The modification of the meta-language of normal forms of knowledge
The set of the relations of normal forms of knowledge (alternative, concatenation, negation and iteration) is expanded by the two new relations: commitment relation – non-zero number of repetitions of some structure, non-commitment relation of some structure and structure brackets. The introduction...
Збережено в:
| Дата: | 2019 |
|---|---|
| Автор: | |
| Формат: | Стаття |
| Мова: | rus |
| Опубліковано: |
Інститут програмних систем НАН України
2019
|
| Теми: | |
| Онлайн доступ: | https://pp.isofts.kiev.ua/index.php/ojs1/article/view/363 |
| Теги: |
Додати тег
Немає тегів, Будьте першим, хто поставить тег для цього запису!
|
| Назва журналу: | Problems in programming |
| Завантажити файл: |  |
Репозитарії
Problems in programming| id |
pp_isofts_kiev_ua-article-363 |
|---|---|
| record_format |
ojs |
| resource_txt_mv |
ppisoftskievua/bb/1a9c1f8da2865da6650e7093af367abb.pdf |
| spelling |
pp_isofts_kiev_ua-article-3632024-04-28T11:05:26Z The modification of the meta-language of normal forms of knowledge Модификация метаязыка нормальных форм знаний Модифікація метамови нормальних форм знань Kurgaev, A.F. modified meta-language; self-description of the meta-language; self-description graph of the meta-language; commitment relation; non-commitment relation; structure brackets UDC 004.8 модифицированный метаязык; самоописание метаязыка; граф самоописания метаязыка; отношение обязательности; отношение необязательности; структурные скобки УДК 004.8 модифікована метамова; самоопис метамови; граф самоопису метамови; відношення обов'язковості; відношення необов'язковості; структурні дужки УДК 004.8 The set of the relations of normal forms of knowledge (alternative, concatenation, negation and iteration) is expanded by the two new relations: commitment relation – non-zero number of repetitions of some structure, non-commitment relation of some structure and structure brackets. The introduction of new relations is implemented by describing their structures with the basic relations of the meta-language of normal forms of knowledge. The text and graphical descriptions of the meta-language of normal forms of knowledge are presented, extended by the stylistic relations of the information structure descriptions. The examples of graphical variants of representing the structures of new relations between terms, which are used to self-describe the modified meta-language of normal forms of knowledge are presented with the minimally required comments. Problems in programming 2019; 3: 03-10 Набор базовых отношений метаязыка нормальных форм знаний (альтернатива, конкатенация, отрицание и итерация) расширен двумя новыми отношениями: обязательности (не нулевым числом повторений), необязательности некоторой структуры и структурными скобками. Введение новых отношений выполнено описанием их структур в базовых отношениях метаязыка нормальных форм знаний. Даны текстовая и графическая формы самоописания модифицированного метаязыка нормальных форм знаний, расширенного стилистическими отношениями описания информационных структур. Приведены примеры графических вариантов представления структур новых отношений терминов, использованных в самоописании модифицированного метаязыка нормальных форм знаний. Problems in programming 2019; 3: 03-10 Набір базових відношень метамови нормальних форм знань (альтернатива, конкатенація, заперечення й ітерація) розширено двома новими відношеннями: обов'язковості (не нульовим числом повторень), необов'язковості деякої структури й структурними дужками. Уведення нових відношень виконано описом їхніх структур у базових відношеннях метамови нормальних форм знань. Дано текстову й графічну форми самоопису модифікованої метамови нормальних форм знань, розширеної стилістичними відношеннями опису інформаційних структур. Наведено з мінімально необхідними коментарями приклади графічних варіантів подання структур нових відношень термінів, використаних у самоопису модифікованої метамови нормальних форм знань. Problems in programming 2019; 3: 03-10 Інститут програмних систем НАН України 2019-08-21 Article Article application/pdf https://pp.isofts.kiev.ua/index.php/ojs1/article/view/363 10.15407/pp2019.03.003 PROBLEMS IN PROGRAMMING; No 3 (2019); 03-10 ПРОБЛЕМЫ ПРОГРАММИРОВАНИЯ; No 3 (2019); 03-10 ПРОБЛЕМИ ПРОГРАМУВАННЯ; No 3 (2019); 03-10 1727-4907 10.15407/pp2019.03 rus https://pp.isofts.kiev.ua/index.php/ojs1/article/view/363/365 Copyright (c) 2019 PROBLEMS IN PROGRAMMING |
| institution |
Problems in programming |
| baseUrl_str |
https://pp.isofts.kiev.ua/index.php/ojs1/oai |
| datestamp_date |
2024-04-28T11:05:26Z |
| collection |
OJS |
| language |
rus |
| topic |
modified meta-language self-description of the meta-language self-description graph of the meta-language commitment relation non-commitment relation structure brackets UDC 004.8 |
| spellingShingle |
modified meta-language self-description of the meta-language self-description graph of the meta-language commitment relation non-commitment relation structure brackets UDC 004.8 Kurgaev, A.F. The modification of the meta-language of normal forms of knowledge |
| topic_facet |
modified meta-language self-description of the meta-language self-description graph of the meta-language commitment relation non-commitment relation structure brackets UDC 004.8 модифицированный метаязык самоописание метаязыка граф самоописания метаязыка отношение обязательности отношение необязательности структурные скобки УДК 004.8 модифікована метамова самоопис метамови граф самоопису метамови відношення обов'язковості відношення необов'язковості структурні дужки УДК 004.8 |
| format |
Article |
| author |
Kurgaev, A.F. |
| author_facet |
Kurgaev, A.F. |
| author_sort |
Kurgaev, A.F. |
| title |
The modification of the meta-language of normal forms of knowledge |
| title_short |
The modification of the meta-language of normal forms of knowledge |
| title_full |
The modification of the meta-language of normal forms of knowledge |
| title_fullStr |
The modification of the meta-language of normal forms of knowledge |
| title_full_unstemmed |
The modification of the meta-language of normal forms of knowledge |
| title_sort |
modification of the meta-language of normal forms of knowledge |
| title_alt |
Модификация метаязыка нормальных форм знаний Модифікація метамови нормальних форм знань |
| description |
The set of the relations of normal forms of knowledge (alternative, concatenation, negation and iteration) is expanded by the two new relations: commitment relation – non-zero number of repetitions of some structure, non-commitment relation of some structure and structure brackets. The introduction of new relations is implemented by describing their structures with the basic relations of the meta-language of normal forms of knowledge. The text and graphical descriptions of the meta-language of normal forms of knowledge are presented, extended by the stylistic relations of the information structure descriptions. The examples of graphical variants of representing the structures of new relations between terms, which are used to self-describe the modified meta-language of normal forms of knowledge are presented with the minimally required comments. Problems in programming 2019; 3: 03-10 |
| publisher |
Інститут програмних систем НАН України |
| publishDate |
2019 |
| url |
https://pp.isofts.kiev.ua/index.php/ojs1/article/view/363 |
| work_keys_str_mv |
AT kurgaevaf themodificationofthemetalanguageofnormalformsofknowledge AT kurgaevaf modifikaciâmetaâzykanormalʹnyhformznanij AT kurgaevaf modifíkacíâmetamovinormalʹnihformznanʹ AT kurgaevaf modificationofthemetalanguageofnormalformsofknowledge |
| first_indexed |
2024-09-16T04:08:37Z |
| last_indexed |
2024-09-16T04:08:37Z |
| _version_ |
1818568463552086016 |
| fulltext |
Теоретичні та методологічні основи програмування
© А.Ф. Кургаев, 2019
ISSN 1727-4907. Проблеми програмування. 2019. № 3 3
УДК 004.8 https://doi.org/10.15407/pp2019.03.003
А.Ф. Кургаев
МОДИФИКАЦИЯ МЕТАЯЗЫКА
НОРМАЛЬНЫХ ФОРМ ЗНАНИЙ
Набор базовых отношений метаязыка нормальных форм знаний (альтернатива, конкатенация, отрицание
и итерация) расширен двумя новыми отношениями: обязательности (не нулевым числом повторений), не-
обязательности некоторой структуры и структурными скобками. Введение новых отношений выполнено
описанием их структур в базовых отношениях метаязыка нормальных форм знаний. Даны текстовая и
графическая формы самоописания модифицированного метаязыка нормальных форм знаний, расширен-
ного стилистическими отношениями описания информационных структур. Приведены примеры графиче-
ских вариантов представления структур новых отношений терминов, использованных в самоописании
модифицированного метаязыка нормальных форм знаний.
Ключевые слова: модифицированный метаязык, самоописание метаязыка, граф самоописания метаязы-
ка, отношение обязательности, отношение необязательности, структурные скобки.
Введение
Цель создания систем обработки
знаний – дать возможность любому поль-
зователю ставить и решать на компьютере
проблемы, трудные для обычного про-
граммирования, – "создать одну систему
для всех классов пользователей непросто,
но это должно быть сделано" [1].
Нужна концепция построения си-
стем, все функции (приобретение, пере-
дача, представление и использование)
обработки знаний которых связаны еди-
ными механизмами [2]. Приоритет кон-
цептуального единства утверждается и в
[3, с. 36–38]: "концептуальное единство
является самым важным соображением
при проектировании системы. … Каждая
часть должна использовать одну и ту же
технику синтаксиса и одинаковые поня-
тия в семантике ... простота в использова-
нии диктует требования единообразия, то
есть концептуального единства при про-
ектировании". По-сути, тем самым на
компьютерные системы распространено
требование простоты объяснительных
теорий [4].
Эта цель достижима лишь на пути
создания информационного компьютера с
внутренним языком, достаточным для эф-
фективного представления и использова-
ния разнообразной информации и способ-
ным овладеть всей нашей системой знаний
в процессе общения с людьми и реальным
миром.
Для строгого и точного описания
синтаксических структур языков про-
граммирования используют специальные
метаязыки (языки для описания других
языков) [5]. Наиболее распространенными
метаязыками являются Бекусо – Науровы
формы (BNF) и EBNF (extended BNF) [6].
Однако, в качестве языка представления
знаний метаязык EBNF (и все другие из-
вестные метаязыки) не является функцио-
нально полным и потому не пригоден для
представления произвольных знаний.
Для достижения функциональной
полноты метаязык нормальных форм зна-
ний (НФЗ) для описания произвольных
знаний наделен операциями анализа и по-
рождения над произвольными структура-
ми понятий, связанных отношениями
конкатенации (последовательности), аль-
тернативы, отрицания и итерации [7–9].
Эти, базовые отношения, дополняют сти-
листическими для упрощения описания и
восприятия структур понятий. Например,
метаязык EBNF, кроме базовых отноше-
ний, содержит отношения [6]: необяза-
тельности (необязательный элемент выде-
ляют квадратными скобками); обязатель-
ности – одного или большего числа вхож-
дений элемента (обязательный элемент
выделяют надстрочным знаком +, примы-
кающим к этому элементу) и структурные
круглые скобки.
https://doi.org/10.15407/pp2019.02.003
Теоретичні та методологічні основи програмування
4
Для расширения выразительных
возможностей метаязыка НФЗ представля-
ется важным распространить операцион-
ные возможности метаязыка НФЗ на от-
ношения в описании информационных
структур, принятые в известных метаязы-
ках. В связи с этим, цель статьи –это рас-
ширение множества отношений метаязыка
НФЗ сервисными отношениями обязатель-
ности, необязательности некоторой струк-
туры и структурными скобками.
1. Текстовое самоописание
модифицированиого метаязыка
Текстовое самоописание метаязыка
НФЗ, расширенного отношениями обяза-
тельности, необязательности некоторой
структуры и структурными скобками,
представляется такой структурой:
1. description = (: determination :) ;
2. determination = [ negativ ] nameConcept
definition bodyDeterm endDeterm;
3. nameConcept = identifier / integer /
chainSigns;
4. identifier = letter ( letter / decimalDigit );
5. integer = (: decimalDigit :);
6. chainSigns = (: ^metaSign sign :);
7. bodyDeterm = structure / terminal;
8. terminal = (: space :);
9. structure = singleDefinit (separator
singleDefinit );
10. singleDefinit = [negativ] primary (
concatenate [negativ] primary );
11. primary = groupedSeq / optionalSeq /
iterationSeq / mandatorySeq /
{nameConcept / line} [analysis /
traceAnalysis / generation ];
12. optionalSeq = startOptionSymb
bodyDeterm endOptionSymb;
13. groupedSeq = startGroupSymb
bodyDeterm endGroupSymb;
14. iterationSeq = startIterationSymb
bodyDeterm endIterationSymb;
15. mandatorySeq = startMandatorySymb
bodyDeterm endMandatorySymb;
16. line = quotationMark nameConcept
quotationMark;
где definition – разделитель двух частей
определения, изображается символом '=';
separator – отношение альтернативного
выбора изображается символом '/';
concatenate – отношение конкатенации
изображается символом space ' ';
startIterationSymb, endIterationSymb – пара
скобок '(' и ')', обрамляющих итерируемый
элемент;
startMandatorySymb, endMandatorySymb –
пара скобок '(:' и ':)', обрамляющих обяза-
тельный элемент (не нулевое число его по-
вторений);
startOptionSymb, endOptionSymb – пара
скобок '[' и ']', обрамляющих необязатель-
ный элемент;
startGroupSymb, endGroupSymb – пара
структурных скобок '{' и '}';
negativ – отношение отрицания изобража-
ется символом '^';
endDeterm – конец определения изобража-
ется символом ';';
quotationMark – текстовая кавычка, изоб-
ражается символом ''';
analysis – режим анализа изображается
символом ‘?’;
traceАnalysis – режим анализа со следом
изображается символом '#';
generation – режим порождения изобража-
ется символом '!';
letter = 'A' / 'B' / 'C' /…/ 'Z' / 'a' / 'b' / 'c' /.../ 'z';
decimalDigit = '0' / '1' / '2' / '3' / '4' / '5' / '6' /
'7' / '8' / '9';
sign = '-' / '&' / '%' / '$' / '@' / '~' / ':' / '<' / '>' /
… / ',' / '.' / '_';
metaSign = '(' / ')' / space / '/' / '=' / '?' / '#' / '!' /
';' / '''/ '”' / '{' / '}'.
Приведенное самоописание мета-
языка НФЗ состоит из непустой последо-
вательности определений, в каждом из
которых нетерминал, заданный слева от
разделителя definition именем понятия
Теоретичні та методологічні основи програмування
5
(возможно, с предшествующим отрицани-
ем), определяется некоторой структурой
(именованной bodyDeterm) отношений
нетерминалов и терминалов, указанной
справа от знака definition. Набор отноше-
ний метаязыка НФЗ (альтернатива, конка-
тенация, отрицание и итерация) расширен
в модифицированном метаязыке НФЗ
двумя новыми отношениями: не нулевым
числом повторений некоторой структуры,
необязательности некоторой структуры и
структурными скобками (groupedSeq).
При этом, любая structure – это аль-
тернатива конкатенаций, возможно, отри-
цаемых первичных (primary), в качестве
которых может быть обязательно, необяза-
тельно, сгруппирован или повторено про-
извольное число раз bodyDeterm, или, да-
же, неименованная последовательность.
Первый элемент этой последовательности
– это неименованная альтернатива терми-
нов (nameConcept и line), а второй – не-
именованная альтернатива необязательных
терминов analysis, traceAnalysis и
generation.
2. Граф самоописания
модифицированиого метаязыка
НФЗ
Используя графические средства
метаязыка НФЗ (см. рис. 1), в форме рис. 2
и 3 разработан граф самоописания моди-
фицированиого метаязыка НФЗ, эквива-
лентный приведенному текстовому.
integer
integer? integer!integer#
^înteger
a
b c d
a
b c d
a
а
a
b c d
Варианты именования
вершины
integer графа НФЗ
Нетерминальное понятие с
именем а определено
последовательностью понятий
с именами b, c, d
Нетерминальное понятие с
именем а определено
альтернативой понятий с
именами b, c, d
Нетерминальное понятие с
именем а определено
итерацией последовательности
понятий с именами b, c, d
Терминальное понятие с
именем а и текстовая
константа а
Рис. 1. Графические средства метаязыка НФЗ [6–8]
Теоретичні та методологічні основи програмування
6
description
determination
[ negativ ] nameConcept
definition
true
negativ
identifier
integer
A B C ... Z a b c ... z
letter
decimalDigit
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
chainSigns
concatenate
separator
negativ
startGroupSymb
!
“
№
{
&
?
@
#
...
}
endDeterm
{
;
’
quotationMark
...
...
=
definition
bodyDeterm
endDeterm
sign
metaSign
^
startOptionSymb
[
^
/
}
terminalstructure
singleDefinit
separator
[ negativ ]
endGroupSymb
space
Рис. 2. Первая страница графа самоописания расширенного метаязыка НФЗ
Теоретичні та методологічні основи програмування
7
[negativ]
concatenate
primary
true
negativ
nameConcept
optionalSeq
line
traceAnalysis
analysis
true
generation
startOptionSymb
bodyDeterm
endOptionSymb
groupedSeq
startGroupSymb
bodyDeterm
endGroupSymb
iterationSeq
startIterationSymb
bodyDeterm
endIterationSymb
mandatorySeq
startMandatorySymb
bodyDeterm
endMandatorySymb
quotationMark
nameConcept
quotationMark
Рис. 3. Вторая страница графа самоописания расширенного метаязыка НФЗ
Теоретичні та методологічні основи програмування
8
3. Графическое представление
новых отношений расширенного
метаязыка НФЗ
Графические средства модифици-
рованного метаязыка НФЗ развивают
графические средства метаязыка НФЗ.
Примеры характерных вариантов симмет-
ричных изображений графов новых отно-
шений, использованных в самоописании
модифицированного метаязыка НФЗ пока-
заны на рис. 4 – 8.
truenegativ
[ negativ ] truenegativ
[ negativ ]
Рис. 4. Симметричные варианты графа
необязательности (optionalSeq) термина
negativ
decimalDigit
integer
decimalDigit
integer
Рис. 5. Симметричные варианты графа
обязательности (mandatorySeq) термина
decimalDigit, использованном в
текстовом определении:
integer = (: decimalDigit :);
letter
identifier
decimalDigit
letter
identifier
decimalDigit
Рис. 6. Симметричные варианты графа
определения идентификатора identifier,
начинающегося буквой, с последующим
повторением (произвольное число раз) не-
именованной альтернативы терминов letter
и decimalDigit
singleDefinit
structure
separatorconcatenate
singleDefinit
structure
separatorconcatenate
Рис. 7. Симметричные варианты графа
описания термина structure:
structure = singleDefinit (separator
singleDefinit);
Определение термина structure
начинается термином singleDefinit и про-
должается повторением (произвольное
число раз) неименованной последователь-
ности separator и singleDefinit, определен-
ного ненулевой последовательностью воз-
можно негативных терминов primary.
В свою очередь, primary есть аль-
тернатива именованных терминов
(groupedSeq, optionalSeq, iterationSeq,
mandatorySeq) и неименованной последо-
вательности, первым элементом которой
является неименованная альтернатива
терминов (nameConcept и line), а вторым –
неименованная альтернатива необязатель-
ных терминов analysis, traceAnalysis и
generation.
Теоретичні та методологічні основи програмування
9
primary
groupedSeq
nameConcept
optionalSeq
mandatorySeq
iterationSeq line
traceAnalysis
analysis
true
generation
Рис. 8. Граф описания термина primary
Заключение
Предложено формальное описание
метаязыка нормальных форм знаний, рас-
ширенного стилистическими отношениями
описания информационных структур. По-
казано, что введение новых отношений
осуществляется достаточно просто – опи-
санием их структур в базовых отношениях
метаязыка НФЗ. Представленный вариант
расширения метаязыка НФЗ не исчерпыва-
ет всех возможностей расширения этого
метаязыка.
Литература
1. Норман Д. Память и научение. Пер. с англ.
М.: Мир, 1985. 160 с.
2. Осуга С. Обработка знаний. Пер. с яп. М.:
Мир, 1989. 292 с.
3. Брукс Фредерик. Мифический человеко-
месяц или как создаются программные си-
стемы. https://nsu.ru/xmlui/bitstream/handle/
nsu/8870/Frederick_Brooks.pdf
4. Поппер К. Логика и рост научного знания.
Избранные работы. Пер. с англ. М.: Про-
гресс, 1983. 496 с.
5. SoftCraft разноликое программирование:
Основы разработки трансляторов. http://sl-
ur.narod2.ru/studentu/vtoroi_semestr_2010_g/
pyavu/Osnovy_razrabotki_translyatorov_.rar
6. International Standard ISO/IEC 14977:
1996(E). Электронный ресурс. Режим до-
ступа: http://www.cl.cam.ac.uk/~mgk25/iso-
14977.pdf
7. Спосіб представлення і використання
знань. О.П. Кургаєв, С.М. Григор’єв. Па-
тент на корисну модель UA 92484 U, 2014,
Бюл. №16.
8. Кургаев А.Ф., Григорьев С.Н. Нормальные
формы знаний. Допов. нац. акад. наук
Укр. 2015. № 11. С. 36–43. doi:
https://doi.org/10.15407/dopovidi2015.11.036
9. Кургаев А.Ф., Григорьев С.Н. Метаязык
нормальных форм знаний. Кибернетика и
системный анализ. 2016. Том. 52. № 6.
С. 11–20. DOI 10.1007/s10559-016-9885-3
References
1. Norman, Donald A. (1985). LEARNING
AND MEMORY. W. H. Freeman and
Company San Francisco.
2. Osuga, S. (1989) Treatment of knowledge.
Мир, Moskow (in Russian).
3. Brooks Frederick P .Jr. The Mythical
Man-Month.
https://is.muni.cz/www/jirqa/The.Mythical.M
an.Month.F.Brooks.pdf
4. Popper, K.: Evolutionary Epistemology.
Evolutionary Theory: Paths into the Future.
Ed. by J. W. Pollard. Ch. 10, pp. 239-255.
Wiley, Chichester and New York (2002)
5. SoftCraft various programming: Bases of
development of translators. http://sl-
ur.narod2.ru
/studentu/vtoroi_semestr_2010_g/pyavu/Osno
vy_razrabotki_translyatorov_.rar
6. International Standard ISO/IEC 14977:
1996(E). Retrieved from
http://www.cl.cam.ac.uk/~mgk25/iso-
14977.pdf
7. Kurgaev A., Grygoryev S. Utility model
patent UA 92484 U, 2014, Bulletin No 16 (in
Ukrainian).
8. Kurgaev, A. & Grygoryev, S. (2015).
The normal forms of knowledge. Dopov.
nac. akad. nauk Ukr. No. 11. Р. 36-43 (in
https://doi.org/10.15407/dopovidi2015.11.036
Теоретичні та методологічні основи програмування
10
Russian). doi:
https://doi.org/10.15407/dopovidi2015.11.036
9. Kurgaev, A., Grygoryev, S. (2016).
Metalanguage of Normal Forms of
Knowledge. Cybernetics and Systems
Analysis. 52(6), 839-848. doi:
http://link.springer.com/article/10.1007/s1055
9-016-9885-3.
Получено 13.05.2019
Об авторе:
Кургаев Александр Филиппович,
доктор технических наук,
профессор, ведущий научный сотрудник.
Количество научных публикаций в
украинских изданиях – более 240.
Количество научных публикаций в зару-
бежных индексированных изданиях – 22,
h-індекс (Google Scholar): 6
http://orcid.org/0000-0001-5348-2734.
Место работы автора:
Институт кибернетики имени
В.М. Глушкова НАН Украины,
03187, Киев-187,
проспект Академика Глушкова, 40.
E-mail: afkurgaev@ukr.net
https://doi.org/10.15407/dopovidi2015.11.036
http://link.springer.com/article/10.1007/s10559-016-9885-3?wt_mc=Internal.Event.1.SEM.ArticleAuthorAssignedToIssue
http://link.springer.com/article/10.1007/s10559-016-9885-3?wt_mc=Internal.Event.1.SEM.ArticleAuthorAssignedToIssue
mailto:afkurgaev@ukr.net
|