)
...
P(n-2)
P(n-1)
P(n)
P(1)
P(2)
P(3)
P(4)
P(5)
R(6)
...
R(m-2)
R(m-1)
R(m)
R(1)
R(2)
R(3)
R(4)
R(5)
R(1)
P(1) P(2) P(3)
P(n-2)
P(n-1) P(n)
R(2)
P(4) P(5)
R(2)
Теоретическое развитие миварных сетей для реализации правил выбора…
«Штучний інтелект» 1’2011 37
1В
ти (n+1)(m+1), в которой отражена вся структура исходной сети правил, которая может
изменяться. Структура этой логической сети может изменяться в любое время. Для
поиска маршрута логического вывода производят следующие действия. В строке (m+1)
помечают известные z и искомые w переменные, например, как на рис. 1 в строке на
позициях: z – 1, 2, 3 и w – (n – 2). По рис. 1 и 2 «в обратном порядке» можно восстано-
вить все этапы работы. Последовательно выполняют поиск таких правил, которые мо-
гут быть активизированы (известны все входные переменные). Если таких правил нет,
то результата нет, и необходимо выдать запрос на уточнение входных данных. Если
такие правила есть, то у каждого из них делается пометка, что правило может быть
запущено. При запуске правила m появляются новые значения, в том числе и для ис-
комых переменных. В нашем примере получен положительный результат.
Правила выбора и переход к многодольным графам
Рассмотрим, как можно сделать так, чтобы после «выполнения» правила получали
значение не все переменные (объекты). Существующие до этого правила будем назы-
вать процедуры, т.к. после них все выходные переменные получают значения. Такие
правила представляют двудольным графом: объекты-переменные; процедуры.
Возможно использование многодольных графов в целях повышения адекватнос-
ти моделирования для отдельных задач и различных предметных областей. Для реа-
лизации выбора по значениям введем новый тип правил: выбор. Например, если
существует два выхода: ДА или НЕТ. В формализме многодольных графов это озна-
чает введение третьего типа объектов графа:
1) переменные;
2) процедуры (без выбора);
3) правила выбора, когда часть переменных получает значение, а другая – нет.
На рис. 3 первый тип объектов показан «кругами», второй тип – «прямоугольниками»,
а третий тип – «треугольниками» с двумя типами «исходящих стрелок», например: «сплош-
ные линии» – это «да», а «пунктирные линии» будут соответствовать значению «нет».
Рисунок 3 – Трехдольный граф миварной сети правил
Впрочем, можно сразу делать более сложный выбор: из нескольких выходных
переменных выбирать часть переменных «ДА», а оставшиеся переменные этого же
правила будут «НЕТ», и создать для них отдельную матрицу. По этим же принципам
...
...
...
...
...
...
Варламов О.О., Владимиров А.Н., Санду Р.А.
«Искусственный интеллект» 1’2011 38
1В
можно реализовывать не только двузначный выбор «да/нет», но и более сложные пра-
вила выбора из нескольких альтернатив: от двух и больше, например: 3, 4, ... 10 и так
далее. Аналогично можно переходить к более многодольным графам.
Для многодольных графов [2, с. 125] предлагается следующий вариант их пред-
ставления в миварных сетях. Пусть всего будет (К+1)-типов вершин графа, т.е. (К+1)-
дольный граф. Нумерацию «долей» такого многодольного графа рекомендуется начать
(по математической традиции) с «нулевой» доли и обозначать ее на рисунках в виде
кружочка или овала. Все остальные вершины других долей графа предлагаем обозна-
чать по номеру типа от «единицы» до «К», а на рисунке отображать их в виде прямо-
угольников. Пример представления (К+1)-дольного графа показан на рис. 4.
В каждом овале и прямоугольнике есть описание узла графа, которое означает
следующее: буква – это выделение объектов (P) и правил (R), далее в скобках первый
символ соответствует номеру типа узла (доли) графа, а после запятой набор символов
(буквы и цифры) обозначает номер узла в каждом типе многодольного графа: P(0,n – 2)
означает «узел нулевого типа (“объект”) с номером (n – 2)».
Запись R(i,j) означает «узел “правило” типа i с номером j». Запись R(К,mK-1) –
это «узел “правило” типа К с номером в этом типе правил (mK – 1)».
Описание правил выбора из двух альтернатив
Прежде всего, рассмотрим выбор из двух альтернатив. Для этих «правил выбора»
определяем все входные переменные, а после их «запуска», в зависимости от самого
правила, значения будут получать только одна или несколько «однотипных» перемен-
ных из всего множества выходных переменных этого правила, т.е. определенная заранее
часть переменных, что будет зависеть от того, как будет устроено каждое конкретное
правило. Затем часть переменных получает значение (которые «ДА») и «вычеркива-
ются», а все остальные (которые «НЕТ») получают специальное значение «отрицание»
(или что-то подобное) и также вычеркиваются из общей матрицы описания подобных
правил выбора. Такое решение требует развития миварных сетей в следующем нап-
равлении. Необходимо ввести специальное новое значение. Если раньше у нас было
два значения:
1) известно и есть число,
2) «пока не известно»,
то теперь надо добавить в описания правил выбора третье значение:
3) «не могут иметь значения» – то есть ложная ветвь поиска.
Предложен следующий вариант реализации такого подхода: в едином трехмерном
пространстве в двумерных плоскостях у нас будут описываться конкретные предметные
области, а по третьему измерению мы будем вводить новые двумерные плоскости.
Тогда получим, что для описания каждой предметной области будут использо-
ваться плоскости или двумерные матрицы – массивы:
плоскость входных значений правил «процедур» с бинарными значениями
«да / не известно»;
плоскость выходных значений правил «процедур» с бинарными значениями
«да / не известно»;
плоскость входных значений правил выбора с бинарными значениями «да /
не известно»;
плоскость выходных значений правил выбора с тремя значениями: «да / не из-
вестно / не будут иметь значение».
Теоретическое развитие миварных сетей для реализации правил выбора…
«Штучний інтелект» 1’2011 39
1В
Рисунок 4 – Пример (К+1)-дольного графа миварной логической сети
В ходе дальнейших исследований по развитию миварного подхода запланиро-
вано проведение экспериментов по нескольким вариантам практической реализации
хранения правил с тремя или более значениями правил выбора. Кроме того, отдельно
будем вводить специальные переменные для правил выбора в общем списке перемен-
ных. В этом списке тоже теперь должно быть три значения: 1) да; 2) не известно;
3) не будут иметь значение, что порождает необходимость проведения новых исследо-
ваний. Отметим, что в результате полученных модификаций появляется новое огра-
ничение, так как правила выбора могут запускаться только в том случае, если уже
...
P(0,1)
P(0,2)
P(0,3)
P(0,4)
P(0,5)
P(0,6)
P(0,n-2)
P(0,n-1)
P(0,n)
R(1,1)
R(1,2)
...
R(1,m1-1)
R(1,m1)
R(2,1)
...
R(2,m2-1)
R(2,m2)
...
R(i,j)
...
R(K,1)
...
R(К,mK-1)
R(К,mK)
P(0,1)
P(0,2)
P(0,3)
P(0,4)
P(0,5)
P(0,6)
P(0,n-2)
P(0,n-1)
P(0,n)
...
Варламов О.О., Владимиров А.Н., Санду Р.А.
«Искусственный интеллект» 1’2011 40
1В
вычислены все конкретные переменные, чтобы можно было определить «ветвь вы-
числений». Впрочем, если у нас много вычислительных ресурсов, то иногда можно
«просчитывать» сразу по нескольким веткам алгоритма, а потом подставлять конкрет-
ные значения. Это аналогично известному подходу «недоопределенные переменные»,
когда учитывают такие переменные при расчетах в качестве констант, значения ко-
торых подставляют в самом конце вычислений, когда все переменные определены и
вычислены.
Итак, снято еще одно ограничение с миварных сетей и теперь можно решать за-
дачи с «выбором», когда только часть переменных получает значение после выполне-
ния правила, то есть аналог выбора ДА или НЕТ. Разные предметные области или час-
ти этих областей можно представлять в виде трехмерной матрицы, наращивая «вверх»
описания частей предметных областей или новых предметных областей.
Выводы
Для расширения возможностей баз данных и экспертных систем предложены но-
вые пути развития миварных сетей на основе трехдольных и многодольных графов для
реализации правил выбора вида «Если..., то..., иначе...» в целях эволюционного моде-
лирования, накопления данных и унифицированной интеллектуальной обработки логи-
ческих правил и выполнения вычислительных процедур в реальном времени. Важ-
ным фактором является то, что вычислительная сложность решения любых задач на
миварных сетях является линейной по отношению к переменным, либо по отношению к
правилам. Это позволяет обрабатывать сложные практические задачи с несколькими
десятками тысяч переменных в реальном масштабе времени, что нашло свое практи-
ческое подтверждение в реальных условиях эксплуатации.
Литература
1. Поспелов Д.А. Моделирование рассуждений. Опыт анализа мыслительных актов / Поспелов Д.А. –
М. : Радио и связь, 1989. – 184 с.
2. Кузнецов О.П. Дискретная математика для инженера / Кузнецов О.П. – [6-е изд., стер.] – СПб :
Лань, 2009. – 400 с.
3. Варламов О.О. Эволюционные базы данных и знаний для адаптивного синтеза интеллектуальных
систем. Миварное информационное пространство / Варламов О.О. – М. : Радио и связь, 2002. – 288 с.
4. Хорошевский В.Ф. Пространства знаний в сети Интернет и Semantic Web (Часть 1) / В.Ф. Хоро-
шевский // Искусственный интеллект и принятие решений. – 2008. – № 1. – С. 80-97.
5. Варламов О.О. Разработка линейного матричного метода определения маршрута логического вы-
вода на адаптивной сети правил / Варламов О.О. // Известия вузов. Электроника. – 2002. – № 6. –
С. 43-51.
6. Применение многопроцессорного вычислительного кластера НИИР для распараллеливания алгорит-
мов в научно-технических и вычислительных задачах / А.Н. Владимиров, О.О. Варламов, А.В. Но-
сов, Т.С. Потапова // Труды НИИР : сб. ст. – 2009. – № 3. – С. 120-124.
7. Программа «УДАВ»: реализация линейной вычислительной сложности матричного метода поиска
маршрута логического вывода на основе миварной сети правил / Варламов О.О., Носов А.В., Вла-
димиров А.Н., Потапова Т.С. // Искусственный интеллект. – 2009. – № 3. – С. 443-448.
8. Варламов О.О. Анализ взаимосвязей GRID и САС ИВК, SOA и миварного подхода / О.О. Варла-
мов // Искусственный интеллект. – 2005. – № 4. – С. 4-11.
9. Кук Д. Компьютерная математика / Д. Кук, Г. Бейз; пер. с англ. – М. : Наука, Гл.ред.физ.-мат.лит.,
1990. – 384 с.
10. Когаловский М.Р. Энциклопедия технологий баз данных / Когаловский М.Р. – М. : Финансы и ста-
тистика, 2005. – 800 с.
Теоретическое развитие миварных сетей для реализации правил выбора…
«Штучний інтелект» 1’2011 41
1В
11. Марков А.С. Базы данных. Введение в теорию и методологию : учебник / А.С. Марков, К.Ю. Ли-
совский. – М. : Финансы и статистика, 2006. – 512 с.
12. Саймон А.Р. Стратегические технологии баз данных: менеджмент на 2000 год / Саймон А.Р.; пер.
с англ.; под ред. и с предисл. М.Р. Когаловского. – М. : Финансы и статистика, 1999. – 479 с.
13. Ахо А.В. Структуры данных и алгоритмы / Ахо А.В., Хопкрофт Д.Э., Ульман Д.Д. – М. : Издательс-
кий дом «Вильямс», 2007. – 400 с.
14. Кузнецов С.Д. Базы данных: языки и модели / Кузнецов С.Д. – М. : ООО «Бином-Пресс», 2008. –
720 с.
15. Веб-сайт компании МИВАР. – Режим доступа : // http://www.mivar.ru. 2010.
16. Варламов О.О. Разработка адаптивного механизма логического вывода на эволюционной инте-
рактивной сети гиперправил с мультиактивизаторами, управляемой потоком данных / О.О. Вар-
ламов // Искусственный интеллект. – 2002. – № 3. – С. 363-370.
17. Варламов О.О. Основы многомерного информационного развивающегося (миварного) пространст-
ва представления данных и правил / О.О. Варламов // Информационные технологии. – 2003. – № 5. –
С. 42-47.
18. Варламов О.О. Системы обработки информации и взаимодействие групп мобильных роботов на
основе миварного информационного пространства / О.О. Варламов // Искусственный интеллект. –
2004. – № 4. – С. 695-700.
19. Варламов О.О. Создание интеллектуальных систем на основе взаимодействия миварного инфор-
мационного пространства и сервисно-ориентированной архитектуры / О.О. Варламов // Искусст-
венный интеллект. – 2005. – № 3. – С. 13-17.
20. Варламов О.О. О необходимости перехода от теории искусственного интеллекта к разработке тео-
рии активного отражения // Известия Южного федерального университета. Технические науки. –
2007. – Т. 77, № 2. – С. 89-95.
21. Веб-сайт д.т.н. Варламова О.О. – Режим доступа : // http://www.ovar.narod.ru. 2010.
О.О. Варламов, О.М. Владимиров, Р.А. Санду
Теоретичний розвиток технології міварних логіко-обчислювальних мереж для реалізації правил
вибору «ЯКЩО ..., ТО ..., ІНАКШЕ ...» на основі багаточасткових графів
У статті розглядається теоретичний розвиток технології міварних логіко-обчислювальних мереж. Міварні
мережі та продукції використовуються для створення різних експертних систем і багатовимірних
еволюційних прикладних автоматизованих інформаційних систем (МЕПАІС) підтримки прийняття
рішень. Проведено аналіз різних моделей даних в теорії баз даних і показані передумови появи міварного
інформаційного простору і міварних логічних мереж, як розвитку ідей «активних» і «дедуктивних» баз
даних. Для розширення можливостей із застосування цих формалізмів проведено аналіз існуючих підходів
та запропоновано нові шляхи розвитку міварних мереж на основі тричасткових і багаточасткових графів
для реалізації правил вибору виду «Якщо ..., то ..., інакше ...» для еволюційної обробки логічних правил і
обчислювальних процедур в реальному часі.
O.O. Varlamov, A.N. Vladimirov, R.A. Sandhu
The Theoretical Development of MIVAR Logical Networks Technology for the Implementation
for the Rules of Choice «IF ... THEN ..., ANYWAY ...» on Multipartite Graphs
The article discusses the theoretical development of mivar logical-computing networks the technology. Mivar
network and products used to create different expert systems and multi-dimensional evolutionary applications
of automated information systems (MEPAIS) decision support. The analysis of different data models in database
theory was made and prerequisites for the mivar information space and mivar logical networks, as the development
of ideas of "active" and "deductive" databases was shown. To enhance the application of these formalisms
analysis of existing approaches was made and new ways of networks development mivar based on triplex and
multipartite graphs was suggested for the implementation of the rules for choice of the form "if ... then ...
anyway ..." for the evolutionary elaboration of logical rules and computational procedures in real time.
Статья поступила в редакцию 19.07.2010.
|