fs knowledge base
TRANSCRIPT
![Page 1: Fs knowledge base](https://reader035.vdocuments.site/reader035/viewer/2022062523/55a137da1a28abff6a8b480d/html5/thumbnails/1.jpg)
Модель иерархической функциональной системы
динамической предметной областимоделирование функциональных систем
динамические базы знаний предметной области
Бурдаев Владимир Петрович Харьковский национальный экономический университет
к.ф.- м.н., с.н.с., доцент кафедры информатики и компьютерной техники
агентный подбор адаптивной стратегии принятия решения
[email protected] http://www.it-karkas.com.ua
![Page 2: Fs knowledge base](https://reader035.vdocuments.site/reader035/viewer/2022062523/55a137da1a28abff6a8b480d/html5/thumbnails/2.jpg)
• Функциональная система (ФС) по П.К.Анохину ─ это система, сформированная для достижения заданного полезного результата (целевой функции) в процессе своего функционирования
• Системообразующим фактором функционирования системы является конкретный результат.
Проблема Построение математической и компьютерной
модели (ФС) и ее техническая реализация.
Функциональная система
[email protected] http://www.it-karkas.com.ua
![Page 3: Fs knowledge base](https://reader035.vdocuments.site/reader035/viewer/2022062523/55a137da1a28abff6a8b480d/html5/thumbnails/3.jpg)
• Отличительной особенностью ФС – в их открытости, не автономности, не изолированности от внешней среды
• Математической моделью описывающей эволюцию таких систем служат неавтономные дифференциальные уравнения
• Для изучения топологических свойств неавтономных уравнений применяются математический аппарат расширений динамических систем основанный на понятии расслоения (глобальный анализ)
Модели открытых (“живых”) систем
[email protected] http://www.it-karkas.com.ua
![Page 4: Fs knowledge base](https://reader035.vdocuments.site/reader035/viewer/2022062523/55a137da1a28abff6a8b480d/html5/thumbnails/4.jpg)
• Представление динамической предметной области в виде иерархической ФС, в которой база знаний ассоциируется с цепочкой расслоений для эволюции главной ее цели
• На каждом уровне иерархии ФС слои цепочки расслоения баз знаний содержат знания для управления ее с целью достижения конкретного результата
• В предметной области выделяются классы и отношения между ними, которые формируют структуру иерархической ФС
• Для функционирования иерархической ФС в автоматическом режиме отключается интерактивный блок связи с пользователем
• ФС позволяет генерировать в дискретные моменты времени изменения объектов предметной области
Собственный оригинальный подход
[email protected] http://www.it-karkas.com.ua
![Page 5: Fs knowledge base](https://reader035.vdocuments.site/reader035/viewer/2022062523/55a137da1a28abff6a8b480d/html5/thumbnails/5.jpg)
• Представление предметной области в динамике с помощью иерархической модели ФС в виде цепочки расслоений баз знаний
• Математическая модель иерархической ФС представляет собой сечение цепочки расслоений баз знаний
• Компьютерная модель иерархической ФС является формализованным отражением предметной области в виде иерархической структуры набора управляющих компонент (агентов), которые взаимодействуют между собой для достижения конкретной цели
Новые принципы
[email protected] http://www.it-karkas.com.ua
![Page 6: Fs knowledge base](https://reader035.vdocuments.site/reader035/viewer/2022062523/55a137da1a28abff6a8b480d/html5/thumbnails/6.jpg)
• Не вполне строгое определение расширения динамических систем представлена моделью (1)
dx/dt = f(x,y)(1)
dy/dt = g(y)• Приведем описание модели (1) в терминах глобального
анализа. Тройка объектов (M, p, B) образует расслоение, где p: M → B непрерывное отображение (проекция), B – база расслоения, Mb ≡ p-1 (b) – слой расслоения.
• Кроме двухуровневых существуют и более сложные многоуровневые системы
Математическая модель ФС
[email protected] http://www.it-karkas.com.ua
![Page 7: Fs knowledge base](https://reader035.vdocuments.site/reader035/viewer/2022062523/55a137da1a28abff6a8b480d/html5/thumbnails/7.jpg)
• Пусть (M, p, B) – гладкое расслоение и X: M → TM и Y : B → TB - два векторных поля, причем Tp(X(m)) = Y(p(m)) (m ∈ M). В локальных координатах поле X задается системой вида (1), поле Y – вторым уравнением этой системы
• Пусть (M, R, π) и (B, R, ρ) – фазовые потоки векторных полей X и Y соответственно. Тогда отображение p: M → B является гомоморфизмом потока (M, R, π) на (B, R, ρ), т.е.
p(πt(m)) = ρt(p(m)) (m ∈ M, t ∈ R )
• В таком случае говорят, что поток (M, R, π) является расширением потока (B, R, ρ)
Математическая модель ФС
[email protected] http://www.it-karkas.com.ua
![Page 8: Fs knowledge base](https://reader035.vdocuments.site/reader035/viewer/2022062523/55a137da1a28abff6a8b480d/html5/thumbnails/8.jpg)
• Часто само отображение p:(M, R, π) → (B, R, ρ) называют расширением динамических систем
• При этом база B интерпретируется как фазовое пространство среды, а фазовые состояния изучаемого объекта при фиксированном состоянии b ∈ B внешней среды изображаются точками слоя Mb ≡ p-1 (b)
• Пусть задано гладкое расширение p:(M, R, π) → (B, R, ρ) разлагающееся в цепочку расширений pi:(Xi, R, πi) → (Xi+1, R, πi+1) (i=0,1,...,n-1) т.е. (X0, R, π0)=(M, R, π), (Xn, R, πn)= (B, R, ρ) и pn-1 o…o p1 o p0=p
• Задание этой цепочки можно интерпретировать как выделение в системе (M, R, π) иерархии уровней (Xi, R, πi) (i=0,1,...,n-1)
Математическая модель ФС
[email protected] http://www.it-karkas.com.ua
![Page 9: Fs knowledge base](https://reader035.vdocuments.site/reader035/viewer/2022062523/55a137da1a28abff6a8b480d/html5/thumbnails/9.jpg)
Математическая модель иерархической ФС представлена сечениями прообразов цепочки расслоений в следующей коммутативной диаграмме pоπ = ρоp
Математическая модель ФС
X0 –уровень π
P0 . .
.Xn-1 уровень Pn-1
Xn урівень ρ
[email protected] http://www.it-karkas.com.ua
![Page 10: Fs knowledge base](https://reader035.vdocuments.site/reader035/viewer/2022062523/55a137da1a28abff6a8b480d/html5/thumbnails/10.jpg)
• Для компьютерного моделирования открытой системы строится иерархическая ФС, которая во время своего функционирования достигает заданного полезного результата
• На каждом уровни иерархии системы функционируют агенты, имеющие свои локальные базы знаний с определенными подцелями, которые предназначены для достижения основного результата
• Техническая реализация выполнена в виде инструментальной среды для создания расслоений баз знаний – система "КАРКАС"
• Демонстрационная версия системы для OC WinXP (возможно подключить MS agent) и Win7 доступна на электронном ресурсе: http://it-karkas.com.ua
Компьютерная модель ФС
[email protected] http://www.it-karkas.com.ua
![Page 11: Fs knowledge base](https://reader035.vdocuments.site/reader035/viewer/2022062523/55a137da1a28abff6a8b480d/html5/thumbnails/11.jpg)
• ФС в динамике. Изменение сечения прообразов цепочки расслоения базы знаний (иерархической ФС) при обработки их агентом вывода
• t0 – зеленый цвет ФСt0 , t1 – желтый цвет ФСt1 , t2 – красный цвет ФСt3 и т.д.
Компьютерная модель ФС
2 уровень
0 уровень
1 уровень
[email protected] http://www.it-karkas.com.ua
![Page 12: Fs knowledge base](https://reader035.vdocuments.site/reader035/viewer/2022062523/55a137da1a28abff6a8b480d/html5/thumbnails/12.jpg)
• Идея воплощена в виде инструментальной среды "КАРКАС", которая, используя агентов для принятия решения в цепочки расслоения базы знаний обеспечивает функционирование ФС
• Система используется в ряде прототипов интеллектуальных систем в следующих предметных областях: медицина, экономика, мобильная связь и кластерный анализ многомерных данных.
• Система "КАРКАС" может быть адаптирована для создания интеллектуальной системы для управления сложными объектами как, например, энергетический блок при динамическом изменении параметров предметной области.
Компьютерная модель ФС
[email protected] http://www.it-karkas.com.ua
![Page 13: Fs knowledge base](https://reader035.vdocuments.site/reader035/viewer/2022062523/55a137da1a28abff6a8b480d/html5/thumbnails/13.jpg)
КАРКАС 2013 подготовка модели функциональной системы
визуальный редактор
атрибуты
правила
фреймы
иерархия ФС
сечения прообразов
![Page 14: Fs knowledge base](https://reader035.vdocuments.site/reader035/viewer/2022062523/55a137da1a28abff6a8b480d/html5/thumbnails/14.jpg)
КАРКАС 2013 режим консультации
модели баз знаний
агент вывода
диалог пользователя
объяснение КАК
объяснение ПОЧЕМУ
доска объявлений
[email protected] http://www.it-karkas.com.ua
![Page 15: Fs knowledge base](https://reader035.vdocuments.site/reader035/viewer/2022062523/55a137da1a28abff6a8b480d/html5/thumbnails/15.jpg)
КАРКАС 2013 режим тестирования пользователя
выбор теста
динамическое
генерирование теста диалог
лица “Чернова”
аргументация оценки теста
настройка теста
[email protected] http://www.it-karkas.com.ua
![Page 16: Fs knowledge base](https://reader035.vdocuments.site/reader035/viewer/2022062523/55a137da1a28abff6a8b480d/html5/thumbnails/16.jpg)
КАРКАС 2013 клиент/сервер
Монитор
преподавателя удаленный компьютер
формирование отчета
результат теста
[email protected] http://www.it-karkas.com.ua
![Page 17: Fs knowledge base](https://reader035.vdocuments.site/reader035/viewer/2022062523/55a137da1a28abff6a8b480d/html5/thumbnails/17.jpg)
• Проект “Мозг Анимата” (Анохин К.В.)
• Использование темпоральных знаний в интегрированных экспертных системах (Рыбина Г.В.)
• Моделирование динамической интеллектуальной системы (Осипов Г.С)
• Использование нечеткого темпорального графа (Берштейн Л.С.)
• Открытые многоагентные системы с самоорганизацией (Городецкий В.И.)
Другие подходы к моделированию ФС и динамических знаний
[email protected] http://www.it-karkas.com.ua
![Page 18: Fs knowledge base](https://reader035.vdocuments.site/reader035/viewer/2022062523/55a137da1a28abff6a8b480d/html5/thumbnails/18.jpg)
СИСТЕМА КАРКАС 2013
БЛАГОДАРЮ ЗА ВНИМАНИЕ
Модель иерархической функциональной системы динамической предметной области основанная на понятии цепочки расслоений баз знаний
Построение онтологии предметной области: классов, их экземпляров (объектов), атрибутов
Частично-упорядочивание классов и их визуализация в виде сечения прообразов цепочки расслоении баз знаний
Генерирование уровней иерархии ФС и обработка баз знаний на этих уровнях
Использование технологии Microsoft Agent для сопровождения пользователя во время диалога с ним
Бурдаев Владимир Петрович к.ф.- м.н., с.н.с., доцент кафедры ИКТ ХНЭУ
E-mail: [email protected] http://www.it-karkas.com.ua