Научный журнал
Международный журнал прикладных и фундаментальных исследований

ISSN 1996-3955
ИФ РИНЦ = 0,580

Концепция модели представления знаний, для описания сложных адаптирующихся систем

Шапочкин Е.А. Бутенко Л.Н.

В настоящее время наблюдается объективный процесс усложнения описываемых с помощью моделей представления знаний (МПЗ) предметных областей. Это в свою очередь, должно привести к появлению новых МПЗ. На данный момент существующие МПЗ при моделировании реальных сложных систем осуществляют слишком большие упрощения, что не позволяет адекватно моделировать изменяющиеся системы, примером которых может быть популяция муравьев.

Сложность такой системы заключается в том, что количество муравьев изменяется с течением времени, изменяется соотношение классов муравьев (рабочие, воины...), изменяется деятельность отдельных муравьев (добыча растительной и животной пищи, строительные работы в муравейнике...) и их наиболее вероятное поведение (агрессивное, пассивное, стремление скрыться), изменяется поведение всего муравейника (в зависимости от времени суток и времени года), разнообразие реагирования на воздействия внешней среды (реагирует одна особь или же муравейник реагирует как единое целое), различные особи проявляют и приобретают различные особенности (особенности развития и физиологии, накопленных знаний, питание разным кормом на разных этапах индивидуального развития).

Даже использование новейших МПЗ для таких систем приводит к большим упрощениям. К примеру, описание такой ПО с помощью аппарата многоагентных систем приводит к упрощениям в описании изменения поведения, особенностей и деятельности существующих особей, и не позволяет описать возникновение новых особей[1]. Использование раскрашенных сетей Петри приводит к упрощениям за счет того, что учет феномена изменения поведения отдельной особи требует изменения способа срабатывания сети, кроме того, с помощью аппарата раскрашенных сетей Петри нельзя обеспечить добавление в составленную модель новых вершин - особей[2].

Следовательно, МПЗ пригодные для описания таких систем должны иметь следующие особенности:

  1. МПЗ должны позволять синтезировать и уничтожать элементы и связи;
  2. у каждой вершины должен быть набор дополнительных атрибутов, отражающих смысловые особенности вершины в рамках предметной области. Дополнительные атрибуты каждой вершины должны иметь возможность изменяться в зависимости от дополнительных атрибутов других вершин и от дополнительных атрибутов самой вершины, а также от изменений дополнительных атрибутов вершины с течением времени;
  3. у связей системы должны быть «предпочтения» - связи должны иметь возможность переориентироваться на другие вершины, если дополнительные атрибуты новых вершин лучше подходят для функции связи;
  4. у каждой вершины системы должны быть «предпочтения» функционала связей, зависящие от ее дополнительных атрибутов и изменяющие их с течением времени;
  5. система должна иметь возможность управлять совокупностью «предпочтений» своих вершин и функционала связей;
  6. все составные части системы должны иметь возможность меняться с течением времени.

Формальная запись МПЗ удовлетворяющей сформулированной функциональности может быть представлена следующим кортежем:

L= <X, Y, Atr, Sem, PredilectionX, PredilectionY, Rule, τ, t >, где

X - множество вершин, зависящее от параметров адаптации и времени, и обладающие механизмом «предпочтений» по выбору функционала; Y - множество связей, зависящее от параметров адаптации и времени, и обладающее «предпочтениями»; Atr - множество дополнительных атрибутов вершин, зависящее от параметров адаптации, времени, от «предпочтений» вершин, и от семантических правил; Sem - множество семантических правил, описывающих изменение системы: изменение вершин, связей, правил изменения «предпочтений», дополнительных атрибутов вершин. Семантические правила зависят от параметров адаптации, времени, «предпочтений» вершин и связей; PredilectionX - множество «предпочтений» вершин, зависящее от правил изменения «предпочтений»; PredilectionY - множество «предпочтений» связей, зависящее от правил изменения «предпочтений»; Rule - правила изменения «предпочтений», зависящие от параметров адаптации, времени, дополнительных атрибутов вершин и семантических правил; τ - множество параметров адаптации; t - время.

Предлагаемая формальная запись новой МПЗ позволит, синтезировать в дальнейшем МПЗ, предположительно, описывающую сложные изменяющиеся системы, не прибегая к упрощениям используемым современными МПЗ. Предлагаемая концепция в настоящее время тестируется описанием системы «популяция муравьев вида Camponotus herculeanus».

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ:

1. Чекинов Г.П. Применение технологии многоагентных систем для интеллектуальной поддержки принятия решения (ИППР) [электронный ресурс] / Г.П. Чекинов, С.Г. Чекинов.-2003.- Режим доступа: http://systech. miem.edu.ru/2003/n1/Chekinov.htm

2. Шахов В. Моделирование программно-аппаратных ´´реактивных´´ систем раскрашенными сетями Петри [электронный ресурс] / В. Шахов.- Режим доступа:  http://www.rsdn.ru/article/ alg/MRS.xml


Библиографическая ссылка

Шапочкин Е.А., Бутенко Л.Н. Концепция модели представления знаний, для описания сложных адаптирующихся систем // Международный журнал прикладных и фундаментальных исследований. – 2009. – № 4. – С. 85-0;
URL: https://applied-research.ru/ru/article/view?id=105 (дата обращения: 25.06.2021).

Предлагаем вашему вниманию журналы, издающиеся в издательстве «Академия Естествознания»
(Высокий импакт-фактор РИНЦ, тематика журналов охватывает все научные направления)

«Фундаментальные исследования» список ВАК ИФ РИНЦ = 1.074