Научный журнал
Фундаментальные исследования
ISSN 1812-7339
"Перечень" ВАК
ИФ РИНЦ = 1,749

РЕАЛИЗАЦИЯ СОБЫТИЙНОГО УПРАВЛЕНИЯ ЗНАНИЯМИ В МОДЕЛЯХ, ПРЕДСТАВЛЕННЫХ ОБЪЕКТНО-ОРИЕНТИРОВАННЫМИ СЕМАНТИЧЕСКИМИ ГИПЕРГРАФАМИ

Починский И.А. 1 Зинкин С.А. 1
1 ФГБОУ ВПО «Пензенский государственный университет»
В статье приводится пример формализации последовательной ситуации, заключающейся в совершении клиентом заказа новой услуги у провайдера. Для декомпозиции ситуации используется концепция событийного подхода, описанного ранее. Каждое событие связывается с одним или несколькими продукционными правилами, которые добавляются к фронту готовых продукций при возникновении события. В качестве условий применимости продукций предлагается использовать расширение активаторов логико-трансформационных правил, предоставляющее возможность запуска продукционного правила по завершении определенного события или продукции. Кроме того, введены понятия семантически-дизъюнктивного и семантически-конъюнктивного списков, которые могут использоваться в качестве значений свойств объектов любого класса в пределах семантического гиперграфа. Семантически-дизъюнктивным списком является множество значений, один или несколько элементов которого могут быть использованы как значение свойства. Семантически-конъюнктивный список – множество, каждый из элементов которого является значением свойства.
процедурные знания
продукционные правила
семантические гиперграфы
события
ситуация
интеллектуальные системы управления знаниями (ИСУЗ)
онтологии
событийный подход к управлению знаниями
1. Искусственный интеллект. Справочник в трех томах / под ред. В.Н. Захарова, Э.В. По-пова, Д.А. Поспелова, В.Ф. Хорошевского. – М.: Радио и связь, 1990.
2. Починский И.А. Использование гиперграфов для представления онтологии сетевого оборудования // Проблемы информатики в образовании, управлении, экономике и технике: Сб. статей XI Междунар. научно-техн. конф. – Пенза: ПДЗ, 2011. – С. 74–78.
3. Починский И.А. Продукционные правила в качестве средства формализации семантического гиперграфа // Университетское образование: Сб. статей XVI Междунар. научно-метод. конф. – Пенза: Изд-во ПГУ, 2012. – С. 433–445.
4. Починский И.А. Проектирование онтологии сети передачи данных на основе формализма семантических гиперграфов // Труды Всероссийского конкурса научно-исследовательских работ студентов и аспирантов в области технических наук: материалы работ победителей и лауреатов конкурса. – СПб.: Изд-во Политехн. ун-та, 2012. – С. 139–141.
5. Починский И.А. Событийный подход к управлению семантикой системы / И.А. Починский, С.А. Зинкин // Фундаментальные исследования. – 2013. – № 6 (часть 4). – С. 863–866.
6. Починский И.А. Формальное представление семантических гиперграфов и операций над ними. // Молодежь. Наука. Инновации: Труды V междунар. научно-практ. интернет-конференции / под ред. Г.К. Сафаралиева, А.Н. Андреева, В.А. Казакова – Пенза: Изд-во Пензенского филиала ФГБОУ ВПО «РГУИТП», 2012. – С. 373–377.
7. Zadeh L. Commonsense knowledge representation based on fuzzy logic // Computer. – 1983. – Vol. 16. – C. 256–281.

В ряде предыдущих работ [2, 3, 6] был исследован семантический гиперграф как формализм представления декларативных знаний, а также аргументирована необходимость представления процедурных знаний в интеллектуальных системах управления знаниями. В работе [5] был предложен событийный подход к представлению процедурных знаний и управлению онтологиями. В данной работе приводится пример реализации событийного подхода к управлению системой продукционных правил для формализации процедурных знаний моделируемой системы.

В качестве значений свойств события могут быть использованы ссылки на один или несколько классов или их экземпляров. В таком случае семантическая связь этого свойства будет инцидента каждой вершине (или одной из вершин), указанной в его (свойства) значении. Графически обозначать такую семантической дугу предлагается с помощью контура вокруг всех вершин, указанных в значении свойства, к которому направлена стрелка от вершины-события (свойство которого и рассматривается), причем в месте соприкосновения контура и стрелки изображать окружность с вписанным в нее символом конъюнкции (дизъюнкции). В качестве символьной записи предлагается использовать следующую конструкцию: {&: v1, v2, …, vk}, где v1, v2, …, vk – множество вершин, записанных в значении свойства. Такие семантические дуги предлагается называть событийно-конъюнктивными (событийно-дизъюнктивными), а множества – событийно-конъюнктивными (событийно-дизъюнктивными) списками.

Событийно-конъюнктивные и событийно-дизъюнктивные дуги, являясь средствами представления недоопределенной, неполной, неточной информации, повышают выразительные возможности ИСУЗ [7].

Рассмотрим пример, основывающийся на следующей последовательной фактической ситуации с каузально связанными событиями.

Клиент заказывает у провайдера услугу предоставления доступа к SIP-телефонии, но на его лицевом счету недостаточно средств для оплаты этой услуги, поэтому доступ к ней блокируется. После оплаты клиентом стоимости услуги блокировка снимается, и клиент совершает исходящий звонок.

Для описания формализации последовательной событийной ситуации будет использоваться модель декларативных знаний, полученная в [4].

При допущении, что локальная сеть клиента подключена только к одному провайдеру, ее аппаратное обеспечение поддерживает услугу SIP-телефонии, а биллинговая система провайдера предоставляет возможность только авансового метода расчета, обобщенный набор событий, возникающих в системе, представлен ниже.

1. Заказ клиентом у провайдера услуги SIP-телефонии:

Объект: экземпляр класса service:SIP, семантически связанный с экземпляром класса isp, который в свою очередь семантически связан с экземпляром класса client, ассоциированным с клиентом Ивановым.

Субъект: экземпляр класса client, ассоциированный с клиентом Ивановым.

Правила:

a) семантическое связывание объекта и субъекта семантической дугой has_service.

2. Изменение прав доступа для клиента на оборудовании провайдера:

Объект: экземпляр класса interface, ассоциированный с портом доступа на оборудовании провайдера, к которому подключен клиент Иванов.

Субъект: объект класса isp, ассоциированный с провайдером, услугами которого пользуется клиент Иванов.

Правила:

a) изменение свойства destination объекта на trunk;

b) добавление к значению свойства service объекта ссылки на экземпляр класса service:SIP (объект события 1).

3. Конфигурирование абонентского оборудования:

Объект: 2 экземпляра класса interface, ассоциированных с интерфейсами пограничного устройства локальной сети клиента Иванова, подключенных к порту доступа оборудования провайдера и к SIP-телефону клиента Иванова.

Субъект: экземпляр класса client, ассоциированный с клиентом Ивановым.

Правила:

a) изменение свойства destination объекта 1 (ассоциированного с интерфейсом пограничного устройства локальной сети клиента Иванова, подключенным к оборудованию провайдера) на trunk;

b) изменение свойства state объекта 2 (ассоциированного с интерфейсом пограничного устройства локальной сети клиента Иванова, подключенным к SIP-телефону) на active;

c) изменение свойства destination объекта 2 на clientSIP.

4. Списание провайдером оплаты за услугу с лицевого счета клиента:

Объект: свойство personal_account экземпляра класса client, ассоциированного с клиентом Ивановым.

Субъект: объект класса isp, ассоциированный с провайдером, услугами которого пользуется клиент Иванов.

Правила:

a) изменение объекта в соответствии со значением свойства cost экземпляра класса service:SIP, ассоциированного с услугой, заказанной клиентом Ивановым.

4. Блокирование доступа клиента к сети передачи данных:

Объект: экземпляр класса interface, ассоциированный с портом доступа на оборудовании провайдера, к которому подключен клиент Иванов.

Субъект: объект класса isp, ассоциированный с провайдером, услугами которого пользуется клиент Иванов.

Правила:

a) если значение свойства personal_account экземпляра класса client, ассоциированного с клиентом Ивановым, меньше 0, то изменение свойства state объекта на blocked.

6. Зачисление денег на лицевой счет клиента:

Объект: свойство personal_account экземпляра класса client, ассоциированного с клиентом Ивановым.

Субъект: экземпляр класса client, ассоциированный с клиентом Ивановым.

Правила:

a) изменение объекта в соответствии с текущим и целевым его значениями.

7. Предоставление доступа клиента к сети передачи данных:

Объект: экземпляр класса interface, ассоциированный с портом доступа на оборудовании провайдера, к которому подключен клиент Иванов.

Субъект: объект класса isp, ассоциированный с провайдером, услугами которого пользуется клиент Иванов.

Правила:

a) изменение свойства state объекта на active.

8. Исходящий SIP-звонок клиента:

Объект: экземпляр класса service:SIP, семантически связанный с экземпляром класса isp, который в свою очередь семантически связан с экземпляром класса client, ассоциированным с клиентом Ивановым.

Субъект: экземпляр класса client, ассоциированный с клиентом Ивановым.

Правила:

a) изменение свойства personal_account субъекта в соответствии со значением свойства cost_call объекта.

Для события 1 нет необходимости указывать в качестве одного из дополнительных параметров провайдера, у которого заказывается услуга, т.к. заранее было оговорено, что клиент пользуется услугами только одного провайдера, в противном случае необходимо было бы предусмотреть процедуру определения провайдера, услугу у которого заказал клиент.

Для события 3 объектом являются 2 вершины-экземпляра класса interface. Формально объект события 3 представляется как семантически-конъюнктивный список.

Формально создание событий в терминах семантических гиперграфов выглядит следующим образом. Сначала необходимо создать сам класс event, экземпляры которого и будут являться событиями, описанными выше.

Eqn32.wmf

Ниже приведена формальная запись создания экземпляра класса event для первого события рассматриваемой ситуации. В качестве значения свойства evType используется название ситуации, в которую входит событие (в случае если событие входит в несколько ситуаций, значением данного свойства будет являться событийно-конъюнктивный список, элементами которого будут являться названия каждой из ситуаций).

Eqn33.wmf

По аналогии с вышеприведенным вариантом создаются остальные события.

После создания всех экземпляров класса event для задания порядка возникновения событий в модели необходимо произвести каузальное связывание созданных экземпляров.

Первое событие является начальным в рассматриваемой ситуации, причиной его возникновения могут являться события других ситуаций. Поскольку в данной работе они не рассматриваются, будем использовать это событие как стартовое. Для возникновения второго и третьего событий необходимо возникновение первого. Для возникновения четвертого события необходимо возникновение второго события. Для возникновения пятого события необходимо отрицательное значение объекта четвертого события. Представление такой связи невозможно с помощью каузальных дуг (реализовать это можно в ядре правил продукций или с помощью алгоритмических решений при проектировании ИСУЗ), поэтому будем считать, что для возникновения пятого события необходимо возникновение четвертого, а обработку логического условия возложим на правило продукции, связанное с пятым событием. Для возникновения шестого события необходимо возникновение пятого. По аналогии с причиной возникновения пятого события для возникновения седьмого необходимо возникновение шестого события. Для возникновения восьмого события необходимо возникновение второго, третьего и седьмого событий. Формально это записывается следующим образом:

Eqn34.wmf

Ниже формально записан спектр продукций с правилами модификации исходной модели. В качестве сферы применения продукций выступает название события, при возникновении которого данная продукция будет отнесена к фронту готовых продукций. В качестве антецедент продукций используются условия существования обрабатываемых продукцией вершин. Кроме того, в продукциях использованы названия переменных objecti и subjecti с индексами, которые обозначают объект и субъект i-го события соответственно.

В качестве условий применимости продукций использовано расширение активаторов логико-трансформационных правил [1] – ON_FINISHED(), предоставляющее возможность запуска продукционного правила по завершении события или продукции, указанных в скобках этого активатора.

В составе антецедент ядер продукций используется операция exist(), принимающая истинное значение в случае, если вершина, указанная в скобках, существует в модели, и ложное в противном случае.

Eqn35.wmf (i1)

Eqn36.wmf (i2)

Eqn37.wmf (i3)

Eqn38.wmf (i4)

Eqn39.wmf (i5)

Eqn40.wmf (i6)

Eqn41.wmf (i7)

Eqn42.wmf (i8)

Eqn43.wmf (i9)

Eqn44.wmf (i10)

Eqn45.wmf (i11)

Вывод

В данной работе приведен пример проектирования последовательной фактической системы, описанной онтологией сети провайдера, знания в которой представлены с помощью объектно-ориентированного семантического гиперграфа. Практически доказана относительная несложность применения правил продукционного вывода для управления динамикой семантики модели системы.

Рецензенты:

Егоров С.И., д.т.н., доцент, профессор кафедры вычислительной техники, ФГБОУ «Юго-Западный государственный университет», г. Курск;

Ромм Я.Е., д.т.н., профессор, заведующий кафедрой информатики, ФГБОУ ВПО «ТГПИ имени А.П. Чехова», г. Таганрог.

Работа поступила в редакцию 19.07.2013.


Библиографическая ссылка

Починский И.А., Зинкин С.А. РЕАЛИЗАЦИЯ СОБЫТИЙНОГО УПРАВЛЕНИЯ ЗНАНИЯМИ В МОДЕЛЯХ, ПРЕДСТАВЛЕННЫХ ОБЪЕКТНО-ОРИЕНТИРОВАННЫМИ СЕМАНТИЧЕСКИМИ ГИПЕРГРАФАМИ // Фундаментальные исследования. – 2013. – № 8-6. – С. 1344-1350;
URL: https://fundamental-research.ru/ru/article/view?id=32134 (дата обращения: 29.11.2021).

Предлагаем вашему вниманию журналы, издающиеся в издательстве «Академия Естествознания»
(Высокий импакт-фактор РИНЦ, тематика журналов охватывает все научные направления)

«Фундаментальные исследования» список ВАК ИФ РИНЦ = 1.074