Методы и программные средства создания экспертных систем принятия решений

• Автор: Ополченов, Алексей Викторович
• Шифр специальности: 05.13.11
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2003
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 193 с.

ОГЛАВЛЕНИЕ
ВВЕДЕНИЕ

1. О задаче создания СПР функционального типа.

1.1 СПР функционального типа и задачи их синтеза и верификации

1.2 СПР функционального типа и распознавание образов

1.3 Алгоритмические основы теории распознавания частично упорядоченных объектов

1.4 СПР функционального типа и теория поиска и хранения информации.

1.5 Уточнение постановки задачи

Выводы по первой главе.

2. Исчисление граней.

2.1 Исчисление граней. Математическая модель

2.2 Особенности программной реализации исчисления граней
2.3 Некоторые алгоритмы исчисления граней
2.4 Минимизация покрытий подмножеств декартова произведения
Выводы по второй главе
3. Обобщенные графики отображений и алгоритмы верификации их непротиворечивости и полноты
3.1 Математическая модель СПР
3.2 Верификация непротиворечивости моделей СПР .
3.3 Верификация полноты моделей СПР .
Выводы по третьей главе.
4. Синтез информационных сред, реализующих функциональные отображения.
4.1 Синтез информационной среды в виде подграфика функционального отображения.
4.2 Модифицированные алгоритмы распознавания
4.3 Алгоритм верификации полноты на основе модифицированного алгоритма
4.4 Использование структурных свойств решающего правила для ускорения принятия решений.
4.5 Сложность алгоритмов распознавания
Выводы по четвертой главе.
ГЛАВА 5. Программный комплекс X и методика создания экспертных систем на его основе
5.1 Краткое описание программного комплекса X .
5.2. Обменный формат для представления исходных данных и информационных сред.
5.2.1 Схемы формата X.
5.2.2 Схемы формата .
5.3 Методика создания и применения СПР с использованием
программного комплекса X
Выводы по пятой главе..
ГЛАВА 6. Экспериментальное исследование методики синтеза и верификации СПР.
6.1 Примеры синтеза и верификации СПР.
6.1.1 Предметная область i.
6.1.2 Предметная область
6.2 Применение разработанных методов в федеральной системе учета и контроля ядерных материалов.
6.2.1 Подготовка исходных данных на X .
6.2.2 Модификация АРМ.
6.2.3 Исследование временных характеристик алгоритмов распознавания предметной области iii
6.3 Исследование времени работы алгоритмов распознавания на случайных наборах данных
6.3.1 Исследование зависимости времени работы алгоритмов разделения от размерности области.
6.3.2 Исследование зависимости времени работы алгоритмов распознавания от размерности области
6.3.3 Исследование зависимости времени работы алгоритмов разделения от числа граней решающей функции.
6.3.4 Исследование зависимости времени распознавания от числа
граней решающей функции.
Выводы по шестой главе
Заключение
Список используемой литературы


Во второй главе уточняется понятие грани декартова произведения ко-нечных множеств, описываются система операций на гранях и алгоритмы исчисления граней, в частности алгоритмы преобразования покрытий подмножеств декартова произведения гранями, и рассматриваются особенности их компьютерной реализации. В третьей главе рассматриваются математические модели обобщенных графиков отображений реализуемых системами принятия решений функционального типа и алгоритмы верификации непротиворечивости и полноты таких моделей. В четвертой главе описываются алгоритмы синтеза информационных сред, реализующих отображения, заданные обобщенным графиком. Описываются особенности компьютерной реализации этих алгоритмов с учетом возможной неполноты используемой компьютерной модели обобщенного графика отображения и с предупреждением о возможной неточности решения в этом случае. Исследуются варианты организации информационной среды, соответствующие алгоритмы поиска решений в таких средах и теоретические оценки их сложности. В пятой главе приводится описание программного комплекса РООКЕХ и созданной на его основе методики создания СПР функционального типа для задаваемой предметной области. В шестой главе рассматриваются примеры систем принятия решений, сконструированных на основе предложенной в диссертации методики, результаты сравнительного тестирования различных методов реализации алгоритмов принятия решений при случайных исходных данных, экспериментальные данные, подтверждающие теоретические оценки времени принятия решений, а также результаты практического использования предложенной методики и разработанного программного обеспечения. В заключении приведены основные результаты исследований, полученные в диссертационной работе, а также сформулированы направления дальнейших исследований. Глава 1. Настоящая глава посвящена анализу теоретических предпосылок диссертации и уточнению задачи исследования с позиций теории построения систем принятия решений, теории распознавания образов, теории хранения и поиска информации. Изучаемые в настоящей работе экспертные системы принятия решений функционального типа реализуют задаваемые обобщенные графики отображения множества описаний объектов или ситуаций на множество возможных решений в виде информационных сред и алгоритмов поиска решения для задаваемой ситуации в них. В работе изучаются математические модели исходных описаний отображений, методы их верификации, методы синтеза определяемых ими информационных сред и алгоритмы информационного поиска в них. Уточнению'использованных понятий обобщенного графика отображения и информационной среды и связи между этими понятиями предпошлем рассмотрение нескольких характерных примеров. Пример 1. Рассмотрим несколько способов вычисления значения функции алгебры логики/{ОД }п—>{0,1} на данном наборе значений переменных при различных способах ее описания. Ахи *2, *з) = ? Например, Д 1,1,0)= 1. Недостатком такого способа задания ФАЛ и определения ее значения является резкое возрастание объема массива с ростом числа переменных функции. Последующие примеры показывают, что объем информации иногда можно уменьшить, правда, за счет дополнительных затрат времени. Для задания функции можно использовать список ? В данном случае мы имеем дело с обобщенным описанием графика функций. Для вычисления значения функции на данном наборе при просмотре списка обнаруживается элемент списка, где грань содержит данный набор. Решением является указанное в этом элементе списка значение. Например, при поиске решения для точки (1,1,0) рассмотрим сначала первый элемент ((0, 0,х), 0) списка ? Следовательно, искомым решением будет 1. Если множество значений функции бинарно, то возможно упрощенное представление в виде обобщенного графика. Функция задается в виде покрытия области Муединичных значений ФАЛ интервалами единичного л-мерного куба. Для заданного набора (аі, а2, а3) из области определения поиск решения сводится к поиску грани (си, ст2, <*з), содержащей данный набор. Результатом поиска будет решение 1, если такая грань обнаружится и решение 0 в противном случае. Например, вычисление значения ФАЛ на наборе (1, 1,0) завершается на первом шаге, поскольку (1,1, 0) є (1,х, 0). С помощью данного списка можно восстановить решение для любого набора (аь а2, а3) из области определения.