В семи томах том Интеллектуальные системы (Системы решения проблем)




НазваниеВ семи томах том Интеллектуальные системы (Системы решения проблем)
страница3/28
Дата публикации21.07.2013
Размер4.22 Mb.
ТипДокументы
lit-yaz.ru > Информатика > Документы
1   2   3   4   5   6   7   8   9   ...   28

^ Проблема 1. Формализация в обработке информации. Еще ныне действующая технология решения задач предполагает наличие системного или разрабатывающего программиста между прямым пользователем и ВМ, который переводит его знания в программы. Перевод знаний предполагает потерю части знаний из-за сложности представления требования пользователя в традиционной алгоритмической форме. В таких случаях говорят о плохо формализуемых или не формализуемых знаниях, частью которых можно пренебречь без большой потери в точности решения задачи или можно учесть их при ручном контроле и редактировании результатов проектирования.
Кроме этого имеются задачи, которые решаются вручную без применения ВМ. Например, организационные структуры и структуры технологических процессов обычно создаются специалистами по проектированию или системными программистами с учетом возможностей представления знаний в алгоритмической форме. Здесь также возможна потеря части знаний самими специалистами в силу имеющихся при этом ограничений алгоритмического представления знаний. (Скорее надо говорить о сложности алгоритмического знания, чем об ограничениях.) Проблема формализации задач САПР содержится в необходимости обеспечения проектировщика средствами ввода его требований на проектирование в исходной форме без исключения «плохо формализуемых положений». Важно лишь при этом обеспечить автоматический контроль непротиворечивости и полноты исходных требований, что является важной проблемой САПР - установление корректности требований проектировщика.
Решение проблемы формализации рассмотрено (см. т.4 Введение) в форме шагового алгоритма. Без этой доступной любому пользователю процедуры не мыслится применение ИП, ПП не может ее учесть полностью.
^ Проблема 2. Использование различных видов знания. Уже упомянуто, что современные САПР используют в реализациях алгоритмическое знание (см. [Красилов90г] и том 1). Кроме этого вида знаний имеются лингвосемиатические знания (описательные, плохо формализуемые), семантические знания (или языковые, реализуемые через трансляторы или интерпретаторы ФЯ, они сложно формализуемы), концептуальные знания (понятийные, используемые в системах программирования «вручную»), фактографические знания (данные из базы, используемые через СУБД и по существу уже формализованных), теоретические знания (или логические, используемые также «вручную», они плохо формализуемы) и кибернетические знания (технологические, системные или конструкторские, которые также плохо формализуемы), которые учитываются (или не учитываются) во многих процессах организационного проектирования. Из перечисления видно, что многие виды знаний не используются автоматически в применениях ПП и чаще всего только косвенно учитываются при программировании.
Кроме этого надо заметить, что знания могут быть представлены не только символами, но и графически или предметно. Эти интересные области представления знаний еще предстоит исследовать, а также обеспечить их эффективный ввод в ВМ. Ограничиваемся только символьным (текстовым или табличным) представлением. Но при этом следует иметь в виду, что графические и предметные представления знаний сводимы к символьному (возможно или скорее всего с потерей части знания).
ИП базируется на семимерном разнообразии в представлении знаний. Эти представления должны быть весьма близкими к средствам представления знаний человеком любой специальности или специализации. Представления знаний не ограничены только процедурными формами, хотя и не исключают их как средства представления процедурного (алгоритмического) знания наравне с другими видами знаний. Например, трудно вообразить непроцедурное представление формулы для вычисления корня квадратного уравнения. Не должно быть преобладания одного вида представления знаний над другими видами для прямого пользователя, все виды знаний должны быть доступны в одинаковой мере и полностью выполнять свою роль. Следует иметь в виду, что готовые и отработанные программы САПР должны всесторонне использоваться при конструировании программ в Интеллсист и быть составной частью знаний. Использование алгоритмического знания обязательно, оно должно рассматриваться на равных с другими видами знаний и использоваться по возможности максимально. Использование программ актуально и повышает преемственность и эффективность процесса создания программ.
^ Проблема 3. Неопределенность знаний. В условиях отсутствия полноты знаний, что бывает на ранних стадиях проектирования, оно может происходить только с получением «приближенного» результата. Здесь главная проблема состоит в получении условий для проведения «точного» проектирования на последующих этапах. Это важный класс задач, так как вместе с приближенными результатами необходимо получать условия (или требования ВМ по уточнению знаний), при которых результат может уточняться. В отличие от рассуждений в размытой логике (где точный результат получается одновременно с вероятностью его достоверности) целесообразно использовать многозначные логики со словесной оценкой точности результата, с помощью которых приближенный результат выражается в исходных понятиях, имеющих сформулированную проектировщиком меру определенности или неопределенности. Современные САПР не решают задач подобного сорта, а практика проектирования выдвигает требования на их решения. Например, целесообразно выяснить условия, при которых возможна полная разводка проводников на плате (обычно закладываемая стратегия разводки является уникальной, присущей данной САПР электроники). Результат «разводка возможна, если увеличить плату или уменьшить число микросхем» может оказаться удовлетворительным по сравнению с категорическим отказом от автоматической разводки.
^ Проблема 4. Гибкость программирования. Эта проблема является сугубо практической и состоит в динамическом учете конкретных запросов проектировщика на быстрое внесение изменений в САПР. Смена даже незначительного по объему требования может привести к весьма существенным изменениям программы, которые зачастую или в конечном счете могут и не использоваться. Знаниезависимая САПР обладает значительно большей гибкостью, поскольку изменение элементов БЗ не изменит времени настройки такой САПР на новые знания и получение работающих программ. Генерация знаниеориентированной САПР по времени равносильна генерации программной части САПР.
Современное программирование характеризуется постепенным переходом к программированию классов задач (создание пакетов прикладных программ, настраиваемых подпрограмм, программ с возможностью адаптации и др.). Поэтому одной из главных причин появления ИП является обязательное выполнение важного требования реализации возможностей получения программ для решения классов проблем пользователя. ИП связано прежде всего с разработкой и использованием БЗ, представляющей «программу» решения класса проблем. Это и важная причина появления ИП.
Математика является доказательной наукой: если некоторые факты обоснованы математически, то доверие к этим фактам увеличивается. Это должно в полной мере относиться и к ИП. И в действительности, причиной внедрения ИП является математическая обоснованность всех понятий и процессов решения проблем на ВМ. В этом смысле ПП является менее обоснованным как относительно программ, так и относительно процесса ее построения. Программирование обязательно должно быть доказательным. В ПП действуют главным образом эвристические приемы формирования элементов программы.
^ Проблема 5. Ориентация на пользователя. Большинство современных программ ориентированы на пользователя, поскольку создателю программы необходима победа на рынке программ. Применительно к существующим САПР подобные проблемы частично разрешаются с помощью сервисных программ и языков меню, которые разрешают только организационные проблемы выполнения заданий. Сущность проблемы в САПР состоит и в обеспечении проектировщика средствами ввода знаний на его ЯПП, в его лексиконе. Алгоритмические средства ввода знаний ограничивают пользователя в возможностях ввода всех необходимых профессиональных знаний в исходном виде. Например, исходные термины и понятия проектировщика в ПП модифицируются либо в аббревиатуру, либо в английские эквиваленты. При этом исходные термины теряются в памяти ВМ после трансляции программ и могут проявиться только в языках меню и в процессе отладки программ.
Работы системного программиста и знаниеведа (нам больше нравится термин знаниевед по сравнению с инженером по знаниям) должны обеспечить пользователя необходимым сервисом эффективной связи его с ВМ и не только средствами меню, не только в процессе внешнего контроля функционирования САПР, но и внутри самого процесса проектирования. Проектировщик должен быть обеспечен средствами получать решения любых своих профессиональных задач без посредника, в данном случае без программиста и в лексиконе пользователя, с прямым внутренним и внешним учетом всех исходных терминов понятий в процессе работы САПР.
И еще один фактор ориентации на пользователя. Разделение труда в любой отрасли деятельности является важным фактором повышения производительности труда в том числе и в информатике. ИП предусматривает полное разделение труда между специалистами (прямыми пользователями), знаниеведами, системными программистами, программистами и операторами. Этот вопрос должен быть рассмотрен самым тщательным образом для оценки того, является ли разделение труда в ИП причиной его появления. Сейчас же можно сказать потенциально, что разделение труда в ИП достигнуто наилучшим образом, оно полностью соответствует организации труда в продуктивных областях деятельности человека.
^ Проблема 6. Выработка понятий. Понятия являются исходными кирпичиками во всяком рассуждении или исследовании. Знание понятий почти полностью решают любую проблему. В ПП необходимо строить специальные программы для определения понятий. Например, решение задачи о распознавании образов можно отнести к задаче определения понятий. Важным примером является следующий. Исходные требования проектировщика обычно слабо организованы из-за неопределенности и неполноты знаний в новом деле (в особенности на начальных стадиях проектирования): не все понятия взаимосвязаны, некоторые понятия явно не определены. Определение понятий является важной частью процесса проектирования, поэтому знание их может существенно упростить сам процесс проектирования. Интеллсист должна обеспечить процедуру выявления новых понятий, содержащихся в требованиях, а затем в запросах для Интеллсист. Выявление понятий возможно при логическом анализе знаний, содержащихся в предметной области проектировщика. Например, знание признаков классификации или выбор критериев можно реализовать лишь в процессе выработки понятий признака или критерия, которые явно не представлены в требованиях. В Интеллсист предусмотрены приемы формирования свойств понятий и утверждений, частично или полностью определяющих понятие, в зависимости от контекста использования термина понятия.
^ Проблема 7. Синтез в проектировании. Современные САПР ориентированы на синтез конструкций или структур, они решают эффективно конкретные задачи поиска нового знания о конструкциях или структурах проектируемых объектов. При этом другие программы для решения задач синтеза невозможно использовать в данной САПР из-за несовместимости знаний, заложенных в программах различного назначения. При параметрическом синтезе могут использоваться различные программы в качестве подпрограмм-методов оптимизации по параметрам. Сущность рассматриваемой проблемы, разрешаемых в новых построенных на базе Интеллсист САПР, состоит в использовании одних и тех же знаний для расчетов, формирования понятий, синтеза программ или конструкций и структур в зависимости от запросов проектировщика. Здесь существенно то, что одна и та же БЗ пригодна для решения качественно различных задач.
^ Проблема 8. Получение альтернативных решений. Алгоритмические знания, представленные программами в современных САПР, содержат фиксированные операторы решения задач и печати результатов проектирования. Такие программы обычно не планируют поиск и вывод альтернативных решений. Если теоретически не установлена единственность решения задачи, то программа может напечатать вариант решения, не удовлетворяющего пользователя. Проблема состоит в определении всех альтернативных решений, соответствующих знаниям (БЗ) и запросу. Из анализа альтернативных решений можно определить условия получения единственного решения. Важной частью САПР новых поколений (или Интеллсист) следует считать поиск и визуализацию всех альтернативных решений на основе исходных знаний и запроса для принятия более обоснованных решений конкретных задач. Наличие в системе возможности получения альтернативных решений обеспечит проектировщика дополнительными качественными средствами при решении проектных задач.
^ Проблема 9. Универсальность средств решения заданий. Каждая система ориентирована на решение конкретных задач, поэтому переход на новые требования (или их естественная модификация для развития проекта) ставит экономически невыгодную практическую проблему дорогого и медленного перепрограммирования (или частичного допрограммирования). Каждая САПР решает класс задач, ограниченный параметрически. Изменение некоторых параметров не изменяет программ САПР для выполнения новых работ. В этом случае изменяются только исходные данные. Качественное изменение параметров обычно не требует изменения знаний о проектируемом объекте, но требует изменений в программах для проектирования. Таким образом в программах реализуется только параметрическая универсальность, но не реализуется качественная универсальность, состоящая в изменении алгоритмов на основе одних и тех же знаний и при соответствующем изменении запроса. В этом сущность проблемы универсальности, не разрешаемой в современных САПР, построенных с помощью ПП. К этому надо добавить, что знания также изменяются или уточняются со временем, что не должно приводить к программистским усложнениям. Интеллсист должна учитывать и это обстоятельство.
^ Проблема 10. Объективность проектирования. Субъективность существующих САПР определяется возможностью программирования в командах или на языке представления программ конкретным программистом, имеющим только общее представление о проблемах проектировщика. Знания проектировщика, как уже отмечалось, используются программистом не полностью, а его подсказки в процессе эксплуатации программ САПР практически не могут учитываться оперативно и полностью. Интеллсист должна базироваться на коллективных знаниях именно проектировщиков. Реализация ориентации на коллективные знания во многом устранит погрешности (точности) или ошибки в проектировании систем, которые должны быть знаниезависимыми.
Особняком стоит проблема визуализации. Визуализация и построение систем виртуальной реальности (кажущееся присутствие) сегодня пока не представляет главной проблемы, но вскоре станет важной задачей для проектирования. Эти проблемы достаточно хорошо уже рассмотрены в литературе и на практике, а их разрешение находится в имеющихся уже реализациях соответствующих графических систем. Представление геометрического знания пока выходит за рамки нашего рассмотрения. Однако Интеллсист представляет важность массового внедрения программных систем визуализации и виртуальной реальности, обеспечивающих прямое участие проектировщика в диалоговом режиме. Работа таких программ зародилась в разработках систем управления в реальном времени. Это важное направление работ в информатике геометрии здесь не рассматривается в силу понятных ограничений использования только (символьной) информатики алгебры. Слабым утешением является утверждение о том, что эти проблемы разрешаются в конечном счете в рамках алгебраической геометрии: реализующие геометрические и предметные операции, которые представлены текстуально или на алгоритмических языках и ориентированы именно на алгебраическое представление. Интеллсист, обеспечивающая ИП геометрическими операциями, требует специального рассмотрения и построения БЗ. Она полностью учитывает современный уровень программирования подобных задач.
В технологии ПП вспомогательными средствами разработки программ являются специальные средства отладки и контроля. В ИП вспомогательные средства встроены в инструментарий и Интеллсист, без которых невозможно настраивать Интеллсист или заполнять БЗ. В Интеллсист имеется новое явление под названием отладка знаний, требующее тщательного изучения, исследования и внедрения. Заведомо ясно, что отладка знаний является более сильным оружием у пользователя по сравнению с отладкой программ и алгоритмов. Некоторые основы для понятия отладки знания рассмотрены в т.5 и будут еще рассматриваться в дальнейшем.
Рассмотренная формулировка проблем ПП представляет собой интуитивные (можно сказать не осознанные) требования проектировщика к программам и фактические требования (и это главная установка) для разработчика Интеллсист и инструментария ее автоматизированного создания. Заметим, что инструментарий Интеллсист является главным средством разработки так называемой САПР-Интеллсист, которая предназначена для разработок Интеллсист-САПР конкретного применения. Возможно, что в разделе перечислены не все проблемы. У пользователя всегда они имеются в достаточном количестве. Здесь использовано обобщение в некотором смысле. Кроме общих проблем необходимо разрешать и учитывать частные проблемы, иногда в практике применения ВМ принимающие статус главных.
1   2   3   4   5   6   7   8   9   ...   28

Похожие:

В семи томах том Интеллектуальные системы (Системы решения проблем) iconВопросы к зачету по дисциплине
Гаскаров Д. В. Интеллектуальные информационные системы. Учеб. Для вузов. – М.: Высш. Шк – 431 с: ил

В семи томах том Интеллектуальные системы (Системы решения проблем) iconВ проточной части устройства (или трубопровода)
Разработан метод численного решения системы четырех дифференциальных уравнений характеристики, описывающих неустановившиеся течения...

В семи томах том Интеллектуальные системы (Системы решения проблем) iconС. П. Соколова интеллектуальные информационные системы
Методические указания предназначены для студентов специальности 351400 «Прикладная информатика (в экономике)»

В семи томах том Интеллектуальные системы (Системы решения проблем) icon«системы автоматизированного проектирования», 2008 Дисциплина: «Интеллектуальные...
Предмет исследования и основные направления исследований в области искусственного интеллекта

В семи томах том Интеллектуальные системы (Системы решения проблем) iconРеферат по экологической психологии на тему: Новые ценностные системы...
Теория Дарвина о борьбе за существование и выживании наиболее приспособленных как способе образования новых видов жизни использовалась...

В семи томах том Интеллектуальные системы (Системы решения проблем) iconИнтеллектуальные информационные системы рекомендуемая литература
Гаврилова Т. А., Хорошевский И. Ф. 2000. Базы знаний интеллектуальных систем. – Спб.: Питер, 2000

В семи томах том Интеллектуальные системы (Системы решения проблем) icon3. Логистические системы Литература 1, 2, 3, 4, 5, 6, 8, 9, 10, 11,...
Понятие логистической системы является частным по отношению к общему понятию системы. Система (греч. «целое, составленное из частей,...

В семи томах том Интеллектуальные системы (Системы решения проблем) iconВопросы к экзамену по курсу «Интеллектуальные информационные системы»
Ии связан со сходной задачей использования компьютеров для понимания человеческого интеллекта, но не обязательно ограничивается биологически...

В семи томах том Интеллектуальные системы (Системы решения проблем) iconМодель адаптивной системы стереозрения для подвижного робота
Т. е такие системы, которые в зависимости от сложности распознавания окружающего мира и поставленных задач будут адаптироваться по...

В семи томах том Интеллектуальные системы (Системы решения проблем) iconЗадачи школы: Создание системы социально педагогической, психологической,...
Цель школы: Создать условия для выстраивания системы воспитания в школе на основе гуманизации и личностно-ориентированного подхода...



Образовательный материал



При копировании материала укажите ссылку © 2013
контакты
lit-yaz.ru
главная страница