3.1.2. Системы с адаптацией
На рис.11в показана структурная схема системы проектирования с блоком адаптации. Основным назначением блока А, который называется адаптером, является выбор определенной совокупности процедур, реализуемых в F из множества потенциально допустимых процедур на основании анализа развития процесса проектирования.
Целесообразность выделения блока А в отдельный блок, а не включение его в блок F, диктуется двумя соображениями:
во-первых, интенсивность работы адаптера существенно меньше интенсивности работы других блоков системы проектирования.
во-вторых, построить сложную систему проектирования в виде композиции значительно более простых систем и переключателя, с помощью которого можно на каждом шаге работы выбирать ту или иную подсистему, значительно проще, чем построить единую систему.
Также следует отметить, что если включить А в F, то адаптер А будет работать по жесткому закону, а цели адаптации будут зафиксированы. Если адаптер имеет нежесткие законы работы, то можно в адаптер ввести человека, у которого могут быть не зафиксированы цели адаптации и способы воздействия на блок F.
Такие системы часто называют системами F-A или A-F - системами.
Пример построения системы с адаптацией показана на рис.15 УП "Математическое обеспечение АСТПП".
3.1.3. Модельные системы проектирования
На рис.11г показана система проектирования с блоком М, называемый моделью. Модель содержит совокупность знаний об объекте, среде и правилах принятия решений. Преимущество состоит в следующем.
Во-первых, в ряде случаев представление знаний в модели оказывается более компактным, чем их отражение в алгоритме, следствием чего является существенное упрощение описания системы проектирования и ее функционирования. Это положение носит довольно общий характер, что нашло отражение в появлении специальных названий для этих двух способов хранения знаний:
хранение знаний в моделях называют декларативным представлением знаний;
хранение знаний в описании алгоритмов - процедурным представлением знаний.
Во-вторых, появление модели М в структуре системы проектирования приводит к необходимости организовать поиск в модели М и реализацию в блоке F знаний. Поиск и реализацию можно выполнять инвариантными процедурами, которые являются составной частью блока F.
В-третьих, сменить информацию в блоке М гораздо легче, чем написать новые процедуры для блока F. Если набор процедур блока F достаточно богат, то можно ожидать, что такая модель проектирования за счет лишь небольших усилий, связанных с введением новой информации в М, может адаптироваться к новому объекту и среде проектирования.
Системы управления такого типа называются F-М - системами.
3.1.4. Семиотические системы
На рис.11д,е показаны семиотические системы. Их отличие от F-М - систем заключается в том, что содержимое блока М в последней остается неизменным. Другими словами, предполагается, что априорная система знаний об объекте и среде и протекающих в них процессах обладает исчерпывающей полнотой и достоверностью. Для сложных объектов и сред, эволюционирующих во времени, а также в тех случаях когда критерии их проектирования и функционирования четко не сформулированы, это предположение неразумно. Содержимое блока М меняется, обновляется и уточняется в процессе работы.
Перестройка модели происходит с помощью специального блока I, называемого интерпретатором. Основная его задача - это интерпретация наблюдаемых ответных реакций среды и объекта проектирования на воздействия системы и процессов в терминах блока М.
Это осуществляется с помощью специальных процедур, реализуемых в интерпретаторе, таких как:
выделение причинно-следственных цепочек;
D
F
F
R
R
W
W
а ) простая разомкнутая система
б) простая система с обратной связью
D
D
F
F
M
R
A
R
W
W
в) система с адаптацией г) модельная система управления
D
D
F
M
F
M
R
I
R
I
W
W
A
д) семиотическая модель е) семиотическая модель
без адаптера с адаптером
Рис. 11. Структуры систем проектирования:
F - механизм порождения решений;
R - выходной преобразователь решений;
W - объект управления;
D - входной преобразователь;
A - адаптер;
M - модель;
I - интерпретатор.
обнаружение закономерностей;
фиксация фактов заданного типа и т.д.
В отличие от предшествующих систем проектирования, в которых основным компонентом являлся блок F, в системе рассматриваемого типа центральную роль начинает играть совокупность блоков М и I. Именно они определяют качество функционирования системы проектирования.
Подобно адаптеру, меняющему структуру блока F, интерпретатор меняет структуру блока М. Но его действия значительно богаче. Интерпретатор, в отличие от адаптера, работает вообще без заранее заданного плана, так как заложенные в него процедуры носят универсальный характер. Под I и М может пониматься целая иерархическая система интерпретаторов и моделей, каждая из которых работает со своей группой процедур из F.
Семиотические системы могут быть усложнены путем внесения в их структуру адаптера. Такие системы проектирования обладают весьма гибкими возможностями и могут использоваться при проектировании, когда закономерности проектирования и функционирования объектов и среды не могут быть априорно описаны с необходимой степенью подробности.