Мивары: 25 лет создания искусственного интеллекта - [52]

1. экспертные системы и системы поддержки принятия решений;

2. контрольно-измерительное оборудование и системы, в том числе с выполнением некоторых экспертных функций, в частности, подбор оборудования;

3. диагностические комплексы;

4. тренажеры и обучающие программы;

5. программное обеспечение роботов;

6. архитектуры, ориентированные на сервисы;

7. интеллектуальные пакеты прикладных программ;

8. автоматизированные системы управления;

9. автоматизированная система сбора и обработки информации;

10. программы для бизнес – аналитики.

Так как в терминах миварного подхода может быть описана практически любая предметная область, то заложенные в ПК "УДАВ" алгоритмы также могут быть применены для решения задач в различных областях.

6.2.2. Описание работы алгоритма вывода искомых параметров из известных в ПК «УДАВ»

Метод основывается на миварном методе логико-вычислительной обработки информации.

Суть метода заключается в следующем: первоначально, на этапе разработки программы, формируется набор объектов предметной области и набор взаимосвязей, или правил, между ними и «зашивается» в программу способом, определяемым ее архитектурой и другими констркутивными решениями. Иными словами, осуществляется адаптация ПК «УДАВ» к конкретной предметной области. Далее, с его помощью уже можно решать поставленные задачи.

Затем при выполнении ПК "УДАВ" в нем задаются известные входные объекты и искомые объекты, для получения которых из входных необходимо сформировать алгоритм (маршрут логического вывода), и запускается процесс вычисления.

ПК просматривает список правил и ищет среди них те, с помощью которых можно рассчитать искомые переменные (рисунок 72). После этого проверяется, достаточно ли известных переменных для расчёта правила. Если параметров достаточно, то программа производит расчёт.

Программа начинает поиск заново, если: во время поиска найдено правило, с помощью которого можно найти, искомую переменную, но и у него известны не все входные переменные. При этом недостающие переменные помечаются как необходимые для поиска.

Работа программы считается законченной в том случае, если все искомые переменные найдены или программа закончила обход правил, но не смогла найти ни одного нового правила, с помощью которого можно найти неизвестную переменную. В последнем случае не хватает либо начальных данных, либо правил.

Последовательность правил, примененных для нахождения неизвестных параметров, и представляет собой маршрут логического вывода или сконструированный алгоритм решения задачи.

Рисунок 72 – Обобщенный алгоритм ПК «УДАВ»

6.3 Распараллеливание вычислений по методу автоматического конструирования алгоритмов на основе миварной сети правил

6.3.1. Общие сведения о программном комплексе MivarLogicParallel

В настоящее время разработан новый программный комплекс MivarLogicParallel, реализующий все возможности линейного матричного метода определения маршрута логического вывода на адаптивной сети правил и являющийся многопоточным аналогом программного комплекса «УДАВ». Как и ПК «УДАВ», ПК MivarLogicParallel можно оптимизировать для разных предметных областей и под любую задачу с некоторыми ограничениями.

6.3.2. Возможности для распараллеливания вычислений при нахождении маршрута логического вывода линейным матричным методом

Миварный подход предоставляет следующие возможности для параллельного решения задач программой ПК «УДАВ» на каждом этапе конструирования алгоритмов [72]:

1. при работе с матрицей описания правил и переменных есть возможность разбить все строки матрицы на несколько групп. Для каждой группы организуется поток вычислений, в котором проводятся действия по поиску "запускаемых" правил. Общее число таких одновременно выполняемых потоков может быть равно количеству ядер многопроцессорного вычислительного кластера (МВК). В настоящее время в МВК Вычислительного центра, на котором проводились экспериментальные исследования, используется 312 двухъядерных процессоров. Следовательно, для поиска в матрице описания правил и переменных можно использовать 628 одновременных потоков;

2. после анализа возможности запуска правил и подсчета имеющихся для них входных объектов (типа Х) возникают ситуации, когда можно запускать одновременно несколько правил. МВК позволяет это делать. Верхней границей при этом является количество ядер во всех процессорах МВК, то есть 628 для нашего примера;

3. в предметной области могут существовать такие сложные правила, которые сами по себе также могут быть разбиты на несколько одновременно выполняемых параллельных подпрограмм (подправил). В таком случае на МВК можно одновременно запустить эти параллельные подпрограммы.

Специально подчеркнем, что миварный подход позволяет одновременно обрабатывать сразу несколько моделей разных предметных областей, если между такими моделями нет последовательной зависимости. При необходимости можно использовать метод создания виртуальной потоковой базы данных для максимального распараллеливания решаемых взаимозависимых задач. Метод создания виртуальной потоковой базы данных подробно описан в [72].