НЕЧЕТКИЕ МНОЖЕСТВА И НЕЧЕТКАЯ ЛОГИКА
Многие продукционные модели представления знаний опираются на аппарат нечетких множеств и нечеткой логики Л.Заде с лингвистическими, а не числовыми значениями истинности. Рассмотрим некоторые основные понятия.
Установлено, что нечеткость возникает тогда, когда элемент wÎW обладает некоторым свойством А, имеющим субъективную окраску (по мнению различных экспертов). Функция принадлежности mA( ) рассматривается как функция вещественного аргумента. Она определена на интервале [0,1]. Можно считать, что mA: u -> [0,1] ставит в соответствие каждому u число mA(u) из интервала [0,1], характеристическую степень принадлежности u подмножеству A. Нечеткое множество А будет обозначаться как объединение А = åmA(ui) / ui, либо А = {m1 / u1 + ...+ mn / u n} В случае, когда множество непрерывно A = òmA(u) / u. Определим понятие множества уровня a.
МНОЖЕСТВО УРОВНЯ a это четкое множество Aa элементов универсального множества U, степень принадлежности которых множеству А больше или равна a: Aa = {u / mA(u) > a}, где a - в общем случае может быть нечеткой константой.
ОБЪЕДИНЕНИЕ множеств по a ÈaA = òa aAa
Операция ДОПОЛНЕНИЕ `A = òu(1- mA(u))/u
Операция ОБЪЕДИНЕНИЕ A È B = òu(mA(u) È mB(u)) /u
Операция ПЕРЕСЕЧЕНИЕ A Ç B = òu(mA(u) Ç mB(u)) /u
Аппарат, построенный на моделях нечетких операндов, широко используется в процедурных способах представления знаний. С его помощью осуществляется, в основном, эвристическое представление. Конкретные формы, в которых оно реализуется, зависят и от вычислительной среды, СУБД, от концептуальной модели базы знаний и от общей концепции проекта той или иной системы.
СЕМАНТИЧЕСКИЕ СЕТИ
Семантические сети строятся с помощью ориентированных графов. Вершины сети соответствуют объектам, а дуги семантическим отношениям. Среди объектов выделяют понятия, свойства и события. Семантические отношения можно условно разделить на лингвистические, логические, теоретико-множественные и квантифицированные. Применительно к задачам организации вычислительной среды САПР лингвистические отношения относятся к средствам доступа. К логическим отношениям относятся отношения типа: дизъюнкция, конъюнкция и отрицание. Теоретико-множественные отношения рассматриваются как проявление категорий части и целого, затрагивают иерархическую структуру той или иной САПР в целом. Пример такой сети приведен на рис.1. Семантические сети условно классифицируют на интенсиональные и экстенсиональные. ИНТЕНСИОНАЛЬНАЯ сеть устанавливает те отношения между объектами, которые отличаются объективностью и повторяемостью. ЭКСТЕНСИОНАЛЬНАЯ сеть кодирует отношения между конкретными фактами, объектами и событиями, т.е. между данными. Наибольшее распространение семантические сети получили в концептуальных моделях баз данных и поэтому имеют распространение в САПР. При использовании в САПР семантические сети применяются в семантическом анализе при организации диалога на предметном языке. Этот анализ проводится после морфологического и синтаксического разбора. Далее используется либо прямое преобразование синтаксических отношений в семантические с применением встроенных правил (фильтров), либо преобразование осуществляется на основе соответствий, указанных в моделях управления.
Рис.1. Пример сети, используемой для представления отношений между моделями и макромоделями объекта проектирования в САПР.
Однако, если предметная область САПР основана на описании естественных объектов, то размерность семантической сети становится необозримой. В этом случае предпочтительнее использование представления в виде фреймов.
ФРЕЙМЫ
Приведем определение фрейма. ФРЕЙМ - поименованная семантическая сеть, являющаяся элементом множества, построенного на операции связи с помощью одного или нескольких узлов. Подобное определение не противоречит с трактовкой фрейма как структуры данных, формализовано отображающей объектно-субъективные отношения декларативным либо процедурным образом и содержащей постоянную часть или переменную. О последней говорят как о совокупности слотов ( переменная часть фрейма ). Такая структура образуется множеством троек вида: { F, (S1, GS1, PS1), ..., ( Si, GSi, PSi), ..., (Sl, GSl, PSl) }, где F - имя фрейма , Si - имя слота, GSi - значение слота, PSi - процедура, связанная со слотом. При работе с фреймами допустим любой уровень вложений, поскольку значением слота некоторого фрейма может быть любое имя фрейма. Сеть фреймов реализует модель объекта проектирования на основе фрейма "преобразование" и отражает свойство объекта проектирования в целом и его отдельных компонент (узлов, звеньев, макромоделей - совокупности звеньев). Порядок инициализации процедур для преобразования данных определяется слотами параметров моделей. На рис. 2 приведена сеть фреймов, реализующая модель объекта проектирования.
Для инженерной деятельности характерны специфичные формы представления знания. Это связано со следующими обстоятельствами: 1) c необходимостью описания последовательности принятия проектных решений в форме, удобной для представления в ЭВМ. 2) c отождествлением ТЗ на объект проектирования с той или иной последовательностью действий проектанта. 3) с оценкой корректности ТЗ и адекватности моделей объекта проектирования. Первое требование возникает, если САПР строится целиком на основе базы знаний и не позволяет оперировать строгим математическими моделями объектов проектирования. Такой путь предполагает использование экспертных систем для накапливания знаний инженеров высокой квалификации и последующего их "тиражирования" в вычислительных системах. Второе требование также характерно для использования свойств экспертных систем в полном объеме, а также для САПР, называемых "интеллектуальными". Третье требование возникает при необходимости построить САПР, адаптирующиеся к пользователю и развиваемые проектантами. Наиболее интересным приложением для интеллектуальных САПР является построение обучаемых мониторов, называемых интеллектуальными планировщиками. Подобные мониторы реализованы с использованием аппарата сетей Петри (которые мы здесь не рассматриваем).
МЕТОДЫ КОДИРОВАНИЯ
Рассмотренные способы представления знаний могут иметь самую различную программную реализацию в вычислительных системах. Во многом эти способы зависят от характера отношений между данными, которые моделируются знаниями. В инженерной практике исторически сложилось два способа документирования проектных решений - текстовый и графический. Наибольший интерес представляет графический способ документирования. Технологические и пользовательские аспекты обработки графической информации в системах проектирования и конструирования изучены достаточно глубоко. Двухуровневый характер кодирования таких изображений, как чертежи, графики позволяет сводить их описание к лексическим примитивам (линия, круг, точка и т.п.). Следовательно, представление знаний с помощью таких "кодов" так или иначе сводится к способам, уже рассмотренным ранее. Особое место занимает графическая информация, кодируемая полутоновыми многоуровневыми изображениями реальных и искусственных объектов. Наиболее мощным арсеналом программно-аппаратных средств обработки, хранения и представления таких изображений располагает цифровая голография. Использование этих средств позволяет не только решать задачи препарирования изображений и распознавания образов, но и строить обучаемые вычислительные системы.
ЛЕКЦИЯ №8
Тема: “Экспертная система для автоматизированного проектирования”
ВВЕДЕНИЕ
Экспертная система для решения задач автоматизированного проектирования является, в свою очередь, вычислительной системой. Она должна удовлетворять следующим требованиям: 1. Принимаемые с помощью системы решения должны соответствовать уровню эксперта-профессионала. 2. Cпособы принятия решений (метарассуждения) в любой момент времени должны воспроизводится в форме, понятной как эксперту, так и пользователю. 3. Система должна адаптироваться к пользователю за счет возможности менять как формулировки запросов и задач, так и последовательность их возникновения. 4. Cистема должна обладать возможностью использовать, приобретать и хранить общие и частные схемы рассуждения, построенные на не полностью достоверных данных и символьных преобразованиях. 5. В процессе жизненного цикла система должна обладать свойством ревизии данных и схем рассуждений.
Популярное: Почему человек чувствует себя несчастным?: Для начала определим, что такое несчастье. Несчастьем мы будем считать психологическое состояние... Как построить свою речь (словесное оформление):
При подготовке публичного выступления перед оратором возникает вопрос, как лучше словесно оформить свою... Как вы ведете себя при стрессе?: Вы можете самостоятельно управлять стрессом! Каждый из нас имеет право и возможность уменьшить его воздействие на нас... Личность ребенка как объект и субъект в образовательной технологии: В настоящее время в России идет становление новой системы образования, ориентированного на вхождение... ©2015-2024 megaobuchalka.ru Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав. (272)
|
Почему 1285321 студент выбрали МегаОбучалку... Система поиска информации Мобильная версия сайта Удобная навигация Нет шокирующей рекламы |