Реферат: Решение творческих задач методом блочных альтернативных сетей: объектно-ориентированные представления

Учебный план

Расписание

Рис 1.4 Постановка исходной задачи составления расписания

Рис. 1.4 Ключевые абстракции, характеризующие словарь предметной области

2. Методология решения задачи

2.1 Модель представления знаний для проекта «Учебное расписание»

При обсуждении задачи составления (планированию) расписания важно выделить требования, предъявляемые к знаниям. Знания, необ­ходимые для выполнения функций планирования расписания, должны быть полными, хорошо определенными и тщательно структурированны­ми. Методы для представления и использования этих знаний должны иметь результатом расписание, достаточно эффективное и гибкое. Среда, для которой создается расписание на базе искусственного интеллекта, должна демонстрировать недетерминизм, означая, что возможен более чем один допустимый путь его составления. Для ре­шения здесь требуются рассуждения, которые связаны с объектами, обладающими гибкими (полиморфными) характеристиками.

На данном этапе введем понятие архитектуры для обработки и представления знаний (АОЗ). АОЗ имеет две составляющих: внутрен­нюю и внешнюю. Внешняя составляющая напрямую связана с моделью представления знаний, а внутренняя отождествляется с конкретной аппаратной (,или программной,) архитектурой электронной вычисли­тельной машины (ЭВМ), на платформе которой создается программный продукт. Естественно, что указанные составляющие должны иметь как можно более простые связи, т.е. каждому семантическому элементу модели представления знаний должна быть сопоставлена естественная аппаратная (программная) реализация.

В ЭВМ "неймановского типа" для того, чтобы выполнить некото­рую обработку данных, необходимо написать алгоритм обработки в виде программы и ввести ее в компьютер. Если попытаться подобным методом разработать систему обработки знаний, то неизбежно возни­кают две проблемы. Первая связана со слиянием знаний с механизмом логического вывода. Она состоит в том, что знания об объекте и механизм логического вывода, использующий эти знания, не должны отличаться друг от друга, т.е. их следует представлять в виде цельной процедуры. Вторая проблема обуславливается сложностью об­новления знаний, когда пополнение, уничтожение или изменение знаний, ломающихся объекта, означает изменение программы, и трудно точно определить, до какой части программы распространяется это влияние. Эти проблемы можно разрешить, если разработать систему с модульным представлением знаний.

Наиболее часто используемые модели представления знаний для решения задач искусственного интеллекта (ИИ) приведены в табл. 1.1.

Таблица 1.1

Для проекта "Учебное расписание" был выбран объектно-ориенти­рованный (ОО) формализм представления знаний, который можно трак­товать как уточнение формализма фреймов (в формализме фреймов не делается различия между видом отношений класс/подкласс и видом отношений класс/конкретный экземпляр, в то время как в ОО форма­лизме эти два вида отношений являются ортогональными).

ОО модель знаний также выгодна с точки зрения процесса предс­тавления знаний, который включает в себя следующие этапы:

1. Идентификация классов и объектов данного уровня абстрак­ции;

2. Идентификация семантики классов и объектов;

3. Идентификация связей между классами и объектами;

4. Идентификация классов и объектов (программная реализация).

2.1.1. Объектно-ориентированная модель представления знаний

Концептуальной основой объектно-ориентированного стиля представления систем является подход, которому соответствуют четыре главных элемента:

- абстрагирование;

- ограничение доступа;

- модульность;

- иерархия.

Под абстрагированием понимают выделение существенных характе­ристик (атрибутов) объектов (определение абстрактного типа дан­ных), которые отличают его от всех других видов объектов и, таким образом, четко определяют особенности данного объекта с точки зрения дальнейшего рассмотрения и анализа.

На данном этапе введем понятие инкапсуляции как объединения атрибутов объектов и функций управления объектами в единую описа­тельную структуру - класс. Таким образом, понятие класс определяет множество объектов, связанных общностью структуры и поведения.

Следует разделять внутреннее и внешнее проявление класса. Ин­терфейсная часть описания класса соответствует его внешнему проявлению, подчеркивает его абстрактность, но скрывает его структу­ру и особенности поведения. Реализация класса составляет его внутреннее проявление и определяет особенности поведения, т.е. в данной части раскрывается реализация тех операций, которые пере­числены в интерфейсной части описания.

Интерфейсная часть класса состоит из перечня действий, кото­рый допускает описание, других классов, констант, переменных и других особенностей, необходимых для полного определения данной абстракции. Интерфейсная часть описания класса разделена на три составные части: