Разработка моделей иерархических описаний для эффективного решения сложных задач в многомашинных многопроцессорных комплексах

• Автор: Смирнов, Дмитрий Владимирович
• Шифр специальности: 05.13.18
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2002
• Место защиты: Екатеринбург
• Количество страниц: 134 с.

ОГЛАВЛЕНИЕ
Введение.

Глава 1. Модель оценки и оптимизации затрат в многоуровневых нечетких средах

1.1. Введение.

1.2. Оценка и оптимизация затрат

1.3. Теоретиковероятностная интерпретация модели.

1.4. Обобщение на нечеткий случай.

1.5. Пример.

1.6. Программная реализация.

1.7. Заключение.

Глава 2. Гибридная модель представления знаний, объединяющая традиционные модели представления
2.1. Введение
2.2. Общая характеристика модели
2.3. Ваза знаний.
2.4. Механизм вывода.
2.5. Подсистема объяснений.
2.6. Приобретение знаний.
2.7. Язык представления знаний.
2.8. Связь модели с логическим представлением
2.9. Алгебраическая интерпретация модели.
2 Пример
2 Программный комплекс ПИФАГОР
2 Заключение
Глава 3. Исчисление и алгебра иерархических схем и языков
3.1. Введение
3.2. Исчисление иерархических схем.
3.3. Минимизация аксиоматической системы.
3.4. Полнота и непротиворечивость аксиоматической системы.
3.5. Алгоритмическая алгебра иерархических схем.
3.6. Алгебра иерархических языков.
3.7. Заключение.
Глава 4. Оптимизация времени вычислений в многомашинных, многопроцессорных системах и программная среда Вычислительный портал.
4.1. Введение
4.2. Оптимизация времени обменов в многомашинных, многопроцессорных системах.
4.3. Оптимизация времени вычислений в условиях многозадачного режима
4.4. Оптимизация времени вычислений в разделяемых группах.
4.5. Сокращенные вычисления.
4.6. Программная среда Вычислительный портат для многомашинных, многопроцессорных систем.
4.7. Заключение.
Заключение.
Библиография


Данная модель объединяет в себе традиционные модели представления знаний, организованные по иерархическому признаку, при этом каждый язык представления знаний (как и ограничивающая его модель) максимально соответствуют предметной области. Применительно к этой модели предложены организации базы знаний, механизм вывода, подсистем объяснений, приобретения знаний. Разработан программный комплекс ПИФАГОР, реализующий основные элементы предложенной модели. В третьей главе предлагается формальный математический аппарат для анализа иерархических схем и иерархической мультиязыковой технологии. Конструируется исчисление рГсхем, как аксиоматическая система описания семантики, на базе логики Хоара. Предложенная аксиоматическая система позволит получать различные свойства программ, однозначно их интерпретировать, проводить их верификацию. Проводится минимизация аксиоматической системы, доказывается ее полнота и непротиворечивость относительно операционной семантики. Рассматривается алгоритмическая алгебра рЬсхем. Тождества алгебры выводятся как следствия аксиоматической системы. Исследуется алгебра иерархических языков. Полученные тождественные соотношения обеспечивают алгебраические средства для оптимизации программ на основе эквивалентных преобразований. Полученный аппарат может использоваться как основная математическая модель при проектировании программ. В четвертой главе предлагается модель для оптимального распределения процессов в технической системе вычислительных узлов с целью минимизации времени выполнения программы с учетом обменов. В модели каналы связи между узлами могут обладать различной пропускной способностью, узлы могут быть связаны не напрямую. Допускаегся многозадачный режим на одном процессоре. Эта модель оптимизации использует иерархическую мультиязыковую рьтехнологию. В общем случае задача оптимизации решается методом ветвей и границ. Отдельно рассматриваются частные случаи, в которых допустимо решение задачи оптимизации с помощью динамического программирования, например, когда возможно разбиение множества процессов на независимые группы. Указанная модель апробирована на разработанном программном примере. Созданы программные средства, обеспечивающие интеграцию аппаратных и программных ресурсов мощных вычислителей. Следует отметить, что разработанные программы содержат возможность взаимодействия друг с другом. В частности, комплекс ПИФАГОР, используя подсистемы, может вызывать программу, реализующую модель оптимизации затрат, и ресурсы мощных вычислителей. Результаты диссертации актуально использовать в задачах, требующих иерархических, мулыиязыковых сред и многомашинных, многопроцессорных систем. Результаты, содержащиеся в работе, являются новыми. Они докладывались на международных конференциях Fourth Conference of the International Society for Decision Support (Lausanne: Switzerland, ), "Flexible Computation in Intelligent Systems: Results, Issues, and Opportunities" (Cambridge: USA, ), "Human-Computer Interaction" (Москва, ), "Interactive Systems: The Problems of Human-Computer Interaction" (Ульяновск, , ), "Мягкие вычисления" (Казань, ), "New technology in education" (Троицк, , , ); Всероссийских конференциях "Информационные технологии и электроника" (Екатеринбург, ), "Информационные технологии в школах и вузах" (Москва, , ), "Информатизация образования" (Екатеринбург, ); Региональных молодежных конференциях "Проблемы теоретической и прикладной математики" (Екатеринбург, , , , , , , ). Основные результаты опубликованы в тридцати работах, список которых представлен в отдельном разделе в конце диссертации. Но теме диссертации дополнительно к публикациям было подготовлено десять научно-технических отчетов. Созданный программный комплекс ПИФАГОР находится в коммерческой реализации, внедрен в Центре экспериментальной и клинической хирургии г. Екатеринбурга и в ряде школ, используется в одном из курсов в Уральском Государственном Техническом Университете. Есть акты внедрения. Автор глубоко признателен В. В.Прохорову за руководство работой, внимание и полезные советы.