Разработка модели конфигурации для декларативного программирования управляемых агентных решателей (стр. 6 )

Способ представления: семантическая сеть, доступная аналитику и проектировщику посредством специального инструмента или редактора моделей (семантических сетей). Возможно, для онтологического программирования лучше использовать текстовое представление модели подзадач.

3.12. Расширенная модель подзадач

Этот артефакт уточняет подзадачи предыдущей модели. Каждая подзадача связывается со своим входом – фрагментом семантической сети (входной или промежуточной) и со своим выходом – фрагментом семантической сети (промежуточной или выходной). Подзадачи при этом могут быть разбиты на более мелкие.

При выборе агентного подхода к разработке решателей, обрабатывающих информацию в виде семантических сетей, «расширенная модель подзадач» важна для построения архитектурной модели - для обеспечения прозрачности «перехода» от функционального разбиения к самой архитектуре.

Эта модель явно представляет связь каждой подфункции с элементами исходных данных, знаний, результата, что позволяет учесть в архитектуре средства доступа к содержимому соответствующих семантических сетей, отделяя их от процесса решения задачи. «Расширенная модель подзадач» объединяет узлы – подзадачи предыдущего артефакта с графами – сетями входных, промежуточных и выходных информационных ресурсов. Дуги одного типа (разбиения) представляют связи между узлами – (композитными) задачами и узлами - составляющими их подзадачами. Дуги другого типа – соединения узлов-подзадач с обрабатываемыми в них поддеревьями (подсетями). Последние дуги могут иметь метки с названиями операций над подсетями.

Рис. 6. Расширенная модель подзадач для подсистемы диагностики.

Пример. Фрагмент такой модели для решателя задачи диагностики представлен на рис. 6. Подзадача «Оценить принадлежность значения норме» связана с более «старшей» задачей «оценить для всех моментов наблюдения» (или «оценить гипотезу - признак в норме»), связана со своим входом – вершиной, отвечающей за множество нормальных значений одного признака (в сети «база знаний»), и со своим выходом - вершиной-ответом «подтвердить или опровергнуть» (в выходном ИР «объяснение»).

Взаимосвязи артефактов: этот артефакт зависит от «модели подзадач», онтологий данных, знаний, объяснения. Если, например, добавляют еще одну подзадачу, то в этой модели ее тоже надо добавить и связать с онтологией данных, знаний, а, возможно, добавить еще онтологию дополнительных данных или знаний.

Способ представления: семантическая сеть, доступная аналитику и проектировщику посредством специального инструмента или редактора моделей (семантических сетей).

3.13. Архитектура решателя

При реализации решателя в виде многоагентной программы архитектура есть сеть агентов и управляющий граф приложения. Этот артефакт сопоставляет единицам (подзадачам) предыдущей модели – программные единицы: агенты или блоки агентов, отвечающие за реагирование на указанные сообщения. Примечание. Более простая модель «сеть агентов» показывает только множество требуемых программных единиц (ПЕ). Более подробная модель «управляющий граф» показывает управление между ними.

При построении архитектуры «композитным» задачам (узлам модели с ненулевой полустепенью исхода) могут быть сопоставлены управляющие ПЕ, конечным подзадачам (в «листовых» узлах) должны быть сопоставлены обрабатывающие ПЕ.

Особенным является корневой агент решателя, который привязан к конкретным входным и выходным данным приложения (внешним ИР). Он передаст их по мере надобности другим агентам (обрабатывающим) через параметры-структуры или параметры-ссылки на ИР. Обрабатывающие агенты взаимодействуют с ИР с известной структурой через операции, определенные над структурами этого типа. Операциям над подсетями (фрагментами входных, промежуточных, выходных информационных ресурсов) может быть уделено отдельное внимание – разработаны требования и прочие модели для реализации их как программных единиц.

При построении управляющего графа приложения проектируются интерфейсы программных единиц с учетом последовательности подготовки информации одними ПЕ для других и с учетом подчиненности управляющих и обрабатывающих ПЕ. Управляющий граф приложения: узлы – блоки агентов, связи – сообщения между ними.

Пример. Сеть ПЕ (блоков агентов) может быть такой.

<Корневой> «Начать формирование объяснения»

<Управл> «Оценка гипотезы здоров»

<Обрабат> «Оценка принадлежности значений признака «норме»

<Обрабат> Вывод о здоровье

<Управл> «Оценка гипотезы «имеется заболевание»

<Управл> «Оценка гипотезы «признак-не-КК[3] в норме»

<Обрабат> «Оценка принадлежности значения «норме»

<Обрабат> «Вывод о том, в норме ли признак»

<Управл> «Оценка гипотезы «КК - признак соотв заболеванию»

<Обрабат> «Проверка варианта КП»

<Обрабат> «Вывод о том, соответствует ли КК - признак заболеванию»

<Обрабат> «Вывод о заболевании»

Это представление показывает, в «услугах» какой ПЕ нуждается каждая ПЕ решателя. Например, ПЕ «Оценка гипотезы здоров» для выполнения своей работы должна проверить нормальность всех относящихся к делу признаков, т. е обратиться к ПЕ «Оценка гипотезы «признак в норме» для каждого из признаков. После того, как все признаки будут оценены, можно будет делать общий вывод о том, здоров ли пациент. Две ПЕ «Оценка гипотезы здоров» и «Вывод о здоровье» могут рассматриваться как единый агент с двумя блоками.

Особенность этого агента в том, что прежде, чем делать вывод, ему надо убедиться в том, что проверены все признаки. Поэтому такой агент обладает следующими свойствами: один блок передает множество сообщений – заданий (в соответствии с конечным множеством некоторых элементов) некоторому исполнителю, другой – принимает сообщения от исполнителя о результатах работы, контролируя их общее число, и получив все результаты, подводит итог. Такие агенты можно назвать «группирующими».

Более подробная архитектура решателя (сеть программных единиц), представляющая не только агентов, но и операции доступа к ИР, может быть такой.

«Постановка диагноза»

УправлАгент «Оценка гипотезы здоров»

Взять названия всех признаков

Обрабат «Оценка принадлежности значений признака «норме»

Взять все значения указанного признака

Взять значение указанного признака

Запись в отчет, в норме ли признак

Обрабат Вывод о здоровье

Управл «Оценка гипотезы «имеется заболевание»

Взять названия всех заболеваний

Управл «Оценка гипотезы «признак-не-КК в норме»

Взять названия всех признаков-не-из-КК

Обрабат «Оценка принадлежности значения «норме»

Взять все значения указанного признака

Взять значение указанного признака

Запись в отчет, в норме ли признак-не-из-КК

Обрабат «Вывод о том, в норме ли все признаки не-КК»

Управл «Оценка гипотезы «КК- признаки соотв заболеванию»

Взять названия всех признаков-из-КК

Обрабат «Проверка варианта КП»

Взять варианты КП

Взять динамику указанного признака

Запись в отчет, в норме ли признак-из-КК

Обрабат «Вывод о том, соотв-ют ли КК-признаки заболеванию»

Обрабат «Вывод о заболевании».

Желательно построение двух или более альтернативных моделей архитектуры вообще и управляющего графа, в частности. На рис. 7 и 8 представлены примеры управляющего графа, задающего схему управления подобную централизованной, и графа, близкого последовательным передачам управления.

Рис. 7. Пример управляющего графа для решателя из шести агентов.

Для поручения части работы отдельной ПЕ предусмотрен формат сообщений «задание», для сообщений о результате – «обратная связь» или «связь с циклом» для возврата группирующему агенту.

Взаимосвязи артефактов: этот артефакт зависит от расширенной модели подзадач. При создании архитектуры узлу модели сопоставляется отдельный блок или агент, а «подчиненной» связи – сообщение-задание, если подчиненная связь помечена множественностью (*), то организовать связь «группирующего» агента с исполнителем. Если узел модели связан с ИР, то запланировать в соответствующем агенте вызов операции.

Рис. 8. Пример управляющего графа для решателя из восьми агентов.

При сопровождении ИПС, если в модель подзадач добавили еще одну подзадачу, то в сеть и управляющий граф надо добавить еще одну новую или готовую ПЕ (агент). Если добавили данное с операцией, то в этой модели надо добавить еще одну новую или готовую ПЕ (операцию).

Этот артефакт взаимосвязан с декларациями агентов и программных единиц, реализующих операции. На этапе реализации агентов принципиально опираться на платформу [Клещев 2011], ориентированную на выполнение многоагентного программного обеспечения как Интернет-сервиса.

Способ представления: семантическая сеть, доступная проектировщику посредством специального инструмента или редактора моделей (семантических сетей).

Вариант архитектуры для онтологической парадигмы. При реализации решателя путем онтологического программирования архитектура есть декларативное представление решателя, в котором «архитектура данных совмещена с архитектурой решателя» [Клещев 2012]. Онтологическое программирование представляет процесс получения результата в виде графа, совпадающего с этим результатом, и спецификации последовательности результатов его вычислений. Результат (выходная семантическая сеть приложения) и каждая промежуточная сеть вычисляется с помощью функции (название которой является меткой класса корня этой семантической сети). Каждая функция может иметь входные семантические сети и в точности одну выходную семантическую сеть. Между всеми семантическими сетями приложения (входными, промежуточными и выходными) задается частичный порядок, в котором вычисляются промежуточные или выходные семантические сети, как результаты соответствующих функций. Поэтому программу приложения можно рассматривать как суперпозицию этих функций, связанных с вычислением всех семантических сетей приложения, не являющихся входными семантическими сетями постоянного хранения [Клещев 2012].