Название: прикладные программные системы(М.Г. Гриф)

Жанр: Технические

Просмотров: 1100


Построение множества альтернатив

 

Предлагается следующий способ задания МА ПФ ЧМС. Под операцией  понимается процесс выполнения функции F элементом E в состоянии ЧМС . В результате могут произойти некоторые несовместные события . С каждым событием связаны вероятностные или (и) нечеткие показатели ЭКН . В дальнейшем будем применять упрощенную запись операции – . Операции могут быть разного типа. В качестве простой операции используются типовые функциональные единицы (ТФЕ) “рабочая операция”(РО) и две ТФЕ проверки условий: проверка правильности выполнения контролируемой операции ("функциональный контроль", ФК) и проверка работоспособности техники и (или) человека ("диагностический контроль", ДК). При расширенном толковании под ДК понимается операция идентификации состояния ЧМС (глобальный контроль). Тогда ФК становится “локальным” – частным случаем ДК. При выполнении ТФЕ РО  возможны два события:  – правильное выполнение и  – неправильное. Выполнение ТФЕ ФК (ДК) b  влечет четыре события:  – признание проверяемого условия истинным (ложным) при его фактической истинности;  – признание проверяемого условия истинным (ложным) при его фактической ложности. Для придания различия между функциональным и диагностическим контролем применяются обозначения операций bф и  соответственно. Нечеткие показатели ЭКН, например, для рабочей операции :  и  имеют функцию принадлежности  и  соответственно, где   . Применяется одна из наиболее распространенных форм представления нечетких величин – разложение  и  на a – уровни:

; ;

.

Множество основных типовых функциональных структур (ТФС)  содержит 12 структур (рис. 1). Каждая ТФС как алгоритмическая структура есть бинарное отношение передачи управления на множествах операторов (РО) и условий (ФК, ДК). Можно также задать -ю ТФС и эквивалентную ей ТФЕ  как -местное отношение , где ЭТФЕ  называется составной операцией. Составная операция может иметь тип только РО. Для расчета показателей ЭТФЕ применяются заранее полученные формулы, аргументами которых являются показатели ТФЕ, составляющие данные ТФС. Отдельный процесс функционирования ЧМС (функциональная сеть, ФС) представляется в виде суперпозиции ТФС (рис. 2):

,                        (2)

где ,  – простая или составная операция. Простая операция (конечная) не имеет эквивалентную ТФС, а

составная задается по аналогии с (2) –,, где операции , в свою очередь, либо простые, либо составные. Будем говорить, что две операции с совпадающей функцией: и являются альтернативными (параметрическими") способами выполнения операции , так же как и , – “структурными". Источниками альтернативности для параметрических альтернатив ТФЕ и ФС в целом являются: альтернативные значения параметров простых элементов (объектов элементной структуры ЧМС); альтернативные отношения для составных элементов; альтернативные назначения элементов на простые операции.

 

Рис. 1. Типовые функциональные структуры

 

Пусть  – множество альтернативных способов выполнения операции , где и  – множества параметрических и структурных способов соответственно. Определим  как рекурсивную функцию, ,

.

 

Рис. 2. Пример задания ФС в виде суперпозиции ТФС

 

Тогда множество альтернатив ПФ ЧМС

.                           (3)

Предполагается, что  для всех операций .

Мощность множества альтернатив , где ,

.

Множество альтернатив  может быть задано и графически, с помощью альтернативного графа (АГ, рис. 3). Алгоритм генерации (расчета показателей ЭКН) ФС  в (2) начинается с самых вложенных составных операций  и распространяется на верхний уровень – .

Можно определить взаимно однозначное соответствие между описанием множества альтернатив ПФ ЧМС на модели ФС и продукционно-логической базой знаний в форме языка Пролог. Для учета влияния произвольных факторов (ситуаций в ПФ ЧМС), которые не рассматривает введенная выше модель ПФ ЧМС – ФС, добавляется специальная ТФЕ “Предикат” и ТФС “Условие”, превращающую ФС в функционально-семантическую сеть (ФСС, рис. 4).

Рис. 3. Альтернативный граф

 

Здесь Pr – произвольный предикат, переменными (аргументами) которого могут являться, например, параметры внешней среды, элементов ЧМС, назначения элементов на выполняемые функции и т.п. Эквивалентная ТФЕ для ТФС “Условие” A = A1, если предикат Pr имеет значение “Истина”, и A=A2, в противном случае. ТФС “Условие” позволяет организовать условное задание структурных альтернатив.

Рис. 4. ТФС “Условие”

Можно предложить способ условного назначения элементов ЧМС на выполняемые функции (параметрические альтернативы) путем проверки истинности некоторого предиката Pr0 , связанного с параметрической альтернативой, на текущем состоянии базы знаний ПФ ЧМС. Если предикат Pr0 имеет значение “Истина”, то данная параметрическая альтернатива остается в МА, в противном случае – нет. В результате множество альтернатив можно описать только один раз, с учетом возможных изменений, а при конкретном состоянии, например внешней среды, МА будет сформировано автоматически путем проверки истинности предиката Pr0 с помощью механизма логического вывода.