Введение к работе
Актуальность темы. Применение автоматизированного
проектирования для разработки систем и технологий в таких областях, как машиностроение и горное дело, характеризующихся сложной структурой и слабой формализованностыо знаний, обусловило необходимость создания интеллектуальных САПР. Приоритетным направлением интеллектуализации САПР является интеграция средств и методов представления и обработки знаний в информационную подсистему.
Проектирование с использованием САПР представляет собой
многоэтапный процесс автоматизированного синтеза информационной
модели проектируемой системы, обладающей заданным свойством. Это
свойство формулирует проектировщик, исходя из задач этапа
проектирования. Для современных высокосложных систем невозможно
автоматически сгенерировать единственное решение, удовлетворяющее
поставленному условию, - существует множество потенциально
возможных вариантов проектного решения, окончательный выбор из
которых осуществляет проектировщик. Сложность условий, налагаемых
на проектируемые подсистемы, и значительное число возможных
вариантов проектного решения определяют необходимость
автоматизации порождения вариантов проектного решения. Одно из направлений интеллектуализации САПР состоит в предоставлении проектировщику возможности задания условия на проектируемую (под)систему в терминах предметной области и манипулирования полученными таким образом вариантами проектного решения. Общелогическим средством моделирования процесса порождения нножества вариантов системы, удовлетворяющей заданному условию, и
представления декларативных знаний о структуре служит абстракция обобщенного понятия.
Экземпляр обобщённого понятия суть совокупность объектов, обладающая заданным свойством и представленная как объект. Обобщённое понятие - класс всех возможных таких совокупностей при некотором состоянии информационной модели (базы данных).
Методы поддержки иерархии абстрактных понятий в моделях представления знаний, разработанные в исследованиях по теории баз данных, распознаванию образов, классификации и обобщению знаний, позволяют представлять только простейший вид абстрактных понятий -родовые (таксономические) структуры. Для интеллектуальных САПР использование родовых понятий недостаточно, поскольку родовое понятие не позволяет представить всевозмжные совокупности объектов как объекты нового класса. В силу интерактивного характера взаимодействия пользователя с САПР, при динамическом обеспечении целостности информационной модели существенно требование эффективности при поддержке обобщённых понятий.
Следовательно, задача эффективное поддержки обобщённых понятий в информационной подсистеме САПР, заключающаяся в разработке нодели представления, лингвистических средств манипулирования и инструментальной системы поддержки обобщённых понятий в базе данных/знаний, является актуально., и имеет большое научное .и практическое значение.
Цель работы: разработать математическое к программное обеспечение поддержки обобщённых понятий в базе данных/знаний САПР. Для д~стижениг этой ,ели необходимо:
разработать инфологическую модель обобщённого понятия, определенного на состоянии информационной модели предметной области;
- разработать методы и алгоритмы эффективного представления обобщённых понятий в базах данных/знаний САПР;
разработать алгоритмы эффективной поддержки обобщённых понятий при изменениях состояния базы данных;
разработать инструментальную программную систему, реализующую предложенные методы и алгоритиы представления и поддержки обобщённых понятий.
Идея работы заключается в представлении обобщённого понятия через класс запрещённых фигур формулы, определяющей это понятие, при её интерпретации в базовой модели. Представление обобщённого понятия в виде запрещённых фигур используется для эффоктивного обновления его содержания.
Методы исследований основаны на использовании семиотического подхода к првдставлению знаний и метатеории характеризационного анализа как методологической основы представления знаний и разработки эффективных комбинаторных алгоритмов.
Работа выполнялась в рамках темы 12.9.1.1.15 "Создание элементов автоматизированного проектирования и управления горнодобывающими предприятиями" программы РАН исследований в области естественных наук до 2000 г., раздела 6 "Разработка теоретических основ проектирования и создания автоматизированных и роботизированных технологий добычи и переработки твёрдых полезных ископаемых" программы Министерства науки, высшей школы и технической политики РФ "Экологически чистое горное производство" на 1989-1992 гг., госбюджетной темы "Разработка концепций я принципов математического и программного обеспечения САПР и управления в горном деле на основе искусственного интеллекта", а также двух хоздоговорных тем (ном. гос. регистрации 01900004417 01920012443).
Научная новизна работы заключаете» в
разработке мифологической кололи обобщённого понятия, задаваемого хорновской формулой,
- решении задачи характернзацки класса модельных структур хорновской формулы при ограниченной интерпретации и разработке Не ев основе метода и алгоритмов представления обобщенных понятий на базе запрещённых фигур,
решении задачи характеркзации устойчивости множества запрещённых фигур и разработке на ее основе алгоритмов эффективного обновления содержания обобщённого понятия в соответствии с изменениями состояния базы данных.
- Практическая ценность работы состоит в создании инструментальной программной системы поддержки обобщённых понятий, реализующей предложенные методы и алгоритмы.
Апробация работы. Результаты работы доложены и обсуждены на XIV всесоюзной симпозиуме "Логическое управление с использованием ЭВМ" (Феодосич, 1991 г.), XV международном симпозиуме "Логическое управление. Интеллектуалы' е информационные технологии и стратегии" (Москва, 1992 г.).
Публикации. Основные положения диссертации опубликованы автором в 5 научных работах.
Объем и структура диссертации. Диссертационная работа состоит из введения, четырех глав, заключения, списка использованной литературы и приложения. Работа изложена на 111 листах машинописного текста, включает 20 рисунков, 7 таблиц и список испол' зоваьной литературы из 91 наименования.
