
книги из ГПНТБ / Садовников, В. И. Потоки информации в системах управления
.pdf2. Отсюда для любых двух компонент Xi и Xj выв да, если / > I, то количество значений признака у Xj
меньше, чем у хи или количество значений признака у
Xj |
меньше, чем у х г, |
а значит, |
Xj не совпадает с Хі, |
т. |
е. вывод непротиворечив. |
|
|
|
Следовательно, с |
помощью |
правил (1.4.1) — (1-4.4) |
можно получить вывод СК.
Рассмотрим возможность получения вывода СК с по мощью правила преобразования (1.4.5). Известно, что
в списке {р} прямого словаря тезауруса ОИЯ (§ 1-4, п.«е») записаны отношения между характеристиками исходных объектов. Для каждой характеристики (не ис ходной) тезауруса можно построить дерево вывода этой характеристики, которому могут соответствовать не сколько деревьев вывода структурных компонент, содер
жащих данное р.
Пусть, например, для характеристики 010 в тезаурусе
записано отношение 010 = |
013 + 014, |
для характеристики |
014 — отношение 014 = 046 |
+ const, а |
характеристики 013 |
и 046 являются исходными (const также считается ис ходной). Выводом характеристики 010 является дерево, изображенное на рис. 1-12. Этому дереву могут соответ ствовать, например, деревья вывода структурных компонен, показанные на рис. 1-13.
Таким образом, если вывод некоторой характеристи ки не содержит противоречивых характеристик (харак теристик, соответствующих противоречивым компонен там), то все СК, содержащие эту характеристику, могут иметь вывод, т. е. вывод любой СК с помощью правила преобразования (1.4.5) существует только в том случае, если имеет вывод характеристика, входящая в состав данной компоненты. Это условие учитывается при по строении тезауруса ОИЯ (§ 1-4, п.«е»),
Т'аким образом, с помощью правил преобразования (1.4.1) —(1.4.5) для некоторой СК потока информации можно получить одну или несколько формул, функцио нально-эквивалентных существующей формуле, что по зволяет получить несколько выводов этой компоненты, а в конечном итоге — построить несколько функциональ но-эквивалентных схем потока информации.
Рассмотрим теперь алгоритм получения функциональ но-эквивалентных формул в массиве структурных ком-
107
010
Рис. 1-13.
х, |
= |
0 1 0 , |
2 2 2 , |
2 0 6 , |
201 |
X , = |
0 1 3 , |
2 2 2 , |
2 0 6 , |
201 |
|
Я = |
0 1 4 , |
2 2 2 , |
2 0 6 , |
201 |
|
Я |
= |
0 4 6 , |
2 2 2 , |
2 0 6 , |
201 |
Я |
= |
010, |
2 2 2 , |
2 0 6 |
|
Я |
= |
0 1 3 , |
2 2 2 , |
206 |
|
Я = 0 1 4 , |
2 2 2 , |
2 0 6 |
Я = 0 4 6 , |
2 2 2 , |
2 0 6 |
Xя = c o n s t
понент, характеризующих исследуемый объект управле ния.
Пусть задан массив X попарно-различных СК хі (і = = 1, 2, .. ., т), в котором для каждой компоненты запи сана принятая в существующей системе формула или компонента отмечена, как исходная, индексом «исх.».
Имеется тезаурус ОИЯ Т (§ 1-4, п.«е»), который со держит три списка:
1)список {р} характеристик;
2)список {г,} временных признаков;
3) список {г„, |
zn} прочих признаков. |
В каждом списке будем рассматривать два подспи ска:
1)подсписок {(pm} кодов элементов списка;
2)подсписок {фщ} отношений между элементами списка, где m — элементы соответствующего списка.
Список {гі} не содержит подсписка {фт }, а отношения между элементами списка определяются взаимным рас-
108
положением этих элементов (см. ниже). Кроме того, известны правила преобразования структурных компо нент (1.4.1) — (1.4.5).
Каждому правилу соответствует определенный эле
мент в подсписке {фт } тезауруса Т |
(§ 1-4, пп.«д», «е»). |
|||
Правилу (1.4.1) |
(&=1) соответствует индекс «исх.» |
|||
в подсписке {фт }- |
Э т о |
означает, |
что для СК, содержащей |
|
характеристику, |
отмеченную |
в |
тезаурусе индексом |
«исх.», эквивалентная формула может быть получена только с помощью правила (1.4.1). Кроме того, с по мощью правила (1.4.1) может быть получена эквивалент ная формула для компоненты, содержащей характери стику, которой в {-фт} соответствует одно из отношений,
допускающее применение правил (1.4.2) — (1.4.5) |
(см. |
ниже). |
отме |
Для компоненты, содержащей характеристику, |
ченную в {фт} индексом «—», эквивалентная формула не может быть получена с помощью правила (1.4.1), но мо жет быть получена с помощью другого правила, о чем свидетельствует совместная запись соответствующего от ношения и индекса «—».
Правилу (1.4.2) (k = 2) в подписке |
{фт } |
соответству |
ет элемент, выражающий отношение |
типа |
| гц | . |
В данном случае исключением является то, что в спис
ке {5,} нет подсписка {фт }, а отношения между времен ными признаками определяются их взаимным расположе
нием (§ 1-4, п. «е»). При этом запись z*t-, — | 2г-, |
означает, что значению признака 2*гі соответствует груп
па значений признака z*-,, который записан в соседней
нижней строке списка |
{г,}. |
Каждому из правил |
(1.4.3) — (1.4.5) (k = 3, 4, 5) впод- |
списке {фт} соответствуют записи, выражающие отноше ния следующего типа (§ 1-4, п. «д»):'
правило (1.4.3) |Т*г- = £ £(Гг- (9гі);
правило (1.4.4) р*г= Ер,- (гг;і = z^);
правило (1.4.5) р3 = р^р,,.
Задача состоит в том, чтобы с помощью k правил (k= \, 2, ..., 5) для каждой компоненты массива X най-
109
ти формулы, функционально-эквивалентные принятым
в существующей системе/ Алгоритм получения функционально-эквивалентных
формул включает в себя три этапа:
1. Производится обращение к тезаурусу Т, которое при k = \, 3, 4, 5 состоит в следующем:
выделяется характеристика і-й СК; в подсписке {ср^} производится поиск выделенной ха
рактеристики; в подсписке {ф™} производится поиск отношения, со
ответствующего найденной характеристике; производится сравнение найденного отношения с от
ношением, допускающим применение k-ro правила.
При k = 2 обращение к тезаурусу состоит в следую щем:
выделяется признак z*j-, в і-й СК;
в списке {г,} производится поиск выделенного приз нака 2*г,;
в списке {$,} производится поиск признака 2г-,.
Кроме описанных элементарных действий, выполняе мых в процессе поиска эквивалентной формулы с по мощью правила (1.4.2), производятся следующие дейст вия:
выделяется признак г*ц (/ = 2, 3, ..., ііі) в і-й СК;
вподсписке {ср™} производится поиск выделенного признака 2%-;
вподсписке {фт } производится поиск отношения, со ответствующего найденному признаку;
производится сравнение найденного отношения с от ношением, допускающим применение 2-го правила.
Рассмотренные совокупности элементарных действий имеют только один вход и только один выход, связны, линейны и потому’могут быть выбраны в качестве эле ментарных операторов [Л. 35].
Обозначения рассмотренных совокупностей, соответ ствующих каждому правилу, приведены в табл. 1-33.
2. Производится обращение к массиву X структурных компонент, которое включает в себя поиск очередной компоненты, удовлетворяющей требованиям, приведен ным в табл. 1-34. При к = 2, кроме поиска СК, осущест
вляется запоминание кодов признаков 'гц (7=1, 2, . . .,«*_) ПО
|
|
|
|
|
|
|
Т а блица 1-33 |
|
|
|
|
Подсписок, |
Подсписок, в |
|
Обозначение сово |
|
|
|
Список, в котором |
котором осуще |
Запись в {Фт } отношения, |
||
Правило |
Элемент, |
выделяемый |
в котором |
||||
осуществляется поиск |
осуществляется |
ствляется поиск |
допускающего применение |
купности элемен |
|||
6 (* = 1 , |
в і-й компоненте |
выделенного элемента |
отношения, со |
тарных действий |
|||
2.......5) |
(1=1, |
2, ....от) |
и соответствующего |
аоиск выде |
ответствующе |
fc-ro правила |
при обращении |
ему отношения |
ленного эле |
го выделен |
к тезаурусу Г |
||||
|
|
|
|
мента |
ному элементу |
|
|
(1 .4 .1)
Я
(1 .4 .2)
|
"z*ti (/=2 ,3,...,«t) |
(1 .4 .3) |
Р \ |
(1 .4 .4); |
P*t |
(1 .4 .5) |
? * . |
|
{Р}
{Я}
{Я> ---.Я.}
{ ? }
{ р }
{ р }
{¥ш}
Ы
{?от}
{?от}
{?от}
{?от}
{ Ф о т }
{ Ф о т }
{Фот}
{ |
Ф |
о |
т } |
{ |
Ф |
о |
т } |
|
ИСХ. |
|
Р*< = |
SEu-i (Я*) |
|
P*t = |
(Я* =z f / ) |
|
Pi = Pi^Pi |
|
|
|
<— *•1Я і 1 |
|
|
)(/=!) |
|
Z*tj <------►1 |
1 |
|
(/= |
2, 3 .........nt) |
|
P*t = |
S E p t ( z t j ) |
|
P% = яр, (Яі = |
zfy) |
|
Pi = PitfUi |
|
А
аГ
А]
А)
А]
Т а б л и ц а 1 -34
|
Поиск в массиве Л’ |
очередных компонент, содержащих |
Обозначе |
|
ние сово |
||
* |
|
|
купности |
|
|
элементар |
|
§(м‘ |
|
|
ных дейст |
характеристику |
признаки |
вий при |
|
S - |
обращении |
||
а и |
|
|
к массиву |
е й |
|
|
X |
(1.4.1) совпадающую с характеристикой
Р-і компоненты x t
(1.4.2) совпадающую с характеристикой
Рч компоненты x t
совпадающие с признаками
компоненты х*; набор дру гих признаков
признак |
набор |
других |
признаков, |
совпадающий |
|
с набором признаков ком |
||
поненты x t |
(без |
учета |
SNi) |
|
|
п]
B f
(1.4.3)
(1.4.4)
признак 2j3-; набор других признаков, совпадающий с набором признаков ком
поненты Xj
признак |
набор других |
признаков, |
совпадающий |
с нобором признаков ком поненты x t
Bf
Bf
(1.4.5) |
|
набор признаков, совпадаю- |
B f ' |
|
|
Р-! И р-2 |
щий с набором |
признаков |
|
|
|
компоненты х* |
|
|
* Оператор Bf, |
кроме поиска очередной компоненты, |
осуществляет запоминание |
||
кодов признаков г ^ |
(/=1, 2...... |
tr) и найденных компонент. |
|
|
** Оператор Вf |
осуществляет |
поиск компоненты, содержащей jjTJ, и |
вслед за |
этим—компоненты, содержащей
112
и компонент, найденных при поиске с помощью правила
(1.4.2).
Совокупности элементарных действий, выполняемых в процессе поиска СК с помощью каждого из правил (1.4.1) —(1.4.5) имеют только один вход и только один выход, связны, линейны и потому могут быть выбраны в качестве элементарных операторов.
Обозначения совокупностей элементарных действий, соответствующих каждому правилу, даны в табл. 1-34.
3.Найденные в массиве X структурные компоненты
вкаждом рассматриваемом случае являются входами
і-й СК и участвуют в записи эквивалентной формулы для этой компоненты. Запись формулы производится в соответствии с правилами, приведенными в § 1-4, п. «ж». Функционально-эквивалентные формулы отделяются друг от друга запятой. После записи эквивалентной фор мулы производится сравнение этой формулы с сущест вующей формулой. В случае их совпадения эквивалент
ная формула заключается в скобки и отмечается знаком
«*».
Формулы со знаком «*» выполняют контрольные функции. Описанная совокупность элементарных дейст вий для k-то правила обозначается через Chi. После применения всех пяти правил ко всем т компонентам массива X работа алгоритма прекращается.
При составлении логической схемы алгоритма* будем
считать Л*, А2*, В*, С* элементарными операторами, уча
ствующими в процессе получения функционально-эквива лентных формул.
Кроме того, введем следующие операторы: |
|
|
||||
Ds — оператор, |
увеличивающий |
значение переменной |
||||
s на 1; |
|
|
присваивающий |
переменной |
s |
значе |
Ds — оператор, |
||||||
ние 1 (s : =1). |
|
|
|
|
||
Введем следующие логические условия: |
|
|
||||
1, |
если в тезаурусе Т найдено отношение, |
допу |
||||
|
скающее применение k-vo |
правила. (6 = |
1, 2, 3, |
|||
|
4, |
5); |
|
|
|
|
О, |
в противном случае. |
|
|
|
* Описание логической схемы дано в соответствии с [Л. 40].
8—193 |
113 |
1, если! ß тезаурусе T найдено отношение, допускающее применение 2-го правила;
О, в противном случае.
1, если в массиве X найдена компонента, удовлетворяющая требованиям k-ro пра вила (k = 1, 3, 4, 5);
О, в противном случае.
Гі = [1, если і > m ;
[ О , если і < , т .
гІ --
fl, если У> /г*-;
[О, еСЛИ ] < П і .
1, если ß > 5 ;
Гк = О, если &<5.
|1, если k = 2;
\0, если k^=2.
1, если в процессе поиска компоненты с по мощью правила (2) запомнен хотя бы один
признак Zij и хотя бы одна компонента;
.0, в противном случае.
со — означает тождественно ложное логическое усло вие; после этого условия дальнейший порядок работы всегда определяется стрелкой, так как © = 0.
В этих обозначениях логическая схема алгоритма получения функционально-эквивалентных формул имеет следующий вид:
Каждый цикл работы алгоритма представляет собой проверку возможности записи и запись формул для каж дой из т компонент массива с помощью одного из пра вил (1.4.1) — (1.4.5).
В результате работы алгоритма можно получить одну или несколько функционально-эквивалентных формул и,
114
как следствие, один или несколько непротиворечивых выводов для каждой СК, так как:
1) алгоритм просматривает каждую компоненту за
данного массива |
и применяет к ней последовательно |
|
каждое из правил |
„(1.4.1) — (1.4.5); |
' |
2) относительно применяемых в алгоритме правил |
||
(1.4.1) —(1.4.4) доказано (теорема |
1-1), что компонен |
ты, выводимые с помощью этих правил, непротиворечи вы компонентам, участвующим в их выводе;
3) тезаурус ОИЯ построен так, что для каждой ха
рактеристики рі СК Хі записано соответствующее отно шение или эта характеристика отмечена как исходная, а вывод любой характеристики не содержит противоре чивых характеристик, т. е. компоненты, выводимые с по мощью правила (1.4.5), непротиворечивы компонентам, участвующим в их выводе;
4) для |
каждой компоненты потока записана форму |
|
ла вычисления |
ее значений, принятая в существущей |
|
системе, |
или |
эта компонента отмечена как ис |
ходная. |
|
|
Рассмотрим пример получения функционально-экви валентных формул для вычисления значений СКПусть массив СК, для каждой из которых записана принятая в существующей системе формула вычисления ее значе ний, задан в виде табл. 1-35.
При записи формул использованы фрагмент тезауру са ОИЯ (§ 1-4, п. «е») и формализованный язык для записи формул (§ 1-4, п. «ж»),
В соответствии с рассмотренным алгоритмом ко всем компонентам массива последовательно применялись пра вила (1.4.1) —(1.4.5); в результате:
1) с помощью правила (1.4.1) записана формула
04217 = 204213; |
|
данном случае |
не |
2) правила (1.4.2) — (1.4.4) в |
|||
позволили записать |
ни одной |
эквивалентной |
фор |
мулы; |
|
|
|
3) с помощью правила (1.4.5) записаны формулы |
|||
14015=13757—13770 |
и 13770 = 04217X13761; |
|
4) выполнен контроль правильности записи сущест вующих формул для вычисления значений девяти струк
турных компонент (13234, 13241, 04213, |
14015, 13766, |
13770, 13757, 14013, 10667, 10721). |
|
В этом примере СК 14015 имеет выводы, изображен |
|
ные на рис. 1-14. |
115 |
8* |
Номера |
Наименования компонент в кодах |
||
компо- |
|
|
ои я |
нент |
|
|
|
1 |
|
|
2 |
04213 |
021, |
222, |
201 |
04217 |
021, |
222 |
|
10334 047, 222, 201, 207, 210, 211, 214, 216, 220
10667 015, 222, 201, 203, 207, 210, 211, 214, 216
10717 050, 222, 201, 205, 207, 210, 211, 212, 214, 216, 220
10721 016, 222, 201, 203, 205, 207, 210, 211, 212, 214, 216
13212 200, 000, 214
13234 015, 222, 201
13241 016, 222, 201
13755 141, 222, 201
13757 141, 222
13761 136
13766 142, 222, 201
13770 142, 222
14013 173, 222, 201
14015 173, 222
Формулы, принятые в существующей системе
3
13234+13241
213234+213241
исх.
El0334 (Т220Т <— >203)Х13212
исх.
210717 (Т220І <— >203)Х13212
------
И С Х .
210667
210721
И С Х .
213755
И С Х .
04213X13761
213766 13755—13766 214013
Т а б л и ц а 1-35
Эквивалентные формулы
4
(13234+13241)*
204213
(210334 (Т2207 <— *-203)X 13212) ;
(210717 (Т2207 <— ►203)Х13212*
(210667)*
(210721)*
(213755)*
(04213X13761)* 04217X13761, (213766)* (13755—13766)* 13757—13770, (214013)*