Библиотека диссертаций Украины Полная информационная поддержка
по диссертациям Украины
  Подробная информация Каталог диссертаций Авторам Отзывы
Служба поддержки




Я ищу:
Головна / Технічні науки / Системи та засоби штучного інтелекту


Фуджу Халід Ісса Мохамед. Засоби побудови прикладної експертної системи на базі трикомпонентної моделі знань : Дис... канд. наук: 05.13.23 - 2005.



Анотація до роботи:

Фуджу Халид Ісса Мохамед. Засоби побудови прикладної експертної системи на базі трикомпонентної моделі. - Рукопис.

Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наук за фахом 05.13.23 - системи й засоби штучного інтелекту - Харківський національний університет радіоелектроніки, Харків, 2004.

Дисертація присвячена розробці експертної системи, що функціонує в конкретній предметній області, області генерації коду на деякій мові програмування, виходячи з візуального подання проекту мовою проектувальника. Напрямок досліджень даної роботи - розвиток можливостей по формальному представленню різних типів знань, використовуваних в експертних системах, що функціонують у мовному середовищі проектувальника. Для побудови експертної системи обрано трикомпонентну модель подання знань. Така модель дозволяє представляти лінгвістичні знання, знання предметної області й метазнання, що перетворять одну форму в іншу, досить гнучко, прозоро, легко декомпозуючи рішення задачі через підзадачі. Трикомпонентна модель дозволяє ефективно робити формальні висновки на знаннях за рахунок спеціалізації декомпозованих знань.

Показано методику адаптації експертної системи до конкретного застосування – генерації коду VHDL, виходячи з візуального опису цифрового пристрою мовою розроблювача. Продемонстровано принцип побудови баз знань для автоматичної генерації коду VHDL. Розроблено алгоритми генерації коду VHDL для цифрових пристроїв, поведінка яких описується комбінаційною логікою у формі таблиці, булевою функцією, а також послідовностною логікою у формі кінцевого автомату.

У дисертації наведені теоретичні узагальнення і нове вирішення наукової задачі, що виявляється в:

- удосконаленні комплексної трикомпонентної моделі подання знань, шляхом введення більш досконалої граматичної компоненти у вигляді синтаксично керованого визначення;

- подальшому розвитку процесу логічного виведення з використанням функцій у якості термів предикатів;

- введенні графових продукцій для подання знань про ієрархію і структуру проекту;

- розробці засобів адаптації експертної системи до використання у сфері проектування цифрових пристроїв.

Розроблені прикладні інтелектуальні системи використовуються в багатьох застосуваннях. Існує значна кількість експертних систем, що у різних областях: медицина, математика, геологія, військова галузь і т.д. Не втрачає своєї актуальності задача генерації програмного коду, виходячи з високорівневого подання проекту. При цьому автоматична генерація коду використовується не тільки для програмних систем, але і для інших інженерних проектів (наприклад, цифрових пристроїв), де за високорівневим поданням проекту на мові проектувальника генерується програмна модель для тотального тестування проектованої системи. Використання для автоматичної генерації коду CАSE-засобів, побудованих на традиційних обчислювальних підходах не дало бажаних результатів, тому що різні аспекти системи автоматичної генерації коду потребують застосування інтелектуальних здібностей. Тому виникає потреба дослідження можливості побудови і реалізації експертної системи, що генерує код у заданій мові програмування, виходячи з високоуровневого подання проекту на мові проектувальника.

Побудовано основні засоби реалізації ЕС, показана можливість побудови експертної системи, що автоматично генерує код за описанням проекту, на основі трикомпонентної моделі знань (граматика, числення предикатів, продукційна система). Застосування трикомпонентної моделі знань дозволяє гнучко й адекватно описувати знання різної природи і добре структурувати програмну реалізацію експертної системи: граматика описує синтаксично і семантично мову проектування, числення предикатів – правила прийняття рішень при формуванні програмного компонента і його інтерфейсів, продукційна система трансформує семантичні відношення мови проектувальника у формули числення предикатів для одержання коду як результату логічного висновку.

Удосконалено трикомпонентну модель представлення знань шляхом використання синтаксично керованого висновку замість граматики. Використання граматики вимагає застосування схем трансляції, які при розробці граматики зобов'язують розроблювача створювати деталі реалізації такої граматики, що приведе до додаткових трудозатратат і помилок. СКВ, будучи високорівневими специфікаціями правил обробки лінгвістичної інформації (лінгвістичних знань), ховає множину деталей реалізації і звільняє розроблювача від явної вказівки цих деталей. Застосування СКВ в трикомпонентній моделі знань значно полегшує побудова лінгвістичної бази знань та її реалізацію у вигляді програмного продукту.

Одержало подальший розвиток удосконалення процесу виведення у формальних системах, відображаючих базу знань та обробку знань. Досліджено задачі виведення в СКВ і логічній базі знань: для висновку в СКВ запропоновано використовувати безтупиковий висновок, керований характеристичним кінцевим автоматом, що будується методом анотування; висновок у логічній базі знань, керований стратегією, заданою таблицями рішень, доповнений керуванням, що визначається структуризацією і лексичними перетвореннями імен предикатів. Реалізація систем, що виводять, програмними компонентами дозволяє їхнє безпосереднє використання в структурі експертної системи.

Побудовано форму для представлення знань (фактів і ступеня вкладеності ієрархічних рівнів проекту) про проект у виді графової продукції. Графова продукція дозволяє уніфікацію мовного представлення проекту для різних предметних областей і, будучи структурованою, дозволяє швидкий доступ до різних своїх частин. Крім того, графова продукція може бути використана як правило в системі висновку, результатом роботи якої можуть бути різні властивості проекту. При реалізації експертної системи графова продукція обробляється уніфікованим програмним блоком загальним для всіх областей застосування.

Побудовано комплекс алгоритмів, що здійснюють обробку знань у СКВ, а так же саме синтаксично кероване визначення для графової продукції. Вираховано характеристичний автомат для безтупикового аналізу графової продукції.

Створено правила для логічної бази знань у вигляді хорнівських диз’юнктів, що здійснюють генерацію програмного коду в процесі логічного висновку. Зазначено спосіб придбання знань для бази знань, у якій присутні такі правила. Правила універсальні для різних областей застосування.

Побудовані СКВ, фрагменти логічних баз знань, алгоритми, що генерують код, для моделювання мовою VHDL комбінаційної і послідовної логіки при проектуванні цифрових пристроїв, що демонструє життєвість запропонованих у роботі рішень.

Зроблено оцінку ресурсних характеристик алгоритмів, що підтверджує їхню ефективність.

Публікації автора:

  1. Дюбко Г.Ф., Фуджу Халид Исса Мохамед. Застосування граматик у базах знань експертних систем // Проблеми біоніки. Всеукраїнський міжвідомчий науково-технічний збірник.- 2003.- Вып. 59.- С. 19-26.

  2. Дюбко Г.Ф., Фуджу Халид Исса Мохамед. Розробка експертних систем для рішення завдань планування й проектування // Радіоелектроніка й інформатика. Науково-технічний журнал.- 2004.- №1(26).- C. 141-146.

  3. Дюбко Г.Ф., Фуджу Халид Исса Мохамед. Синтаксичний аналіз язикових конструкцій, що описують цифрові пристрої // Радіотехніка. Всеукраїнський міжвідомчий науково-технічний збірник.- 2004.- Вип. 137. - C. 60-66.

  4. Дюбко Г.Ф., Харченко С.Л., Фуджу Халид Исса Мохамед. Проектування програмних моделей цифрових пристроїв // Автоматизовані системи керування й прилади автоматики. Всеукраїнський міжвідомчий науково-технічний збірник.- 2004.- - Вип. 126.- C. 37-47.

  1. Фуджу Халид Исса Мохамед. Компонентна технологія програмування для опису моделей цифрових пристроїв // Матеріали 7-го міжнародного молодіжного форуму "Радіоелектроніка й молодь у ХХ1 столітті".- Харків: ХНУРЕ.- 2003.- С. 630.

  2. Дюбко Г.Ф., Харченко С.Л., Фуджу Халид Исса Мохамед. Методи штучного інтелекту в проектуванні й реалізації програмного забезпечення // Збірник тез доповідей за матеріалами Міжнародної наукової конференції "Теорія й техніка передачі, прийому й обробки інформації".- Харків-Туапсе: ХНУРЕ.- 2003.- С. 254-255.

  3. Фуджу Халид Исса Мохамед. Подання знань грамматиками // Матеріали 8-го міжнародного молодіжного форуму "Радіоелектроніка й молодь у ХХ1 столітті". Частина 2.- Харків: ХНУРЕ.- 2004. С. 63.