Расширение модели гарантированного развития информационными компонентами

Расширение модели гарантированного развития информационными компонентами

Збережено в:
Бібліографічні деталі
Дата:2009
Автор: Равецки, Я.
Формат: Стаття
Мова:Russian
Опубліковано: Інститут проблем моделювання в енергетиці ім. Г.Є. Пухова НАН України 2009
Назва видання:Моделювання та інформаційні технології
Онлайн доступ:http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/29674
Теги: Додати тег
Немає тегів, Будьте першим, хто поставить тег для цього запису!
Назва журналу:Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine
Цитувати:Расширение модели гарантированного развития информационными компонентами / Я. Равецки // Моделювання та інформаційні технології: Зб. наук. пр. — К.: ІПМЕ ім. Г.Є. Пухова НАН України, 2009. — Вип. 53. — Бібліогр.: 5 назв. — рос.

Репозитарії

Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine
id irk-123456789-29674
record_format dspace
spelling irk-123456789-296742011-12-26T12:10:18Z Расширение модели гарантированного развития информационными компонентами Равецки, Я. 2009 Article Расширение модели гарантированного развития информационными компонентами / Я. Равецки // Моделювання та інформаційні технології: Зб. наук. пр. — К.: ІПМЕ ім. Г.Є. Пухова НАН України, 2009. — Вип. 53. — Бібліогр.: 5 назв. — рос. XXXX-0068 http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/29674 863.03 ru Моделювання та інформаційні технології Інститут проблем моделювання в енергетиці ім. Г.Є. Пухова НАН України
institution Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine
collection DSpace DC
language Russian
format Article
author Равецки, Я.
spellingShingle Равецки, Я.
Расширение модели гарантированного развития информационными компонентами
Моделювання та інформаційні технології
author_facet Равецки, Я.
author_sort Равецки, Я.
title Расширение модели гарантированного развития информационными компонентами
title_short Расширение модели гарантированного развития информационными компонентами
title_full Расширение модели гарантированного развития информационными компонентами
title_fullStr Расширение модели гарантированного развития информационными компонентами
title_full_unstemmed Расширение модели гарантированного развития информационными компонентами
title_sort расширение модели гарантированного развития информационными компонентами
publisher Інститут проблем моделювання в енергетиці ім. Г.Є. Пухова НАН України
publishDate 2009
url http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/29674
citation_txt Расширение модели гарантированного развития информационными компонентами / Я. Равецки // Моделювання та інформаційні технології: Зб. наук. пр. — К.: ІПМЕ ім. Г.Є. Пухова НАН України, 2009. — Вип. 53. — Бібліогр.: 5 назв. — рос.
series Моделювання та інформаційні технології
work_keys_str_mv AT raveckiâ rasšireniemodeligarantirovannogorazvitiâinformacionnymikomponentami
first_indexed 2025-07-03T09:53:39Z
last_indexed 2025-07-03T09:53:39Z
_version_ 1836619053354975232
fulltext УДК 863.03 Яцык Равецки РАСШИРЕНИЕ МОДЕЛИ ГАРАНТИРОВАННОГО РАЗВИТИЯ ИНФОРМАЦИОННЫМИ КОМПОНЕНТАМИ В случае, когда математическая модель не связана непосредственно с физическими или другими естественными процессами, которые она описывает, то проблема интерпретации самой модели и процесса ее функционирования состоит из следующих компонент: - интерпретации элементов математической модели в предметной области решаемой задачи, - интерпретации способов изменения параметров компонент, которые изменяются в процессе ее функционирования, при этом, законы их изменения или алгоритмы их изменения не имеют непосредственной интерпретации в процесса их измерений в предметной области, - интерпретация элементов модели в форме их естественного представления для пользователя с расширением характеристик компонент, которые не представлены в рамках формального описания модели. Первая компонента интерпретации является типичной для произвольных математических моделей, которые предполагают определенный уровень абстрагирования моделируемой действительности, которая обусловлена уровнем формализации описания. В рассматриваемом случае, такая интерпретация состоит в приписывании элементам структуры модели параметров и их значений заимствованых из предметной области объектов моделирования. При использовании эволюционных моделей, которые основываются на использовании генетических алгоритмов, такая интерпретация состоит в отождествлении элементов моделей с параметрами объекта. Например, хромосома интерпретируется, как описание отдельного продукта, который производится на предприятии. Вторая задача интерпретации является наиболее характерной, при использовании генетических алгоритмов, для моделирования объектов, физическая природа которых отлична от биологических процессов, которые являются той средой, из которой соответствующие алгоритмы заимствованы. Эта задача интерпретации не рассматривается в полной мере, которая предполагает интерпретацию каждого элемента преобразований в предметной области моделируемого объекта. В случае генетических алгоритмов, интерпретировать базовые операции скрещивания в предметной области интерпретации процесса управления производством достаточно сложно. Поскольку, процесс интерпретации играет существенную роль в обосновании выбора типа модели и адекватности ее функционирования реальным процессам, то аспекты обоснования перекладываются на обслуживающие функции, которые определяют все параметры характеризующие базовые операции преобразований. Например, преобразование скрещивания характеризуется способом выбора двух хромосом, которые предполагается использовать для скрещивания, характеризуется методом выбора места разделения хромосомы на части, которыми предполагается обмениваться соответствующим хромосомам. Аналогичная ситуация имеет место и по отношению к другим базовым преобразованиям генетических алгоритмов. В этом случае, обслуживающие функции в наибольшей мере отображают интерпретацию предметной области моделируемого объекта. Например, выбор хромосом для скрещивания, может означать выбор наиболее приемлимого изделия для последующего производства на основе использования параметров анализируемых изделий, котрые в соответствии с принятыми критериями, являются наиболее перспективными для производства. Третья задача интерпретации в наибольшей мере соответствует идеологии информационной технологии. Одним из ключевых аспектов или факторов, которые определяют информационную технологию, как таковую, являются следующие: - формирование описаний интерпретации компонент математических моделей в форме, которая является наиболее приемлимой для пользователя, поскольку предполагается, что большинство систем ориентировано на участие в соответствующих процессах функционирования моделируемого объекта, человека, который заинтересован в прогрессивном развитии соответствующего процесса функционирования, - расширение описаний компонент модели и всех участников описания модели параметрами или характеристиками, которые по своей природе не поддаются формальному представлению или описанию, но являются важными факторами определяющими природу процесса функционирования моделируемого объекта, - интерпретационные описания, по отношению к законам грамматики естественных языков, тоже могут быть формализованными, что позволяет интерпретационные описания использовать не только для отображения элементов модели на естественных языках, но и осуществлять формальные преобразования соответствующих описаний, что существенно расширяет аналитические возможности самой информационной технологии и, таким образом, придает ей собственные возможности в осуществлении анализа моделируемых объектов и процессов. Первый тип интерпретации чаще всего используется для реализации диалога между пользователем и системой, если в рамках проекта не предполагается создавать специальную информационную технологию. В этом случае, в рамках системы содержатся отдельные описания, которые представляют собой отдельные предложения или фразы, связанные с определенными компонентами на постоянной основе. При этом, модификация таких описаний, если этого требуют функциональные факторы работающей системы, осуществляется путем их замены на новые текстовые описания, которые тоже жостко связаны с описываемой компонентой. Важным недостатком такого способа организации описаний интерпретации компонет является то, что в случае автоматического изменения тех или иных особенностей интерпретируемой компоненты, соответствующие интерпретационные описания автоматически не изменяются, что приводит к несоответствию между интерпретационным описанием и реальным сосотянием соответствующей компоненты. Второй тип интерпретации достаточно распространенный при построении моделей. Дело в том, что наиболее существенное расхождение модели и моделируемого объекта состоит в неточном отображении в модели процессов функционирования, которые происходят в предметной области объекта даже, если последняя представляет собой искусственный объект. Это обусловлено тем, что реальные процессы функционирования объекта, как правило, значительно сложней их идеального описания, даже, если оно является основой проектирования соответствующего процесса или объекта. Достаточно часто встречаются ситуации, в которых принципы функционирования математических моделей существенно отличаются от принципов функционирования реальных моделируемых процессов или не соответствуют этим принципам. Это встречается в тех случаях, когда модель функционирует в соответствии с правилами и законами математического аппарата и только результаты ее функционирования должны совпадать с результатами реального моделируемого процесса. Примерами таких моделей, когда существует только частичная связь между природой моделируемых процессов и закономерностями самой модели могут служить вероятностные модели описания процессов [1]. Примерами случаев, в которых закономерности функционирования модели совершенно не связаны с природой реальных процессов, которые моделируются, может служить использование генетических алгоритмов для моделирования процессов функционирования предприятия, что имеет место в рассматриваемом случае. Вторым примером могут служить модели решения задач коммивояжера [2] и ряд другиъ задач. В эом случае, возникают залачи отображающие специфику средств моделирования, которая не связана с существом моделируемого процесса. Примером такой задачи может служить задача преждевременной сходимости моделирующего алгоритма, при использовании генетических алгоритмов [3]. В связи с этим рассмотрим следующее утвеждение. Утвеждение 1. Если в стуктуре хромосомы ihr ген ijge описывает некоторую величину, определенную некоторым диапазоном [ , ]i i  , то в результате выполнения генетических преобразований эффект преждевременной сходимости существенно уменьшается. Преждевремменое, существенное увеличение сходимости, при реализации генетических преобразований, возникае за счет существенного изменения, в даном случае увеличения диапазона представления переменных в рамках элементов генетической модели. Например, если гены, как отдельные элементы, наделяются минимальным возможным диапазоном, который определен на двоичном множестве {0,1} , то естественно ожидать, что на некотором этапе преобразований, они перестанут изменяться в связи с тем, что такой элемент модели, как хромосома, в связи с естественными процессами оптимизации, которые реализуются в ( )HC G , будут модифицироваться в более узком диапазоне значений, который не включает генов, участвующих в формировании значений ihr выходящих за даный диапазон значений [ , ]i i   . Очевидно, что [ , ] [ , ]i i i i     . Если ijge отображает iP объекта ia , который является продуктом производства и ijge перестает изменяться в процессе оптимализации соответствующего ia , то такой iP и, соответственно ijge , может исключаться из рассмотрения в рамках модели, для которой произошла модификация [ , ] [ , ]i i i i     , как параметр, который потерял для ia свою значимость. Поэтому, сходимость может возникнуть только в том случае, если используемые в ihr гены ijge и, соответсвенно, параметры iP переходят в следующие состояния: - параметр iP преобразуется в константу, которая больше не подлежит изменению исходя из природы соответствующего параметра и природы объекта моделирования и моделирования связанных с ним прцессов функционирования, - параметр iP перестает быть существенным в описании моделируемого объекта в силу модификации последнего, что в случае товаров производства достаточно часто встречается. Таким образом, уменьшение активности гена не приводит к преждевременной сходимости алгоритмов генетических преобразований. Утверждение (1) предполагает возможность элиминации генов ijge из ihr . Этот процесс может привести к разрушению базовой компоненты модели, которой является ihr , что в предметной области интерпретации означает исчезновение соответствующего вида товара. Поскольку iPO представляет собой некоторое семейство товаров, то исчезновение чрезмерного количества параметров, приведет к исчезновению определенного вида товара. Развитие такого процесса может привести к тому, что в результате реализации управляющих решений UR исчезнет ассортимент производимой продукции. Такая ситуация возможна, но резкое изменение ассортимента в любом производстве представляет собой критическую ситуацию, которая считается недопустимой, поскольку, связана с большими затратами, которые, как правило, соизмеряются со стоимостю прозводства. Поскольку SAR ориентирована на реализацию контроля PR и необходимую их модификацию, которая PR преобразует в UR , то использование моделей MER и MR должно основываться на ряде критериев, которые формируются на основе использования более широкой интерпретации работы моделей, чем та, которую обеспечивает интерпретация отдельных компонент модели. Для осуществления более широкой интерпретации процессов функционирования MER , MR , а также MEF , необходимо использовать специальные информационные средства описания предметной области и определить правила их взаимодействия с математическими моделями SAR . К таким информационным средствам относятся следующие компоненты, содержащие описание элементов предметной области призводства и внешнего окружения, которое непосредственно связано с процессом функционирования предприятия: - семантическая энциклопедия предметной области sC - правила формирования и преобразования в sC информационных описаний FPI , - семантические параметры, использование которых позволяет проводить количественный анализ информационных компонент, исходя из семантики соответствующего описания, - система семантических критериев, использование которых позволяет расширить аналитические возможности средств анализа PR , - информационные модели процессов функционирования производства, - система правил, определяющих способы функционирования информационных моделей, при использовании различных семантических критериев. Рассмотрим коротко основные информационные компоненты. Семантические энциклопедии представляют собой описания различных компонент предметной области решаемых задач в виде их сопоставления соответствующим текстовым представлениям. Формально, фрагмент такой энциклопедии можно представить в виде: 1: ( ,..., )s i i i inC x    , где ij - описание компоненты в форме премлимой для пользователя, в качестве которых используются введенные символы языка. Естественно принять, что все описания формируются в виде, который определяеся соответствующити правилами. В дальнейшем такие описания будем называть интерпретационными формами представления компонент ix , которые будем обозначать в виде ( , )i ijx  , где ij параметры, которые характеризуют особенности ( )ix . Эти параметры определяются путем постулирования тех или иных способов определения их значений. Поскольку ( )ix представляет собой описание на языке, предназначенном для пользователя, то правила формирования ( )ix основываются на использовании правил i грамматики  , соответствующего языка. Система правил  представляет собой схемы, которые используют специальные признаки отдельных компонент из предметной области. Поэтому, каждое правило i описывается грамматическими признаками ij , что записывается в виде 1[ ( ),..., ( )]i i j ik m     . Кроме чисто грамматических прзнаков, используются также признаки продуктивных связей i между отдельными ij и kg . Эти признаки отображают специфику предметной области соответствующих задач. Система правил вывода описаний предназначена для формирования описаний 1 2( , ,..., )j j j j jnx     из соответствующих 1[ ( ),..., ( )]i i j k rx x   . В случае систем управления производством, специфика представлений о предметной области, обуславливает целесообразность введения следующих модификаций соответствущих логических соотношений: - приоритетрую модификацию  , - событийную модификацию - структурную модификацию в пространстве предметной области интерпретации решаемых задач. Приоритетная модификация логических соотношений состоит в упорядочении процессов преобразования логических формул в соответствии с приписанными приоритетами переменных. Формально, пример такой модификации можно представить ввиде следующего соотношения: [( & ) ]i j j k g rx x x x    , где i jx – означает, что переменная jx , при вычислении формулы использует значение, которое она имела в ситуации, когда имело место событие, характеризующееся приоритетом i . Необходимость введения приоритетного расширения логики функционирования соответстующего фрагмента процесса обусловлено тем, что при реализации UR , условия корректности такого управления определяются не только параметрами, которые необходимо изменять, но и приоритетами порядка их изменения. Событийная модификация логических соотношений обусловлена следующим. Процесс функционирования описыватся не только параметрами, от которых он зависит, но и совокупностю внешних факторов или факторов ближайшего окружения, которые не описываются параметрами процесса функционирования. Эти факторы представляются в формальных описаниях в виде некоторых состояний, которые по определению, не должны изменяться в течении процесса функционирования. Управляющее решение не может активизировать такие факторы. Возможность изменения этих факторов может обуславливаться только определенной группой параметров процесса функционирования предприятия. Измененное состояние факторов окружения i может влиять на протекание процесса функционирования. Формально, это можно описать следующим образом: ( , ){[( & ) ( )] }i i k i j k m cx x x x x x x    . Исходя из приведенной записи, видно, что внешние факторы i могут рассматриваться, как некоторые предикаты, аналогичные предикатам ( )ix и ( )ix , но имеющие собственное семантическое значение. Это значение может определять условия выполнения соответствующего фрагмента логических формул, могут определять некоторые оганичения на соответствующие логические переменные. Простейшим примером ( , )i i jx x может служить определение пороговых значений для интерпретации этих переменных. Структурное расширение логических функций состоит в следующем. В такой предметной области, как управление функционированием предприятием, существуют взаимосвязи между отделными параметрами, характер которых не изменяется независимо от любой ситуации, которая может возникуть в процессе функционирования предприятия. Это означает, что отдельные параметры, а также отдельные атрибуты, которые могут представлять собой константы, находятся в постоянной связи определенного типа с другими компонентами предметной области. В большинстве случаев, такие взаимосвязи носят достаточно общий характер и описываются логическими функциями, независимо от математического аппарата используемого для решения всей задачи. Система вывода интерпретационных описаний состоит из правил, которые описывают допустимые преобразования ( )ix . Поскольку ( )ix представляет собой кодовые описания, то последние должны преобразовываться на основе грамматических правил, а также с использованием логических функций и, соответственно, логических фнкций преобразований. Рассмотрим базовые функции логических преобразований, которые расширены грамматическими правилами. Одной из базовых функций преобразований является функция «modus ponens», которую будем обозначать mp [4]. Известная форма записи этой функции выглядит следующим образом: ( , )A A B B  . Примером расширения правила mp может служить следующее расширение: {[ ( , ) ( , ,..., ,..., )]&[ ( , ..., ,... ) ( , ,..., )]} ( , )[ ( , ,..., )]} i j i k j m i v j m i j n i j i j n x x A x x x x A x x x x B x x x x x B x x x     Структурное расширение ( , )i i jx x означает, что вывод формулы B возможен в рамках ( , )i i jx x , который представляет собой условный предикат и он распространяется в mp на ( , ,..., )i j nB x x x . В качестве формул вывода широко используются соотношения включения и исключения формул из их общего представления. Такие включения в математической логике бывают конъюнктивные и дизъюнктивные. Поскольку включению или исключению подлежат логические переменные, то необходимо рассмотреть связь таких преобразований с условными предикатами ( , )i i jx x . В случае исключения [ & & & ] [ ]i iA x B A B A x B A B      условный предикат может полностью или частично потерять область определения. Поэтому использование этих правил, которые будем обозначать ( )p  и (&)p , не влияет на предикаты в процедурах вывода и, соответственно, в конечных формулах на корректность использования ( , )i i jx x . В случае, когда имеет место конъюнкивное или дизъюнктивное расширение, которые будем обозначать (&)PR и ( )PR  , может возникнуть колизия использования  из E . Она будет состоять в том, что в результате вывода сформируется формула, содержащая переменные, которые не выполняют установленные требования одного из обусловленных предикатов. В связи с этим, рассмотрим следующее утверждение. Утверждение 2. Расширение непротиворечивой системы вывода  условными предикатами ( ,..., )i i jx x не приводит к противоречивости системы { , }  . В качестве непротиворечивой выберем систему вывода Генцена [5]. Предикаты ( , )i i jx x  имеют интерпретацию в предметной области W или имеет место ( )W по определению. Можно записать следующее соотношение: ( ,..., ) [ ( ,..., )]i i j i i jx x x x    . Исходя из этого соотношения, можно записать следующее: ( ,..., ) [ ( ,..., )] [ ( ),..., ( )]i i j i ij ik i ik imx x x x x x        . Поскольку ijx является логической переменной в соответствующей iL , то к правилам элиминации отдельных ijx из iL можно отнести: [( & ) ] [( & ) ]i j j i j ix x x x x x   . Поэтому элиминация ijx из ( ,..., )i i jx x не приведет к тому, что будет иметь место соотношение: 1 1[ ( ,..., )] [ [ ( ,..., )] / ( )]i i in i i in ijx x x x x     . При использовании элиминации переменной для конъюнкции, при использовании преобразований (&)PR из  с расширением  , не приведет к противоречивости в  . Рассмотрим правила вывода, которые приводят к расширению iL переменными ijx . Эти правила представляют собой конъюнктивные и дизъюнктвные расширения и в рамках  их можно определить в виде ( & ) ( & & )i j i j kx x x x x и, соответственно, правило для ( )PR  запишется в виде ( ) ( )i j i j kx x x x x    . Если расширение kx введено в iL и не входит ни в один i  , то kx является свободной переменной в iW и расширение { , }  не является противоречивым. Пусть ij ix W  вводится с помощью ( )PR  и имеет ограничение в одном из предикатов i  . Тогда, дизъюнктивное прсоединение ijx к iL на основе ( )PR  при условии, что в  содержится предикат (..., ,...)i ijx  не приведет к противоречию, поскольку элемент ij il L , который содержит ( )ik ijx x не изменит значения iL в случаях [( 1) ( 0)]ij ijx x    в силу классической интерпретации " " и того факта, что расширение i iL L осуществляется по средством локального присоединения ijx . Это означет, что имеет место ( )[ ] (..., ( ),...]i i ik ijPR L L x x   . Если осуществляется конъюнкивное расширение (&)[ ]ijPR x , то в  существует (..., ,...)i ijx  . По построению, все i  имеют интерпретацию в iW . Следовательно, такое расширение не приведет к противоречию. 1. Gajek L., Kaluszka M. Wnioskowanie statystyczne. Modele i metode. Warszawa, WNT 2000. 2. Sedgewick R. Algorithms. Addison Wesley, Reading, MA., 1988. 3. Stanley K.O., Miikkulainen R. Continual Coevolution though Comple ification. In Proceedings 2002 Genetic and Evolutionary Computationgs Conference, Morgan Kaufman, San Francisco, CA . 4. Клини С. Математическая логика. М.: Мир, 1973. 5. Шенфилд Дж. Математическая логика, М.: Мир, 1986.

Схожі ресурси