6.8. Альтернативные графы
Любую морфологическую таблицу можно представить в виде дерева (рис. 1). На рисунке функции представлены вершинами И (темные кружки), значения функций — вершинами ИЛИ (светлые кружки). Очевидно, что таблица представляет множество однотипных объектов, поскольку все они характеризуются одним и тем же множеством функций.
|
Рис. 1. Дерево, соответствующее морфологической таблтце
Деревья с вершинами И и ИЛИ называют И-ИЛИ-деревьями. В общем случае разные функции могут быть реализованы одними и теми же способами, тогда вместо дерева имеем граф, называемый И-ИЛИ-графом (или альтернативным графом).
Для разнотипных объектов применяют многоярусные альтернативные графы. Например, на рис. 2 показан двухярусный граф, в котором для разных типов объектов предусмотрены разные подмножества функций.
|
Рис. 2. И-ИЛИ-граф
Если допустить некоторую избыточность при изображении И-ИЛИ-графа, то его можно превратить в И-ИЛИ-дерево, что ведет к определенным удобствам.
Очевидно, что И-ИЛИ-дерево можно представить как совокупность морфологических таблиц. Каждая И вершина дерева соответствует частной морфологической таблице, т.е. множеству функций так, что -я выходящая ветвь отображает -ю функцию. Каждая ИЛИ вершина, инцидентная -й ветви, соответствует множеству вариантов реализации -й функции, при этом -я исходящая из ИЛИ вершины ветвь отображает -й вариант реализации.
Алгоритмизация структурного синтеза на базе И-ИЛИ-деревьев требует введения правил выбора альтернатив в каждой вершине ИЛИ. Эти правила чаще всего имеют эвристический характер, связаны с требованиями ТЗ, могут отражать запреты на сочетания определенных компонентов структур.
Трудности эффективного решения задачи существенно возрастают при наличии ограничений, типичными среди которых являются ограничения на совместимость способов реализации разных функций, т.е. ограничения вида
(1)
где
,
если в оцениваемый вариант вошел элемент
,
иначе
.
Условие (1) означает, что в допустимую
структуру не могут входить одновременно
элементы
и
.
Совокупность ограничений типа (1) можно
представить как систему логических
уравнений с неизвестными
.
Тогда задачу синтеза можно решать
эволюционными методами, если предварительно
или одновременно с ней решать систему
логических уравнений (задачу о
выполнимости).
Лекция 7.
7.1. Интеллектуальные системы
Под интеллектуальной системой (ИС) понимают систему, при функционировании которой проявляются черты искусственного интеллекта.
Существуют два подхода к построению интеллектуальных систем:
Интеллектуальная система должна имитировать решение задач человеком. Например, в бионике изучаются явления живой природы и воспроизводятся в технических системах.
Интеллектуальная система должна решать сложные задачи, при этом аналогия с решением этих задач человеком относится только к результатам решения, но не к процедурам решения.
Примерами интеллектуальных систем могут служить
интеллектуальные информационные системы, в частности, интеллектуальные поисковые системы;
экспертные системы;
СППР;
системы оперативной аналитической обработки данных OLAP (On-Line Analitical Processing), использующие хранилища данных и витрины данных;
транзакционные системы (OLTP);
и др.
Основное назначение интеллектуальных информационных систем — поддержка деятельности человека и поиск информации в режиме диалога на языке, близком к естественному.
Экспертные системы предназначены для выполнения полезных действий на основе знаний, полученных от людей (экспертов, специалистов).
Системы поддержки принятия решений решают задачи обработки и представления человеку или варианта (вариантов) решений, или информации, помогающей принятию решений человеком в его деятельности.
С помощью систем OLAP выполняют многомерный анализ данных, имеющихся в базах данных, что способствует также обоснованному принятию управленческих решений.
Транзакционные системы успешно справляются с оперативной обратоткой большого числа совмещенных во времени запросов.
Как и большинство других автоматизированных систем, ИС включает математическое, лингвистическое, программное, техническое виды обеспечения.