الطريقة الحثية المضببة وتطبيقاتها في نمذجة نظم المعرفة والمعلومات

تقترح هذه المقالة طريقة الاستقراء الضبابي التي طورها المؤلف كمزيج من أحكام الرياضيات الضبابية ونظرية الفركتلات، وتقدم مفهوم درجة التكرار لمجموعة غامضة، وتقدم وصفًا للتكرار غير الكامل لمجموعة غامضة تم تعيينه كبُعد كسري لنمذجة مجال الموضوع. يعتبر نطاق تطبيق الطريقة المقترحة ونماذج المعرفة التي تم إنشاؤها على أساسها كمجموعات غامضة هو إدارة دورة حياة أنظمة المعلومات، بما في ذلك تطوير سيناريوهات لاستخدام واختبار البرمجيات.

موضوعية

في عملية تصميم وتطوير وتنفيذ وتشغيل نظم المعلومات، من الضروري تجميع وتنظيم البيانات والمعلومات والمعلومات التي يتم جمعها من الخارج أو التي تنشأ في كل مرحلة من مراحل دورة حياة البرنامج. وهذا بمثابة المعلومات اللازمة والدعم المنهجي لأعمال التصميم وصنع القرار، وهو ذو أهمية خاصة في حالات عدم اليقين العالية وفي البيئات ضعيفة التنظيم. لا ينبغي أن تكون قاعدة المعرفة التي تشكلت نتيجة لتراكم وتنظيم هذه الموارد مصدرًا للخبرة المفيدة التي اكتسبها فريق المشروع أثناء إنشاء نظام المعلومات فحسب، بل يجب أيضًا أن تكون أبسط الوسائل الممكنة لنمذجة الرؤى والأساليب والحلول الجديدة. خوارزميات لتنفيذ مهام المشروع. وبعبارة أخرى، فإن قاعدة المعرفة هذه هي مستودع لرأس المال الفكري، وفي الوقت نفسه، أداة لإدارة المعرفة [3، 10].

ترتبط كفاءة وفائدة وجودة قاعدة المعرفة كأداة بكثافة الموارد اللازمة لصيانتها وفعالية استخلاص المعرفة. كلما كان جمع وتسجيل المعرفة في قاعدة البيانات أبسط وأسرع وكلما كانت نتائج الاستعلامات أكثر اتساقًا، كانت الأداة نفسها أفضل وأكثر موثوقية [1، 2]. ومع ذلك، فإن الأساليب المنفصلة وأدوات الهيكلة التي تنطبق على أنظمة إدارة قواعد البيانات، بما في ذلك تطبيع العلاقات في قواعد البيانات العلائقية، لا تسمح بوصف أو نمذجة المكونات الدلالية والتفسيرات والمجموعات الدلالية الفاصلة والمستمرة [4، 7، 10]. وهذا يتطلب منهجًا منهجيًا يعمم حالات خاصة من الأنطولوجيات المحدودة ويجعل النموذج المعرفي أقرب إلى استمرارية وصف مجال موضوع نظام المعلومات.

يمكن أن يكون مثل هذا النهج مزيجًا من أحكام نظرية الرياضيات الضبابية ومفهوم البعد الكسري [3، 6]. من خلال تحسين وصف المعرفة وفقًا لمعيار درجة الاستمرارية (حجم خطوة التمييز في الوصف) في ظل ظروف التقييد وفقًا لمبدأ عدم اكتمال غودل (في نظام المعلومات - عدم الاكتمال الأساسي للاستدلال والمعرفة المستمدة من هذا النظام بشرط اتساقه)، وإجراء التشويش المتسلسل (الاختزال إلى الغموض)، نحصل على وصف رسمي يعكس مجموعة معينة من المعرفة بشكل كامل ومتماسك قدر الإمكان والذي من الممكن تنفيذ أي عمليات عمليات المعلومات - التجميع والتخزين والمعالجة والنقل [5، 8، 9].

تعريف مجموعة العودية غامض

لتكن X مجموعة من القيم لبعض خصائص النظام النموذجي:

(1)

حيث n = [N ≥ 3] – عدد قيم هذه الخاصية (أكثر من المجموعة الأولية (0; 1) – (خطأ; صحيح)).
دع X = B، حيث B = {a,b,c,…,z} هي مجموعة المعادلات، عنصرًا بعنصر يتوافق مع مجموعة قيم الخاصية X.
ثم مجموعة غامضة ، والذي يتوافق مع مفهوم غامض (في الحالة العامة) يصف الخاصية X، يمكن تمثيله على النحو التالي:

(2)

حيث m هي خطوة تمييز الوصف، i تنتمي إلى N - تعدد الخطوات.
وعليه، ومن أجل تحسين النموذج المعرفي حول نظام المعلومات وفق معيار استمرارية (ليونة) الوصف، مع البقاء ضمن حدود فضاء عدم اكتمال الاستدلال، نقدم درجة التكرار لمجموعة غامضة ونحصل على النسخة التالية من تمثيلها:

(3)

حيث - مجموعة تتوافق مع مفهوم غامض، والذي يصف بشكل عام الخاصية X بشكل أكمل من المجموعة حسب معيار النعومة؛ إعادة - درجة تكرار الوصف.
وتجدر الإشارة إلى أن (يمكن اختزالها إلى مجموعة واضحة) في حالة خاصة، إذا لزم الأمر.

مقدمة من البعد الكسري

عندما إعادة = 1 مجموعة هي مجموعة غامضة عادية من الدرجة الثانية، بما في ذلك كعناصر مجموعات غامضة (أو تعييناتها الواضحة) التي تصف جميع قيم الخاصية X [2، 1]:

(4)

ومع ذلك، فهذه حالة منحطة، وفي التمثيل الأكثر اكتمالا، لبعض العناصر يمكن أن تكون مجموعات، في حين أن الباقي يمكن أن يكون أشياء تافهة (بسيطة للغاية). ولذلك، لتحديد مثل هذه المجموعة فمن الضروري أن أعرض العودية الكسرية – تناظرية للبعد الكسري للفضاء (في هذا السياق، الفضاء الأنطولوجي لمجال موضوعي معين) [3، 9].

عندما تكون Re كسرية، نحصل على الإدخال التالي :

(5)

حيث - مجموعة غامضة للقيمة X1، - مجموعة غامضة للقيمة X2، الخ.

في هذه الحالة، يصبح التكرار كسوريًا بشكل أساسي، وتصبح مجموعات الأوصاف متشابهة ذاتيًا.

تحديد الكثير من وظائف الوحدة النمطية

تفترض بنية نظام المعلومات المفتوح مبدأ النمطية، مما يضمن إمكانية التوسع والتكرار والقدرة على التكيف وظهور النظام. يتيح البناء المعياري تقريب التنفيذ التكنولوجي لعمليات المعلومات قدر الإمكان من تجسيدها الطبيعي للهدف في العالم الحقيقي، وتطوير الأدوات الأكثر ملاءمة من حيث خصائصها الوظيفية، والمصممة ليس لاستبدال الأشخاص، بل للمساعدة بشكل فعال لهم في إدارة المعرفة.

الوحدة هي كيان منفصل لنظام المعلومات، والتي قد تكون إلزامية أو اختيارية لأغراض وجود النظام، ولكنها في أي حال توفر مجموعة فريدة من الوظائف داخل حدود النظام.

يمكن وصف المجموعة الكاملة لوظائف الوحدة من خلال ثلاثة أنواع من العمليات: الإنشاء (تسجيل بيانات جديدة)، والتحرير (تغيير البيانات المسجلة مسبقًا)، والحذف (محو البيانات المسجلة مسبقًا).

إذا افترضنا أن X هي خاصية معينة لهذه الوظيفة، فيمكن تمثيل المجموعة المقابلة X على النحو التالي:

(6)

حيث X1 - الإنشاء، X2 - التحرير، X3 - الحذف،

(7)

علاوة على ذلك، فإن وظيفة أي وحدة هي أن إنشاء البيانات ليس متشابهًا ذاتيًا (يتم تنفيذه بدون تكرار - وظيفة الإنشاء لا تكرر نفسها)، ويمكن أن يتضمن التحرير والحذف في الحالة العامة تنفيذ كل عنصر على حدة (أداء عملية على عناصر مختارة من مجموعات البيانات) وتتضمن عمليات مشابهة لها.

تجدر الإشارة إلى أنه إذا لم يتم تنفيذ عملية للوظيفة X في وحدة معينة (لم يتم تنفيذها في النظام)، فإن المجموعة المقابلة لهذه العملية تعتبر فارغة.

وبالتالي، لوصف المفهوم (البيان) الغامض "تسمح لك الوحدة بإجراء عملية باستخدام مجموعة البيانات المقابلة لأغراض نظام المعلومات"، مجموعة غامضة في أبسط الحالات يمكن تمثيلها على النحو التالي:

(8)

في الحالة العامة، تتمتع هذه المجموعة بدرجة عودية تساوي 1,6(6) وهي كسورية وغامضة في نفس الوقت.

إعداد السيناريوهات لاستخدام واختبار الوحدة

في مراحل تطوير وتشغيل نظام المعلومات، تكون هناك حاجة إلى سيناريوهات خاصة تصف ترتيب ومحتوى عمليات استخدام الوحدات وفقًا للغرض الوظيفي منها (سيناريوهات حالة الاستخدام)، بالإضافة إلى التحقق من الامتثال للمتطلبات المتوقعة و النتائج الفعلية للوحدات (سيناريوهات الاختبار).. حالة الاختبار).

مع الأخذ بعين الاعتبار الأفكار الموضحة أعلاه، يمكن وصف عملية العمل على مثل هذه السيناريوهات على النحو التالي.

يتم تشكيل مجموعة غامضة للوحدة :

(9)

حيث
- مجموعة غامضة لعملية إنشاء البيانات وفقا للوظيفة X؛
- مجموعة غامضة لعملية تحرير البيانات حسب الوظيفة X، في حين أن درجة التكرار a (تضمين الوظيفة) هي رقم طبيعي وفي الحالة التافهة تساوي 1؛
- مجموعة غامضة لعملية حذف البيانات حسب الوظيفة X، في حين أن درجة التكرار b (تضمين الوظيفة) هي رقم طبيعي وفي الحالة التافهة تساوي 1.

يصف مثل هذا العدد ما هو بالضبط (ما هي كائنات البيانات) التي تم إنشاؤها و/أو تحريرها و/أو حذفها لأي استخدام للوحدة.

بعد ذلك، يتم تجميع مجموعة من السيناريوهات لاستخدام Ux للوظيفة X للوحدة المعنية، ويتم وصف كل منها لماذا (لأي مهمة عمل) يتم وصف كائنات البيانات بواسطة مجموعة تم إنشاؤها و/أو تحريرها و/أو حذفها؟ ، وبأي ترتيب:

(10)

حيث n هو عدد حالات الاستخدام لـ X.

بعد ذلك، يتم تجميع مجموعة من سيناريوهات اختبار Tx للوظيفة X لكل حالة استخدام للوحدة المعنية. يصف البرنامج النصي للاختبار، ما هي قيم البيانات المستخدمة وبأي ترتيب عند تنفيذ حالة الاستخدام، وما هي النتيجة التي ينبغي الحصول عليها:

(11)

حيث [D] عبارة عن مصفوفة من بيانات الاختبار، وn هو عدد سيناريوهات الاختبار لـ X.
في النهج الموضح، يكون عدد سيناريوهات الاختبار مساويًا لعدد حالات الاستخدام المقابلة، مما يبسط العمل على وصفها وتحديثها مع تطور النظام. بالإضافة إلى ذلك، يمكن استخدام مثل هذه الخوارزمية لأتمتة اختبار الوحدات البرمجية لنظام المعلومات.

اختتام

يمكن تنفيذ الطريقة المقدمة للاستقراء الغامض في مراحل مختلفة من دورة حياة أي نظام معلومات معياري، سواء لغرض تجميع جزء وصفي من قاعدة المعرفة، أو في العمل على سيناريوهات لاستخدام الوحدات واختبارها.

علاوة على ذلك، يساعد الاستقراء الغامض على تركيب المعرفة بناءً على الأوصاف الغامضة التي تم الحصول عليها، مثل “المشكال المعرفي”، حيث تظل بعض العناصر واضحة ولا لبس فيها، بينما يتم تطبيق عناصر أخرى، وفقًا لقاعدة التشابه الذاتي، بعدد المرات المحددة في درجة العودية لكل مجموعة من البيانات المعروفة. تشكل المجموعات الغامضة الناتجة مجتمعة نموذجًا يمكن استخدامه لأغراض نظام المعلومات وفي صالح البحث عن معرفة جديدة بشكل عام.

ويمكن تصنيف هذا النوع من المنهجية على أنه شكل فريد من أشكال "الذكاء الاصطناعي"، مع الأخذ في الاعتبار أن المجموعات المركبة لا ينبغي أن تتعارض مع مبدأ الاستدلال غير الكامل، وهي مصممة لمساعدة الذكاء البشري، وليس استبداله.

مراجع

1. بوريسوف في في، فيدولوف إيه إس، زيرنوف إم إم، "أساسيات نظرية المجموعات الغامضة." م.: الخط الساخن – الاتصالات، 2014. – 88 ص.
2. بوريسوف في في، فيدولوف إيه إس، زيرنوف إم إم، "أساسيات نظرية الاستدلال المنطقي الغامض." م.: الخط الساخن – الاتصالات، 2014. – 122 ص.
3. ديمينوك إس إل، "الفراكتل: بين الأسطورة والحرفية." سانت بطرسبرغ: أكاديمية البحوث الثقافية، 2011. – 296 ص.
4. زاده ل.، "أساسيات نهج جديد لتحليل النظم المعقدة وعمليات صنع القرار" / "الرياضيات اليوم". م.: “المعرفة”، 1974. – ص5 – 49.
5. كرانز س.، "الطبيعة المتغيرة للبرهان الرياضي." م: مختبر المعرفة، 2016. – 320 ص.
6. مافريكيدي إف آي، "الرياضيات الكسورية وطبيعة التغيير" / "دلفيس"، العدد 54 (2/2008)، http://www.delphis.ru/journal/article/fraktalnaya-matematika-i-priroda-peremen.
7. ماندلبروت ب.، "الهندسة الكسورية للطبيعة." م: معهد أبحاث الحاسوب، 2002. – 656 ص.
8. "أساسيات نظرية المجموعات الغامضة: المبادئ التوجيهية"، شركات. كوروبوفا آي إل، دياكوف آي. تامبوف: دار تامب للنشر. ولاية أولئك. الجامعة، 2003. – 24 ص.
9. أوسبنسكي في إيه، "الاعتذار عن الرياضيات". م: ألبينا غير روائية، 2017. – 622 ص.
10. زيمرمان إتش جيه "نظرية المجموعة الغامضة - وتطبيقاتها"، الطبعة الرابعة. سبرينغر ساينس + بزنس ميديا، نيويورك، 4. – 2001 ص.

المصدر: www.habr.com