Mae'r erthygl hon yn cynnig y dull anwytho niwlog a ddatblygwyd gan yr awdur fel cyfuniad o ddarpariaethau mathemateg niwlog a theori ffractalau, mae'n cyflwyno'r cysyniad o faint o set niwlog sy'n dychwelyd, ac yn cyflwyno disgrifiad o'r ailadrodd anghyflawn o set niwlog. gosod fel ei ddimensiwn ffracsiynol ar gyfer modelu'r maes pwnc. Ystyrir mai cwmpas cymhwyso'r dull arfaethedig a'r modelau gwybodaeth a grëir ar ei sail fel setiau niwlog yw rheoli cylch bywyd systemau gwybodaeth, gan gynnwys datblygu senarios ar gyfer defnyddio a phrofi meddalwedd.
Perthnasedd
Yn y broses o ddylunio a datblygu, gweithredu a gweithredu systemau gwybodaeth, mae angen cronni a systemateiddio data, gwybodaeth a gwybodaeth a gesglir o'r tu allan neu sy'n codi ym mhob cam o gylch bywyd meddalwedd. Mae hyn yn gweithredu fel y wybodaeth angenrheidiol a chymorth methodolegol ar gyfer gwaith dylunio a gwneud penderfyniadau ac mae'n arbennig o berthnasol mewn sefyllfaoedd o ansicrwydd mawr ac mewn amgylcheddau â strwythur gwan. Dylai'r sylfaen wybodaeth a ffurfiwyd o ganlyniad i gronni a systemateiddio adnoddau o'r fath nid yn unig fod yn ffynhonnell profiad defnyddiol a enillwyd gan dîm y prosiect wrth greu system wybodaeth, ond hefyd y dull symlaf posibl o fodelu gweledigaethau, dulliau a dulliau newydd. algorithmau ar gyfer gweithredu tasgau prosiect. Mewn geiriau eraill, mae cronfa wybodaeth o'r fath yn ystorfa o gyfalaf deallusol ac, ar yr un pryd, yn offeryn rheoli gwybodaeth [3, 10].
Mae effeithlonrwydd, defnyddioldeb ac ansawdd sylfaen wybodaeth fel offeryn yn cyd-fynd â dwyster adnoddau ei gynnal ac effeithiolrwydd echdynnu gwybodaeth. Po symlaf a chyflymach yw’r broses o gasglu a chofnodi gwybodaeth yn y gronfa ddata a’r mwyaf cyson fydd canlyniadau ymholiadau iddi, y gorau a’r mwyaf dibynadwy yw’r offeryn ei hun [1, 2]. Fodd bynnag, nid yw dulliau ac offer strwythuro arwahanol sy'n berthnasol i systemau rheoli cronfeydd data, gan gynnwys normaleiddio cysylltiadau mewn cronfeydd data perthynol, yn caniatáu disgrifio na modelu cydrannau semantig, dehongliadau, setiau semantig cyfwng a pharhaus [4, 7, 10]. Mae hyn yn gofyn am ddull methodolegol sy'n cyffredinoli achosion arbennig o ontolegau meidraidd ac yn dod â'r model gwybodaeth yn nes at barhad disgrifiad maes pwnc y system wybodaeth.
Gallai dull o'r fath fod yn gyfuniad o ddarpariaethau theori mathemateg niwlog a'r cysyniad o ddimensiwn ffractal [3, 6]. Trwy optimeiddio'r disgrifiad o wybodaeth yn unol â maen prawf maint y dilyniant (maint cam anwahanrwydd y disgrifiad) o dan amodau cyfyngu yn ôl egwyddor anghyflawnder Gödel (mewn system wybodaeth - anghyflawnder sylfaenol rhesymu, gwybodaeth yn deillio o'r system hon o dan amod ei gysondeb), gan berfformio niwdod dilyniannol (gostyngiad i niwdod), rydym yn cael disgrifiad ffurfiol sy'n adlewyrchu corff penodol o wybodaeth mor gyflawn a chydlynol â phosibl ac y mae'n bosibl cyflawni unrhyw weithrediadau ohono ag ef. prosesau gwybodaeth - casglu, storio, prosesu a throsglwyddo [5, 8, 9].
Diffiniad o ailadrodd set niwlog
Gadewch i X fod yn set o werthoedd o ryw nodwedd o'r system fodelu:
(1)
lle n = [N ≥ 3] – nifer gwerthoedd nodwedd o'r fath (mwy na'r set elfennol (0; 1) – (ffug; gwir)).
Gadewch i X = B, lle mae B = {a,b,c,…,z} yn set o gyfwerthau, elfen-wrth-elfen sy'n cyfateb i'r set o werthoedd nodwedd X.
Yna y set fuzzy , sy'n cyfateb i gysyniad niwlog (yn yr achos cyffredinol) sy'n disgrifio nodwedd X, gellir ei gynrychioli fel:
(2)
lle m yw'r cam discretization disgrifiad, i yn perthyn i N - y cam luosedd.
Yn unol â hynny, er mwyn gwneud y gorau o'r model gwybodaeth am y system wybodaeth yn unol â'r maen prawf parhad (meddal) y disgrifiad, tra'n aros o fewn ffiniau'r gofod o anghyflawnder rhesymu, rydym yn cyflwyno gradd o ailgyrch set niwlog a chawn y fersiwn a ganlyn o'i gynrychiolaeth:
(3)
lle – set sy'n cyfateb i gysyniad niwlog, sydd yn gyffredinol yn disgrifio nodwedd X yn llawnach na'r set , yn ôl y maen prawf meddalwch; Ail-radd o ailadrodd y disgrifiad.
Dylid nodi bod (lleihau i set glir) mewn achos arbennig, os oes angen.
Cyflwyno dimensiwn ffracsiynol
Pan set Re = 1 yn set niwlog arferol o'r 2il radd, gan gynnwys fel elfennau setiau niwlog (neu eu mapiau clir) sy'n disgrifio holl werthoedd nodwedd X [1, 2]:
(4)
Fodd bynnag, mae hwn yn achos dirywiol, ac yn y cynrychioliad mwyaf cyflawn, rhai o'r elfennau gall fod yn setiau, tra gall y gweddill fod yn wrthrychau dibwys (hynod o syml). Felly, i ddiffinio set o'r fath mae angen cyflwyno dychweliad ffracsiynol – analog o ddimensiwn ffracsiynol gofod (yn y cyd-destun hwn, gofod ontoleg maes pwnc penodol) [3, 9].
Pan fo Re yn ffracsiynol, rydyn ni'n cael y cofnod canlynol :
(5)
lle – set niwlog ar gyfer gwerth X1, - set niwlog ar gyfer gwerth X2, ac ati.
Yn yr achos hwn, mae dychweliad yn dod yn ffractal yn ei hanfod, ac mae setiau o ddisgrifiadau'n dod yn hunan-debyg.
Diffinio Llawer o Weithredoldeb Modiwl
Mae pensaernïaeth system wybodaeth agored yn rhagdybio egwyddor modiwlaidd, sy'n sicrhau'r posibilrwydd o raddio, dyblygu, addasrwydd ac ymddangosiad y system. Mae adeiladu modiwlaidd yn ei gwneud hi'n bosibl dod â gweithrediad technolegol prosesau gwybodaeth mor agos â phosibl at eu hymgorfforiad gwrthrychol naturiol yn y byd go iawn, i ddatblygu'r offer mwyaf cyfleus o ran eu priodweddau swyddogaethol, wedi'u cynllunio i beidio â disodli pobl, ond i helpu'n effeithiol. nhw mewn rheoli gwybodaeth.
Mae modiwl yn endid ar wahân o system wybodaeth, a all fod yn orfodol neu'n ddewisol at ddibenion bodolaeth y system, ond sy'n darparu set unigryw o swyddogaethau o fewn ffiniau'r system beth bynnag.
Gellir disgrifio'r amrywiaeth gyfan o ymarferoldeb modiwl gan dri math o weithrediadau: creu (cofnodi data newydd), golygu (newid data a gofnodwyd yn flaenorol), dileu (dileu data a gofnodwyd yn flaenorol).
Gadewch i X fod yn nodwedd benodol o ymarferoldeb o'r fath, yna gellir cynrychioli'r set gyfatebol X fel:
(6)
lle X1 – creu, X2 – golygu, X3 – dileu,
(7)
Ar ben hynny, mae ymarferoldeb unrhyw fodiwl yn golygu nad yw creu data yn hunan-debyg (wedi'i weithredu heb ailadrodd - nid yw'r swyddogaeth greu yn ailadrodd ei hun), a gall golygu a dileu yn yr achos cyffredinol gynnwys gweithredu elfen-wrth-elfen (perfformio). gweithrediad ar elfennau dethol o setiau data) ac maent eu hunain yn cynnwys gweithrediadau tebyg iddynt hwy eu hunain.
Dylid nodi, os na chaiff gweithrediad ar gyfer ymarferoldeb X ei berfformio mewn modiwl penodol (heb ei weithredu yn y system), yna ystyrir bod y set sy'n cyfateb i weithrediad o'r fath yn wag.
Felly, i ddisgrifio'r cysyniad niwlog (datganiad) “mae modiwl yn caniatáu ichi berfformio gweithrediad gyda'r set gyfatebol o ddata at ddibenion y system wybodaeth,” set niwlog yn yr achos symlaf gellir ei gynrychioli fel:
(8)
Yn yr achos cyffredinol, mae gan set o'r fath radd ailadrodd sy'n hafal i 1,6(6) ac mae'n ffractal ac yn niwlog ar yr un pryd.
Paratoi senarios ar gyfer defnyddio a phrofi'r modiwl
Yn ystod camau datblygu a gweithredu system wybodaeth, mae angen senarios arbennig sy'n disgrifio trefn a chynnwys gweithrediadau ar gyfer defnyddio modiwlau yn unol â'u pwrpas swyddogaethol (senarios achos defnydd), yn ogystal â gwirio cydymffurfiad y modiwlau a ddisgwylir ac canlyniadau gwirioneddol y modiwlau (senarios profi). .test-case).
Gan ystyried y syniadau a amlinellwyd uchod, gellir disgrifio'r broses o weithio ar senarios o'r fath fel a ganlyn.
Mae set niwlog yn cael ei ffurfio ar gyfer y modiwl :
(9)
lle
– set niwlog ar gyfer gweithredu creu data yn unol ag ymarferoldeb X;
– set niwlog ar gyfer gweithredu data golygu yn ôl ymarferoldeb X, tra bod gradd y dychweliad a (mewnosod ffwythiant) yn rhif naturiol ac yn yr achos dibwys yn hafal i 1;
– set niwlog ar gyfer gweithredu dileu data yn ôl ymarferoldeb X, tra bod gradd y dychweliad b (mewnosod swyddogaeth) yn rhif naturiol ac yn yr achos dibwys mae'n hafal i 1.
Mae lliaws o'r fath yn disgrifio beth yn union (pa wrthrychau data) sy'n cael eu creu, eu golygu a/neu eu dileu ar gyfer unrhyw ddefnydd o'r modiwl.
Yna mae set o senarios ar gyfer defnyddio Ux ar gyfer ymarferoldeb X ar gyfer y modiwl dan sylw yn cael ei lunio, gyda phob un yn disgrifio pam (ar gyfer pa dasg fusnes) y mae gwrthrychau data yn cael eu disgrifio gan set yn cael eu creu, eu golygu a/neu eu dileu? , ac ym mha drefn:
(10)
lle n yw nifer yr achosion defnydd ar gyfer X.
Nesaf, mae set o senarios profi Tx yn cael ei llunio ar gyfer ymarferoldeb X ar gyfer pob achos defnydd ar gyfer y modiwl dan sylw. Mae sgript y prawf yn disgrifio, pa werthoedd data a ddefnyddir ac ym mha drefn wrth weithredu'r achos defnydd, a pha ganlyniad y dylid ei gael:
(11)
lle mae [D] yn amrywiaeth o ddata prawf, n yw nifer y senarios prawf ar gyfer X.
Yn y dull a ddisgrifir, mae nifer y senarios prawf yn hafal i nifer yr achosion defnydd cyfatebol, sy'n symleiddio'r gwaith ar eu disgrifiad a'u diweddaru wrth i'r system ddatblygu. Yn ogystal, gellir defnyddio algorithm o'r fath i awtomeiddio profi modiwlau meddalwedd system wybodaeth.
Casgliad
Gellir gweithredu'r dull sefydlu niwlog a gyflwynir ar wahanol gamau o gylchred oes unrhyw system wybodaeth fodiwlaidd, at ddiben cronni rhan ddisgrifiadol o'r sylfaen wybodaeth, ac wrth weithio ar senarios ar gyfer defnyddio a phrofi modiwlau.
Ar ben hynny, mae sefydlu niwlog yn helpu i gyfuno gwybodaeth yn seiliedig ar y disgrifiadau niwlog a gafwyd, fel “caleidosgop gwybyddol”, lle mae rhai elfennau yn parhau i fod yn glir ac yn ddiamwys, tra bod eraill, yn ôl y rheol hunan-debygrwydd, yn cael eu cymhwyso y nifer o weithiau a nodir yn graddau'r ailadrodd ar gyfer pob set o ddata hysbys. Gyda'i gilydd, mae'r setiau niwlog canlyniadol yn ffurfio model y gellir ei ddefnyddio at ddibenion system wybodaeth ac er budd chwilio am wybodaeth newydd yn gyffredinol.
Gellir dosbarthu'r math hwn o fethodoleg fel ffurf unigryw o “ddeallusrwydd artiffisial”, gan gymryd i ystyriaeth y ffaith na ddylai setiau wedi'u syntheseiddio wrth-ddweud egwyddor rhesymu anghyflawn a'u bod wedi'u cynllunio i helpu deallusrwydd dynol, a pheidio â'i ddisodli.
Cyfeiriadau
- Borisov V.V., Fedulov A.S., Zernov M.M., “Hanfodion theori setiau niwlog.” M.: Llinell Gymorth – Telecom, 2014. – 88 p.
- Borisov V.V., Fedulov A.S., Zernov M.M., “Hanfodion theori casgliad rhesymegol niwlog.” M.: Llinell Gymorth – Telecom, 2014. – 122 t.
- Demenok SL, “Fractal: rhwng myth a chrefft.” St. Petersburg: Academi Ymchwil Ddiwylliannol, 2011. – 296 t.
- Zadeh L., “Hanfodion dull newydd o ddadansoddi systemau cymhleth a phrosesau gwneud penderfyniadau” / “Mathemateg Heddiw”. M.: “Gwybodaeth”, 1974. – P. 5 – 49 .
- Kranz S., “Natur Newidiol Prawf Mathemategol.” M.: Labordy Gwybodaeth, 2016. – 320 p.
- Mavrikidi F.I., “Mathemateg ffractal a natur newid” / “Delphis”, Rhif 54 (2/2008), .
- Mandelbrot B., “Geometreg ffractal natur.” M.: Sefydliad Ymchwil Cyfrifiadurol, 2002. – 656 t.
- “Hanfodion theori setiau niwlog: Cyfarwyddiadau methodolegol”, comp. Korobova I.L., Dyakov I.A. Tambov: tŷ cyhoeddi Tamb. gwladwriaeth y rhai. Univ., 2003. – 24 t.
- Uspensky VA, “Ymddiheuriad am Fathemateg.” M.: Ffeithiol Alpina, 2017. – 622 t.
- Zimmerman H. J. “Fuzzy Set Theory – and its Applications”, 4ydd argraffiad. Springer Science + Business Media, Efrog Newydd, 2001. – 514 t.
Ffynhonnell: hab.com