7.1. Виды представления времени в модели

При разработке имитационной модели и планировании проведения модельных экспериментов необходимо соотносить между собой 3 представления времени:

- реальное время, в котором происходит функционирова-ние имитируемой системы,

- модельное (системное) время, в масштабе которого орга-низуется работа модели,

- машинное время, отражающее затраты времени ЭВМ на проведение имитации.

С помощью механизма модельного времени решаются следующие задачи:

- отображается переход моделируемой системы из одного состояния в другое,

- производится синхронизация работы компонент модели,

- изменяется масштаб времени функционирования иссле-дуемой системы,

- производится управление ходом модельного экспери-мента,

- моделируется квазипараллельная реализация событий в модели.

Приставка “квази” отражает последовательный характер обработки событий имитационной модели, которые в реальной системе возникают (протекают) одновременно.

Необходимость решения последней задачи связана с тем, что в распоряжении исследователя находится, как правило, однопроцессорная вычислительная система, а модель может содержать значительно большее число одновременно работаю-щих подсистем. Поэтому действительно параллельная реали-зация всех компонент модели невозможна. Даже если исполь-зуется так называемая распределенная модель, реализуемая на нескольких узлах вычислительной сети, совсем не обязательно, что число узлов будет совпадать с числом одновременно рабо-тающих компонент модели.

8. Модели представления знаний

Знания – закономерности предметной области (принципы, связи, законы), полученные в результате практической деятель-ности и профессионального опыта, позволяющие специалистам ставить и решать задачи в этой области.

Существуют десятки моделей представления знаний для различных предметных областей. Большинство из них может быть сведено к следующим классам:

- продукционные модели,

- семантические сети,

- фреймы,

- формальные логические модели.

Продукционная модель или модель, основанная на прави-лах, позволяет представить знания в виде предложений типа “Если (условие), то действие”.

Условие – предложение-образец, по которому осуществля-ется поиск в базе знаний.

Действие – действие, выполняемое при успешном исходе поиска.

Вывод на такой базе знаний бывает прямой (от данных к поиску цели) или обратный (от цели для ее подтверждения - к данным). Данные это исходные факты, хранящиеся в базе фак-тов, на основании которых запускается машина вывода или ин-терпретатор правил, перебирающий правила из продукционной базы знаний.

Семантическая сеть – это ориентированный граф, вер-шины которого – понятия, а дуги отношения между ними.

В качестве понятий обычно выступают абстрактные или конкретные объекты, а отношения – это связи типа: “это”, “имеет частью”, “принадлежит”, “любит”. Характерной особен-ностью семантических сетей является обязательное наличие трех типов отношений:

1. класс – элемент класса (цветок - роза),

2. свойство – значение (цвет - красный),

3. пример элемента класса (роза - чайная).

Семантические сети по количеству типов отношений де-лятся на однородные (с единственным типом отношений) и неоднородные (с различными типами отношений).

Наиболее часто в семантической сети используют следую-щие отношения:

- часть целое,

- функциональные связи (определяемые глаголами типа “производит”, “влияет”),

- количественные (больше, меньше),

- пространственные (далеко от, близко от, справа от),

- временные (раньше, позже),

- логические связи (И, ИЛИ, НЕ) и другие.

Фрейм – это абстрактный образ для представления некоего стереотипа восприятия.

Различают фреймы-образцы, или прототипы, хранящиеся в базе знаний, и фреймы-экземпляры, которые создаются для отображения реальных фактических ситуаций на основе посту-пающих данных. Модель фрейма достаточно универсальна, поскольку позволяет отобразить все многообразие знаний о мире через:

- фреймы-структуры, использующиеся для обозначения объектов и понятий,

- фреймы-роли (менеджер, кассир, клиент),

- фреймы-сценарии (банкротство, собрание акционеров),

- фреймы-ситуации (тревога, авария).

Структура фрейма может быть представлена как список свойств:

(ИМЯ ФРЕЙМА:

(Имя 1-го слота: значение 1-го слота),

(Имя 2-го слота: значение 2-го слота),

…

(Имя N-го слота: значение N-го слота))

В качестве значения слота может выступать имя другого фрейма, так образуются сети фреймов.

Существует несколько способов получения слотом значе-ний во фрейме экземпляре:

- по умолчанию от фрейма-образца,

- по формуле указанной в слоте,

- через присоединенную процедуру,

- из диалога с пользователем,

- из базы данных.

Важнейшим свойством фреймов является заимствование из теории семантических сетей – так называемое наследование свойств.

Формальная логическая модель – модель, основанная на классическом исчислении предикатов первого порядка, когда предметная область или задача описывается в виде набора аксиом.

Литература

1. Введение в математическое моделирование: Учебное пособие/ В.Н.Ашихмин и др. Под ред. П.В. Трусова. – М.: “Интермет Инжиниринг”, 2000. – 336с.

2. Гультяев А. Визуальное моделирование в среде MATLAB: учебный курс – СПб: Питер, 2000. – 432с.

3. Гаврилова Т.А., Хорошевский В.Ф. Базы знаний интеллектуальных систем – СПб: Питер, 2000. – 384с.

4. Гладкий В.С. Вероятностные вычислительные модели. Изд-во “Наука”, 1973. – 300с.

5. Максимей И.В. Имитационное моделирование на ЭВМ. – М.: Радио и связь, 1988. – 232 с.

42