Архив WinRAR_1 / trahtengerts5

Глава 6. … алгоритмическое обеспечение генерации вариантов …201

столбце tx табл. 6.2 указаны времена автономного выполнения операций, когда выполнение этой операции не совмещается с другой дополняющей ее. Например, распыление химических веществ не дополняется использованием биологических веществ.

Дробь в клетке табл. 6.2 показывает, как сокращается время выполнения операции xi, указанной в строке, если она выполняется совместно с операцией xj, указанной в столбце. Черта в таблице показывает, что время выполнения операции xi не зависит от выполнения операции xj. Наконец, времена выполнения операции, зависящие от объема работ, например, распыление химических веществ, использование биологических и горючих веществ и т.п. указаны для единицы объема работы: 1 км2 загрязненной территории, 1 тонны пролитого вещества и т.д. на единицу оборудования. Такие характеристики как время активизации командного пункта, сбор и приведение в готовность оборудования и т.п. указаны в абсолютных цифрах. В табл. 6.2 это строки А-D. Возможно введение и других условий.

Алгоритм автоматического порождения системой последовательности строк (т.е. порождения сценариев) уже был рассмотрен выше. Однако в данном случае надо отметить четыре особенности, обычно не рассматриваемые в традиционных порождающих грамматиках:

1. Необходимо породить все правильные строки языка, описываемые грамматикой, т.е. все возможные сценарии.

202Часть 2. Математическое и алгоритмическое обеспечение …

2.Необходимо показать параллельно выполняемые операции, т.е. генерировать «параллельные строки».

3.Необходимо показать операции, выполняемые циклически.

4.Необходимо указывать время выполнения сценария, т.е. у строки появляется еще один параметр – время.

Для выполнения первых двух особенностей можно модифицировать известный алгоритм backtracking [6.13].

Идея алгоритма проста: если можно, то идем вперед, порождая цепочки символов, если цепочка порождена - возвращаемся назад до полного перебора всех грамматических правил.

1.i=1.

2.Если i-м элементом является символ А и существует правило

А В(tB), где ВVN, правило помечается и производится конкатенация символа В с порождаемой цепочкой. Символ В становится i+1 символом. За ним в круглых скобках указывается время выполнения обозначаемой им операции.

Пункт 2 повторяется до выполнения условия ВVT. Если ВVT , то переход к пункту 3.

3.Если i-м элементом является символ А и существует правило

А В(tB), где ВVT, то правило помечается и производится конкатенация символа В с порожденной цепочкой. За ним в круглых скобках указывается время выполнения обозначаемой им операции. Порождение последовательной цепочки заканчивается.

Переход к пункту 4.

4.Если в точке А есть еще не помеченные правила, то переход к пункту 2.

Если нет, то производится проверка порождены ли символом А строки, которые должны быть объединены в параллельную строку. Если да - производится их объединение. Если нет - переход к пункту

5.

5.Производится проверка условия А=S. Если АS, переход в точке i-1 к пункту 4. Если A=S - конец алгоритма.

Временные характеристики берутся из табл. 6.2 в базе данных, сформированной путем диалога с руководителем. Параллельные строки, порожденные параллельно-временными грамматиками по рассмотренному алгоритму берутся в квадратные скобки и соединяются стрелками, строка внутри скобки - последовательная, в круглых

Глава 6. … алгоритмическое обеспечение генерации вариантов …203

скобках после каждого символа указано время выполнения операции, обозначенной символом. Порождение строки записывается следующим образом:

. A’(tA) . A’(tA)B(tB) . A’(tA)B(tB)C(tC)F(tF) .. A’(tA)B(tB)C(tC)F(tF)J(tJ)

. A’(tA)D(tD)F(tF) A’(tA)D(tD)E(tE) . A’(tA)D(tD)E(tE)F(tF). A’(tA)D(tD)E(tE) F(tF)H(tH) . A’(tA)D(tD)E(tE)F(tF)H(tH)J(tJ)

Параллельные строки могут сливаться в одну строку. В этом случае символ, соответствующий точке слияния, входит в обе строки, при этом временные характеристики точки слияния учитываются один раз. В рамках решаемой задачи модулем предварительного выбора сгенерированы две “параллельные” строки:

A’(tA)B(tB)C(tC)F(tF)J(tJ)

и

A’(tA)D(tD)E(tE)F(tF)H(tH)J(tJ).

Напомним, что левая строка обозначает следующую последовательность действий:

А. Активизация командного центра.

В. Сбор и приведение в готовность местного оборудования. С. Закрытие гавани.

F. Распыление химических веществ. J. Очистка побережья.

Правая строка формирует другую последовательность. А. Активизация командного центра.

D.Доставка дополнительного оборудования по воздуху.

E.Создание механических заграждений.

F.Распыление химических веществ.

H. Использование биологических веществ. J. Очистка побережья.

В скобках после каждого символа указано время выполнения операции, обозначенной символом.

Глава 6. … алгоритмическое обеспечение генерации вариантов …205

расчистке территории (на табл. 6.2 это не отражено), то время выполнения операции J должно быть соответственно сокращено.

На рис. 6.5-b показана параллельно-временная строка:

A’(2.) * [A(2.)C(8.)];[A’(2.)(B(5.)E(10.)G(6.)H(6.)J(30.)]

Здесь времена выполнения операций G и H влияют друг на друга. Для операции G взято 1/2 времени ее автономного выполнения, а для операции H - 3/4 (см. табл. 6.2). Таким образом, общее время выполнения в примерах рис. 6.5-а и 6.5-b оказалось одинаковым, но один из вариантов может оказаться более дешевым и/или безопасным.

Реализацию третьей особенности легко осуществить развитием только что рассмотренного алгоритма.

Пункт 2 алгоритма расширяется правилом:

Если i-м элементом является грамматическое правило типа A(tA) B(tB) то после символа A(tA) ставится закрывающая фигурная скобка и за ней в круглой скобке ставится значение tA, а перед символом В в порождаемой строке ставится открывающая фигурная скобка.

Таким образом, строки, выполняемые циклически, будем брать в фигурные скобки, указывая за закрывающей скобкой в круглых скобках число циклов (целое число) или время реализации циклических операций (действительное число), например,

A’(tA) * [A’(tA)B(tB){I(tI)G(tG)}(tN)J(tJ)];[A’(tA)C(tC)]

Графически циклические строки могут быть показаны так, как это сделано на рис. 6.5-c. На рис. 6.5-с показана параллельная строка

A’(2.) * [A’(2.)B(5.){I(5.)G(12.)}(4)J(30.)];[A’(2.)C(8.)]

Наконец, реализацию четвертой особенности легко осуществить, подсчитав суммарное время выполнения операций, записанных в каждой последовательной строке с учетом циклов. Для дерева, состоящего из нескольких последовательных строк, т.е. для параллельной

Глава 6. … алгоритмическое обеспечение генерации вариантов …209

образом в соответствии со своими частными выбранными критериями. В таком случае одной из проблем, по которой эксперт должен с помощью СППР генерировать сценарии (различные последовательности) выполнения операций А - К состоит в том, чтобы выполнить весь этот комплекс работ, то есть организовать производство ГИС, некоторым наилучшим образом.

Для построения грамматических правил, определяющих возможные варианты решений - последовательности выполнения работ А-К в различных допустимых сочетаниях их следования, будем использовать таблицу сочетаний работ (табл. 6.3).

Для построения таблицы 6.3 используются те же правила, что и для построения табл. 6.1. Повторим их.

На пересечении строк X и столбцов Y этой таблицы указываются характеристики работы Y, выполняемой за работой X.

Таблица 6.3

Символ * показывает параллельность выполнения работы Y с какими-либо другими тоже отмеченными * в этой строке, но в других столбцах работами. Например, в строке А – это работы Г, Д, Е. Заметим, что параллелизм выполнения работ вовсе не означает его обязательность, операции отмеченные * могут быть выполнены и последовательно друг за другом.

Символ / означает, что после операции, указанной в строке матрицы, выполняется операция, указанная в столбце (или столбцах). При этом если после некоторой операции могут выполняться сразу несколько других операций, это означает, что существует альтернатива выполнения одной из них.