Мивары: 25 лет создания искусственного интеллекта - [48]

Итак, снято еще одно ограничение с миварных сетей, и теперь можно решать задачи с выбором, когда только часть переменных получает значение после выполнения правила, т.е. аналог выбора "ДА" или "НЕТ". Разные предметные области или части этих областей можно представлять в виде трехмерной матрицы, наращивая "вверх" описания частей предметных областей или новых предметных областей.

5.9. Развитие миварных логических сетей на основе многомерных бинарных матриц для реализации одновременной эволюционной обработки более десяти тысяч правил в реальном времени

5.9.1. Ограничения размерности матрицы миварного линейного матричного метода определения маршрута логического вывода на адаптивной сети правил

Миварные логические сети могут реализовываться на многопроцессорных вычислительных системах или на сервисно-ориентированных архитектурах. В работе [134] приведено описание применения многопроцессорного вычислительного кластера НИИР для распараллеливания алгоритмов в научно-технических и вычислительных задачах с использованием миварных технологий.

В настоящее время выявляются новые возможности миварного подхода и развиваются технологии решения различных логико-вычислительных задач. Выполнено описание нескольких предметных областей в формализме миварных логических сетей в целях создания универсальной Активной миварной интернет-энциклопедии, где не только будут содержаться разрозненные факты, но и будут предоставляться сервисы по активному решению требуемых задач в различных областях.

Проведенный анализ возможностей и практического применения миварных логических сетей и продукционного подхода показал, что существуют определенные ограничения для их применения в современных информационных системах [328, 244, 72, 414, 63, 134, 303, 279], в частности, на размерность матрицы линейного матричного метода определения маршрута логического вывода на адаптивной сети правил. При проведении экспериментов на многопроцессорных вычислительных комплексах ФГУП НИИР определено, что превышение количеством правил/переменных десяти тысяч становится критичным для построения маршрута логического вывода и требует разработки новых решений [134, 303, 279].

Ограничение размерности матрицы линейного матричного метода определения маршрута логического вывода на адаптивной сети правил обусловлено тем, что для реализации этого метода необходимо пересылать общую матрицу на несколько различных процессоров. В связи с тем, что каждое значение матрицы представляется изначально в символьном виде, объем пересылаемых данных становится критичным при достижении, например, размерности 10 000 правил/переменных.

5.9.2 Применение трехмерных бинарных матриц для развития возможностей двудольных миварных логических сетей

Предлагается следующее решение. Для реализации миварного метода без использования правил типа «ВЫБОР» требуется хранить в каждой клетке матрицы всего три различных значения:

1. 0 (пусто, т.е. нет значения);

2. x (входная переменная для правила) и

3. y (выходная переменная для правила).

При этом этап анализа возможности запуска правила отделен по этапам алгоритма функционирования миварной сети от этапа определения выводимых переменных, а также от этапа запуска правила. Это значит, что указанные действия выполняются на разных этапах алгоритма и являются в этом смысле независимыми по времени выполнения друг от друга, т.е. эти действия можно выполнять независимо друг от друга. Следовательно, для этих двух действий: "поиск запускаемых правил" и "означивание выходных переменных" – можно использовать различные матрицы. Важно отметить, что использование разных матриц позволит перейти к многомерным бинарным матрицам. Обработка и пересылка бинарных фрагментов матриц занимают значительно меньшие объемы и повышают возможности применения миварных логических сетей для матриц с размерностью значительно превышающей 10 тысяч правил/переменных, что подтверждают вычислительные эксперименты [117, 502].

Таким образом, матрица V на рисунке 64 будет представлена в виде двух матриц V1 и V2, показанных на рисунке 70: в матрице V1 все x и z заменяются единицами, а остальные клетки заполняются нулями. Во второй матрице, V2, наоборот, все y и w заменяются единицами, а остальные клетки заполняются нулями. Исходная матрица представляется в виде двух взаимодополняющих матриц с бинарными значениями 0 или 1. Для работы метода все выполняется аналогично, но при анализе запускаемых правил используется первая матрица, а при определении признака выводимости переменных – вторая матрица, хотя по итогам работы сам признак выводимости переменой должен быть проставлен в первой матрице в нижней, служебной, строке.

Фактически, осуществлен переход к трехмерной бинарной матрице {X, Y, Z}, где по осям X и Y размещаются двумерные бинарные матрицы описаний переменных и правил, а номер самой матрицы становится значением по оси Z. Получаем, что для традиционных двудольных графов миварных логических сетей достаточно двух матриц для представления описания предметной области и выполнения метода определения маршрута логического вывода на адаптивной сети правил. При этом в первой матрице показаны и фиксируются связи-ссылки только от переменных (объектов) к правилам, а во второй матрице, наоборот, показаны только связи-ссылки от правил к переменным (объектам).