Информационно-поисковая система для разработки программного обеспечения систем автоматизации на основе паттернов проектирования

• Автор: Бевзов, Алексей Николаевич
• Шифр специальности: 05.13.18
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2009
• Место защиты: Новосибирск
• Количество страниц: 145 с. : ил.

Оглавление

Глава 1. Анализ информационнопоисковых систем.

1.1 Примеры некоторых ИПС

1.2 Возможности поиска информации в Интернете

1.3 Обработка текстов на естественном языке

1.4 Основные составляющие ИПС

1.4.1 Основные типы информационнопоисковых языков ИПЯ.

1.4.2 Базовые принципы обработки текстов на естественных языках ЕЯ

1.4.3 Индексирование документов

1.5 Эволюция и тенденции развития ИПС

1.6 Построение экспертных систем на основе алгоритмов

нечеткой логики
1.7 Изучение сложных объектов в синергетике
1.8 Исследование формальной структуры текстов на
естественном языке.
Глава 2. Возможности выполнения частично автоматизированной и полностью автоматической обработки, а также поиска
информации в текстовых документах
2.1 Частично автоматизированный поиск информации.
2.1.1 оиск 1ТП на основе методов нечеткой логики.
2.1.2 Определение ЛП и дискретизация областей значений параметров
2.1.3 Ввод экспертных знаний.
2.1.4 Получение продукционных правил построение нечеткого отношения между значениями входных и выходиых параметров
2.1.5 Формулировка пользовательского запроса.
2.1.6 Фазификация четкого входа и определение степени влияния
каждого продукционного правила.
2.1.7 Моделирование функциональной зависимости нечеткими композициями
2.1.8 Дефазификация полученного результата для определения
четкого значения выхода.
2.1.9 Определение целевого объекта
2.2 Полностью автоматическая обработка и поиск текстовой
информации
2.2.1 Методология синергетики. Отказ от полного динамического описания феномена и переход к поиску аттрактора
2.2.2 Синергетический взгляд на информацию.
Информация как эволюционный процесс.
2.2.3 Возможности синергетики при обработке временных рядов.
2.2.4 Алгоритм обработки временного ряда для оценки
размерности аттрактора
2.2.5 Текст как сложный объект
2.2.6 Аналогия между текстом и физическим объектом
2.2.7 Методика предварительной обработки текста.
2.2.8 Получение временных рядов и их обработка
2.3 Основные особенности для программной реализации ИПС.
Глава 3. Создание ИПС для поиска паттернов
проектирования
3.1 Создание модуля ПКС.
3.1.1 Методика исследования текста с целью выявления ключевых
слов на основе обработки временных рядов
3.1.2 Модели текста и алгоритмы обработки данных для поиска аттракторов.
3.1.3 Проведение сравнительных испытаний
3.2 Создание модуля ППК
3.2.1 Создание списка идентификационных признаков ПП
3.2.2 Ввод экспертных знаний для определения ПП
3.2.3 Ввод пользовательского вопроса для поиска .
3.2.4 Алгоритм поиска ПП и диаграмма объектов модуля ППК
3.2.5 Настройка модуля ППК на предметную область .
3.3 Оценка созданной информационнопоисковой системы
Глава 4. Использование созданной ИПС для поиска паттернов проектирования при создании программного обеспечения в проектах автоматизации промышленных объектов.
4.1 Создание коммуникационного программного обеспечения для
системы автоматизации Новосибирской ГЭС.
4.1.1 Новосибирская ГЭС как объект автоматизации
4.1.2 Поиск паттернов для коммуникационной системы
4.2 Создание программного обеспечения для ростовой установки для выращивания монокристаллов кремния
4.2.1 Ростовая установка как объект автоматизации.
4.2.2 База данных параметров
4.3 Эффективность использования паттернов проектирования при
создании программного обеспечения для автоматизации
промышленных объектов.
Заключение
Литература


Для создания ИПС как системы искусственного интеллекта используется методология построения экспертных систем в виде набора экспертных правил, которые задаются экспертами в предметной области и с помощью которых можно находить ответы на поставленные вопросы. Созданная в этой работе РЕПС аналогична экспертным системам ЭС, которые создаются и используются при решении задач управления в промышленности, а также в медицинской и технической диагностике. При этом внутренний механизм
поиска в ИПС создается на основе математического аппарата нечеткой логики. В работе использовались результаты, полученные учеными и исследователями в естественнонаучных и технических областях знаний. Методологические основы к исследованию сложных объектов были заложены А. Пуанкаре, И. Пригожиным, Г. Хакеном. Математический аппарат и методы решения и качественного исследования дифференциальных уравнений, описывающих динамику поведения сложных объектов, были исследованы в работах А. Пуанкаре, А. М. Ляпунова, Р. Тома, А. Н. Колмогорова, И. В. Арнольда и многих других. При создании информационнопоисковой системы использовались принципы, изложенные в работах Л. А. Заде, которые затем были применены для решения задач нечеткого управления промышленными объектами . В методическом отношении, при построении информационнопоисковой системы использовались идеи и рекомендации, изложенные в работах , . При исследовании текста как информационного объекта использовались идеи и методы описания, а также исследования сложных объектов, включая алгоритмы обработки временных рядов, разработанные в рамках синергетики. Предложен подход, который продолжает и расширяет существующие югассичсские методы проведения автоматического индексирования текстов на естественном языке, которые опираются на статистические свойства текста без детального учета и разбора его семантических свойств, требующих привлечения специфических, зависящих от конкретного языка лингвистических знаний. В основе разработанных методов, с одной стороны, лежит идея поиска ключевых слов, отражающих смысл текста с опорой на частоту употребления слов. С другой стороны, учитывается и тот факт, что осмысленный текст коренным образом отличается от бессмысленного текста, имеющего идентичные статистические характеристики с точки зрения частоты употребления одних и тех же слов. Предложено выполнять сравнение двух типов текста исходного со смыслом и хаотичного без смысла для определения наиболее важных ключевых слов в тексте. Поскольку оба типа текстов легко и надежно можно получить в рамках машинной обработки текста на естественном языке, удается решить сложную в техническом отношении проблему, связанную с использованием смысловых характеристик текста при выполнении его автоматической индексации. Предложено рассматривать текст как динамический объект, из которого можно извлечь последовательность некоторых измеренных значений. Полученная последовательность измерений трактуется как временной ряд, что позволяет обрабатывать такой сложный для формализации объект, как текст на естественном языке, методами обработки временных рядов с целыо определения наиболее важных ключевых слов. Предложены модели рассмотрения текста как динамического объекта, благодаря которым можно исследовать эволюцию поведения текста. В основе этих моделей лежит исследование эволюции частотных и позиционных характеристик повторяющихся слов в тексте. На основании проведенных численных экспериментов для предложенных моделей показано различное поведение обычного текста и хаотически перемешанного текста. Разработаны методы и алгоритмы индексирования текста на естественном языке, в рамках которых сформулирован критерий выявления ключевых слов из повторяющихся слов. Разработанные методы и алгоритмы могут быть использованы для выполнения полностью автоматического индексирования текстов на естественном языке без необходимости привлечения экспертовлингвистов. Предложена методика автоматизированного поиска шаблонов паттернов проектирования в информационнопоисковой системе.