Методы и программные средства интеллектуализации пользовательского интерфейса систем недоопределенных вычислений

• Автор: Липатов, Алексей Андреевич
• Шифр специальности: 05.13.11
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2006
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 162 с. : ил.

ВВЕДЕНИЕ

1. ПРОБЛЕМЫ ВЗАИМОДЕЙСТВИЯ ПОЛЬЗОВАТЕЛЕЙ С СИСТЕМАМИ НЕДООПРЕДЕ ЛЕННЫХ ВЫЧИСЛЕНИЙ

1.1. Анализ современного состояния исследований в области представления и обработки не полностью определнных данных и знаний.

1.2. Недоопределнные модели и метод недоопределнных вычислений

1.2.1. Программирование в ограничениях

1.2.2. Недоопределнные модели

1.3. Области применения метода недоопределнных вычислений

1.3.1. Существующие системы недоопределнных вычислений и области их применения.

1.3.2. Взаимодействие пользователя с системой недоопределнных вычислений при решении задачи основные этапы.

1.3.3. Проблемы применения метода недоопределнных вычислений.

1.4. Существующие подходы к решению поставленных проблем

1.4.1. Визуализация числовых данных.
1.4.2. Графическое отображение недоопределнных моделей в современных системах недоопределнных вычислений.
1.5. Структурное представление недоопределнных моделей в современных системах недоопределнных вычислений
1.6. Постановка задачи диссертационного исследования
Выводы
2. МЕТОДЫ ВИЗУАЛИЗАЦИИ И СТРУКТУРНОГО ПРЕДСТАВЛЕНИЯ НЕДООПРЕДЕЛННЫХ МОДЕЛЕЙ .
2.1. Теоретические основы недоопределнных моделей и метода недоопределнных вычислений
2.1.1. Модель и ее недоопределннос описание
2.1.2. Операции над недоопределнными значениями и функции от недоопределнных переменных
2.1.3. Недоопределнные расширения
2.1.4. Модели с недоопределнными переменными и метод недоопределнных вычислений.
2.2. Методы интерактивного графического представления некоторых элементов
недоопределнных моделей
2.2.1. Требования к графическому отображению элемеГГОв недоопределнных моделей в системах недоопределнных вычислений.
2.2.2. Метод визуализации одномерных массивов недоопределнных переменных.
2.2.3. Метод визуализации двухмерных массивов недоопределнных переменных.
2.2.4. Метод визуализации трхмерных массивов недоопределнных переменных.
2.2.5. Методы визуализации недоопределнных функций.
2.2.6. Особенности предложенных методов.
2.3. Структурные недоопределнные модели
2.3.1. Кластерные структурные модели
2.3.2. Пример описания недоопределнной модели в кластерном виде
2.3.3. Метод частичной автоматизации внесения изменений в кластерные структурные модели в процессе решения задачи
2.3.4. Особенности предложенного метода.
3. АЛГОРИТМИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ ВИЗУАЛИЗАЦИИ НЕДООПРЕДЕЛННЫХ ЧИСЛОВЫХ ПЕРЕМЕННЫХ И ФУНКЦИОНАЛЬНЫХ ЗАВИСИМОСТЕЙ
3.1. Алгоритмы визуализации элементов недоопределнной модели.
3.1.1. Работа системы недоопределнных вычислений и е графической подсистемы в режиме диалога с пользователем
3.1.2. Работа графической подсистемы в режиме интерактивного отображения массива недоопределнных переменных
3.1.3. Работа графической подсистемы в режиме интерактивного отображения недоопределнной функции
3.1.4. Визуализация одномерных массивов недоопределнных переменных.
3.1.4.1. Алгоритм построения линейной шкалы значений недоопределнных переменных
3.1.4.2. Алгоритм масштабирования шкалы значений элементов массива по значению элемента массива.
3.1.5. Визуализация двухмерных массивов недоопределнных переменных.
3.1.6. Получение графической подсистемой информации об отображаемых элементах . недоопределнной модели
3.2. Структуры данных для визуализации элементов недоопределнных моделей.
3.2.1. Структуры данных для представления одномерных массивов недоопределнных переменных.
3.2.2. Структуры данных для представления двухмерных массивов недоопределнных переменных
3.2.3. Структуры данных для представления недоопределнных функций от одного аргумента
Выводы.
4. ПРОЕКТИРОВАНИЕ, ПРОГРАММНАЯ РЕАЛИЗАЦИЯ И ВНЕДРЕНИЕ ГРАФИЧЕСКОЙ ПОДСИСТЕМЫ ДЛЯ СИСТЕМ НЕДООПРЕДЕЛННЫХ ВЫЧИСЛЕНИЙ.
4.1. Графическая подсистема Ю
4.1.1. Функции и архитектура графической подсистемы Ю
4.1.2. Менеджер визуализации.
4.1.3. Хранилище одномерных массивов.
4.1.4. Хранилище двухмерных массивов.
4.1.5. Блок визуализации одномерных массивов.
4.1.6. Блок визуализации двухмерных массивов.
4.1.7. Блок визуализации функций от одной переменной.
4.1.8. Пользовательский интерфейс графической подсистемы.
4.1.9. Программный интерфейс графической подсистемы Ю
4.2. Графическая подсистема Ю в составе интеллектуального решателя п1Са1с
4.3. Примеры использования графической подсистемы Ю
4.3.1. Нахождение глобального минимума функции от двух переменных
4.3.2. Использование подсистемы Ю при решении недоопределнной системы ограничений
4.4. Сравнение графической подсистемы Ю с существующими графическими средствами систем недоопределнных вычислений.
4.5. Тестирование графической подсистемы Ю.
4.6. Внедрение и использование результатов диссертации.
4.6.1. Области применения графической подсистемы Ю.
4.6.2. Применение графической подсистемы Ю для экспериментального исследования метода Нвычислений и тестирования вычислительного ядра решателя шСа1с
4.6.3. Применение графической подсистемы Ю при решении задач в области экономики.
4.6.4. Применение графической подсистемы для решения технических и экономических задач
при проектировании летательных аппаратов.
4.6.5. Использование разработанных методов и алгоритмов
ВЫВОДЫ
ВВЕДЕНИЕ
Актуальность


Основные положения и результаты диссертации докладывались и обсуждались на III международной конференции Проблемы управления и моделирования в сложных системах, г. Самара, г. КИИ г. Тверь, г. Научных сессиях МИФИ г. Москва, гг Доклады, представленные на Научных сессиях МИФИ в , и гг. Научной сессии МИФИ. Публикации. Основные результаты, полученные при выполнении диссертационной работы, опубликованы в печатных работах, в том числе одна статья в журнале, включнном ВАК РФ в перечень ведущих рецензируемых научных журналов и изданий, одна статья на английском языке в сборнике, выпущенном в рамках международного проекта, десять докладов в сборниках трудов конференций. Структура и объм работы. Диссертация состоит из введения, четырх разделов, заключения, списка использованной литературы наименований и приложений. Основная часть диссертации содержит 0 страниц машинописного текста, включая рисунка, 7 таблиц. Анализ современного состоянии исследований в области представления и обработки не полностью определнных данных и
Проблема взаимодействия человека с ЭВМ существует на протяжении всей истории развития вычислительной техники. Расширение сферы использования ЭВМ и увеличение масштабов их применения привело к появлению новой массовой категории пользователей прямых конечных пользователей, работающих с ЭВМ в диалоговом режиме 1. Значение и сложность проблемы взаимодействия прямых конечных пользователей с ЭВМ существенно возрастает в связи с разработкой систем, осуществляющих представление и обработку не полностью определнных данных и знаний, что напрямую связано с одним из перспективных направлений в современном искусственном интеллекте недоопределнными моделями Нмоделями и методом недоопределнных вычислений Нвычислений. Прикладное значение Нмоделей и Нвычислений особенно велико в контексте проблем представления и обработки знаний, содержащих НЕфакторы. Для многих областей деятельности человека характерна неопределенность данных и знаний, которая может иметь различную природу. В связи с этим, актуальной является задача представления и обработки такого рода неопределнностсй в интеллектуальных системах. В начале х годов для обозначения комплекса свойств характерных для реальной системы знаний, но плохо представленных в формальных системах, таких как недоопределнность, неточность, неполнота, некорректность, нечеткость и др. Нариньяни был предложен термин НЕфакторы 2,3. Так, например, различные аспекты, связанные с нечеткостью, представлены в работах 4, 5, 6, 7, 8. Большое внимание проблемам извлечения, представления и обработки НЕфакторов уделяется при создании экспертных систем 9, , , . Учт множества НЕфакторов является одним из основных принципов синергетического подхода в искусственном интеллекте . В работах 2, , , наибольшее развитие получили методы представления и обработки таких НЕфакторов, как неточность, недоопределиность и неоднозначность. Поскольку тема данной диссертации связана с программными системами, осуществляющими представление и обработку данных и знаний, содержащих недоопределиность, этот НЕфактор будет рассмотрен более подробно. Как отмечается в работе , недоопределиность представляет собой частичное знание о сущности х, ограниченное информацией о том, что х принадлежит к некоторому конкретному множеству X. При уточнении знаний или данных, описывающих х, множество X сокращается, стягиваясь в потенциале до одного элемента, который и отражает полную информацию о х. Такое определение допускает возможность существования разных видов недоопрсделнности, например, недоопределеиность значения переменной интервал возможных значений или недоопределиность отношения из данных пока не ясно, какое из отношений Ль Я2, или Я3 связывает параметры х, у, г. Исследования недоопределнности привели к созданию математического аппарата Нмоделей 2, 3, , который был реализован в ряде прикладных систем и успешно применяется для решения задач в таких областях, как экономика и финансы, инженерные расчеты, календарное планирование, вычислительная математика ,,,,,,.