Мивары: 25 лет создания искусственного интеллекта - [46]

9. анализируем перечень известных параметров и устанавливает, что искомый параметр P(n-2) найден. Таким образом, был найден маршрут логического вывода: R(1) → R(2) → R(m). Иллюстрация последовательности и результата логического вывода показана при помощи двудольного графа миварной логической сети на рисунке 67.

Рисунок 67 – Последний шаг примера поиска логического вывода на миварной сети

Отметим, что при использовании экспертных систем с научно-практической точки зрения основную сложность составляет именно концептуальное, продукционное, описание предметной области и формирование необходимых двух списков: объектов и правил для миварных логических сетей. Непосредственная обработка проводится на основе универсального механизма, описанного в [72, 63, 136, 502, 354, 279, 280].

Отметим, что данный метод может применяться для прогнозирования развития предприятий в различных отраслях промышленности и для решения аналогичных задач в масштабах всей экономики России. Универсальные возможности миварного подхода обусловлены тем, что он обобщает все известные модели данных, включая семантические сети, модель "сущность-связь" и онтологии [72, 279].

5.7. Вычислительная сложность миварного метода

Общее количество действий при матричном методе определяется суммой действий на каждом этапе:

1. присваивание известных z и искомых w значений клеткам служебной строки (m+1) (общее количество таких действий не более n);

2. присвоение признака обработки правил в служебном столбце (n+1) (количество действий не более 2m, но может быть не более числа m);

3. присваивание признака известности (z) клеткам служебной строки (m+1) (общее количество таких действий не более n);

4. определение новых значений клеткам строки (m+1) (количество таких действий не более n).

Действия на этапах 1, 3 и 4 выполняются над одним массивом данных – строкой (m+1). При этом общее, суммарное, количество действий на всех этих этапах (1, 3 и 4) не должно превышать общего количества клеток в этой строке, т.к. обработанные значения «вычеркиваются» и более не обрабатываются. Получаем, что общее количество действий (KD) при линейном матричном методе поиска маршрута логического вывода (вычислительная сложность) не должно превышать количества клеток в служебных частях матрицы:

О(n+m) , т.е. KD ~ (n+m)

В том случае когда нельзя реализовать предложенные сокращения вычислений, этот метод решает задачу поиска маршрута логического вывода с вычислительной сложностью: О(n·m), т.е. имеет место линейная зависимость либо от количества правил, либо от количества переменных. В худшем случае по каждой клетке «проходят» один раз.

В работах [134, 303, 136, 502] и на сайтах [279, 280] изложены результаты практической реализации в программном комплексе «УДАВ» миварных логических сетей и линейной вычислительной сложности матричного метода поиска маршрута логического вывода на миварной сети правил на основе создания. Таким образом, в работах [72, 63, 134, 303, 279] доказано, что существует достаточно универсальный миварный подход для решения многих практических задач применения информационных систем и процессов с одновременным проведением как логической, так и вычислительной обработки данных. Следовательно, существовавшее ранее противоречие между логическим выводом и вычислительной обработкой успешно преодолено с помощью миварных логических сетей. Проведенные вычислительные эксперименты подтверждают выводы, полученные в работах [134, 303].

5.8. Развитие миварных сетей и продукций для реализации правил выбора «если… то… иначе…»

5.8.1. Ограничения для применения и линейной вычислительной сложности матричного метода поиска маршрута логического вывода на миварной сети правил

Проведенный анализ возможностей миварного подхода и продукций показал, что существуют определенные ограничения для их применения в современных информационных системах [328, 244, 72, 414, 63]. Например, существовало такое ограничение в миварных логических сетях, что нельзя было использовать правила выбора, когда только часть выходных переменных получает значения. Формально это можно записать в виде: «если… то … иначе…». Конечно, и в формате традиционных правил «если … то …» можно составить описание предметной области, хотя оно будет более сложным и потребует значительно большего количества элементарных правил. При проведении вычислительных экспериментов на многопроцессорных вычислительных комплексах ФГУП НИИР определено, что превышение количеством правил или переменных десяти тысяч становится критичным для решения задач в реальном времени и требует разработки новых алгоритмов решений [134, 303, 279].

Таким образом, развитие миварного подхода и продукций является актуальной и практически важной задачей.

5.8.2. Введение правил типа «ВЫБОР»

Рассмотрим, как можно сделать так, чтобы после выполнения правила получали значение не все переменные (объекты). Существующие до этого правила будем называть «процедуры», т.к. после них все выходные переменные получают значения. Как было показано на рисунке 63, такие правила можно представлять в виде двудольных графов из объектов: