Особенности решения концептуальной модели задачи решающего комплекса
Дипломная работа - Компьютеры, программирование
Другие дипломы по предмету Компьютеры, программирование
Оглавление
концептуальная модель задача программа
Введение
Концептуальное модельное представление задачи как системы
Программная реализация представления концептуальной модели задачи
Решение задач посредством прямого раiёта
Судоку
Решение судоку
Составление судоку
Литература
Приложение. Программный код
Введение
концептуальная модель задача программа
В настоящее время высокий уровень развития современных электронно-вычислительных средств даёт возможность быстро и эффективно решать вопросы, связанные с хранением и обработкой всевозможных видов информации, представлением данных и знаний в удобных для пользователя и понятных для компьютера формах. Подобные возможности реализуются посредством эффективного применения баз данных и хранилищ данных, а также автоматизированных, электронных и интеллектуальных систем. Растущие потребности человечества порождают все более сложные в качественном и количественном аспектах задачи, решение которых зачастую определяет прогресс общества.
В ходе данной работы будет рассмотрено представление концептуальной модели задачи (КМЗ) на основе триады Задача - Данные - Решатель и работа одного из компонентов подобной системы - генератора вспомогательных концептуальных моделей.
В процессе выполнения данной работы была создана программа (на языке Python), позволяющая решать любые задачи, связанные с вычислениями на основе вводимых пользователем исходных данных и определяемых некоторой предметной областью, для которой заданы действительные математические формулы. Программа осуществляет поиск необходимых формул на основе вводимых пользователем данных, а затем применяет данные формулы для получения конечного результата. Кроме того, данная программа позволяет решать и составлять судоку - один из видов японских кроссвордов, составляя вспомогательные концептуальные задачи и решая их и исходную задачу на основе различных рекурсивных методов.
Особенность предлагаемого метода представления задачи как концептуальной модели имеет отличительную особенность по сравнению с классической технологией, так как исходная задача не разбивается на меньшие составные подзадачи, а происходит генерация вспомогательных задач, решая которые можно решить исходную задачу.
Далее в работе будет описано представление исходной задачи как концептуальной модели задачи, формализация задачи, а также описана практическая реализация составленной программы.
Концептуальное модельное представление задачи как системы
Деятельность человека имеет две основные формы: умственную - деятельность мозга и физическую - деятельность рук. Очевидно, что и умственная и физическая деятельность сопряжены с постоянной необходимостью решения разнообразных задач. Спектр таких задач определяется многочисленными факторами, как существенными, так и малозначимыми. К существенным факторам, прежде всего, следует отнести причины возникновения задачи. В качестве первопричины, порождающей задачу, выступают потребности человека. Удовлетворение потребностей осуществляется в процессе взаимодействия человека не только с внешней, но и с собственной внутренней средой, т.е. с природой, с другими людьми или самим собой. Реализация потребностей всегда связана с решением соответствующих этим потребностям задач. Практически весь спектр потребностей человека определяется тремя сферами его деятельности: материальной, социальной и духовной. Следовательно, можно констатировать, что возникновение задач обусловлено материальными, социальными и духовными факторами. К существенным факторам, определяющим содержание и свойства задач, следует также отнести: предметную область существования задачи, её размерность и уровень сложности, степень определенности, возможности формализации, полноту исходных данных, требования к конечному результату, а также ряд других свойств, характеристик, параметров и особенностей.
На представленном выше рисунке отражена концептуальная архитектура задачного решающего комплекса. Интеллектуальная решатель взаимодействует с концептуальной моделью, которая, в свою очередь, взаимодействует с интеллектуальными интерфейсами, посредством которых в решатель загружаются пользовательские задачи.
Концептуальная модель задачи разрабатывалась на основе методов системно-комплексного анализа (СК - анализа) внутреннего устройства задачи, как целостной системы, и её внешнего окружения - среды существования задачи. Для успешного разрешения проблемы создания КМЗ использовались:
- системно-комплексный подход и СК-анализ;
- основы теории концептуального моделирования;
- методологические аспекты метамоделирования;
- технология концептуального метамоделирования (КММ - технология), а также метод раскрытия неопределённости системной задачи на уровне её концептуального представления, основанный на метазадачной технологии и рекурсивных механизмах, приводящий к рекурсивным и взаимнорекурсивным структурам системной КМЗ.
Изложенный подход к созданию и использованию КМЗ по своей сути может быть определен как концептуальная метамодельная технология автоматизированного описания, представления, постановки и решения системных задач.
Многоуровневое представление концептуальной модели системной задачи осуществляется на основе метода стратификации. Для формирования страт - уровней организации з