Іванілов Артем Олександрович. Реляційні засоби побудови моделей логічних мереж та їх застосування в штучному інтелекті

brief description

Іванілов Артем Олександрович. Реляційні засоби побудови моделей логічних мереж та їх застосування в штучному інтелекті : Дис... канд. наук: 05.13.23 2009

Іванілов А.О. Реляційні засоби побудови моделей логічних мереж та їх застосування в штучному інтелекті. Рукопис.
Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наук за спеціальністю 05.13.23 системи й засоби штучного інтелекту Харківський національний університет радіоелектроніки, Харків, 2008.
Дисертація присвячена розробці формальних засобів побудови моделей логічних мереж. Ці засоби засновані на теоремах з розділу нормалізації теорії реляційних баз даних і дозволяють перетворювати довільні рівняння алгебри предикатів у моделі логічних мереж. Апаратна реалізація логічних мереж на програмувальних логічних інтегральних схемах утворює нові високопродуктивні процесори, що обробляють моделі природної мови.
Уперше розроблений метод формального опису операцій реляційної алгебри на мові алгебри скінченних предикатів. Одержав подальший розвиток метод декомпозиції предикатів, який засновано на твердженнях про функціональні, багатозначні залежності та залежності з'єднання реляційних відношень, теоремах Хеза та Фейгина ітвердженнях про предикатні залежності. Уперше розроблений і обґрунтований метод бінарної декомпозиції функціональних предикатів. Побудована модель логічної мережі для флективної обробки дієслівних словоформ.

У дисертаційній роботі отримані результати, які є рішенням актуальної наукової задачі розробки реляційних засобів декомпозиції предикатів, орієнтованих на побудову моделей логічних мереж. Розроблені методи та моделі були застосовані в системах автоматичної обробки текстів природної мови для розробки програмного й апаратного забезпечення логічних мереж.
Перераховані нижче результати відображають рішення всіх поставлених у дисертації задач у повному обсязі.

Проаналізовано методи й моделі для опису природної мови, побудовані на базі алгебри скінченних предикатів, а також ефективного технічного засобу для моделювання мови на базі цього апарата - логічних мереж. Проаналізовано сучасний стан проблеми в області розробки логічних мереж і математичних засобів для побудови їх моделей. Виявлено недолік розроблених у цій області засобів. Обґрунтовано необхідність розробки засобів кон’юнктивної декомпозиції, заснованих на теорії нормалізації реляційних відношень і орієнтованих на подання предикатів у бінарній формі (придатної для побудови моделей логічних мереж).
Уперше розробленометод формального опису операцій реляційної алгебри на мові алгебри скінченних предикатів. Завдяки цьому методу будь-яке вираження реляційної алгебри можна перетворити у вираження алгебри предикатів тазначно підвищити швидкість обчислень операцій реляційної алгебри за рахунок їх апаратної реалізації у вигляді логічних мереж паралельної дії.
Уперше розроблено і обґрунтованометод бінарної декомпозиції функціональних предикатів, що засновано на реляційних засобах декомпозиції предикатів. Метод використовує декартову декомпозиціюпредикатів, їх диз'юнктивне розкладання та бінарну декомпозицію за допомогою кванторів існування. Метод дозволяє, ґрунтуючись на теоремі Хеза та наслідку з неї, скоротити обсяг необхідних обчислень при реалізації логічних мереж за рахунок зменшення кількості значень допоміжної змінної.
Уперше запропонованамодель логічної мережі для флективної обробки дієслівних словоформ російської мови. Модель базується на моделі дієслівнихфлексій російської мови та її декомпозиції. Логічна мережа містить у собі дві системи предикатів: унарні предикати, які виражають області зміни змінних і представляють полюси логічної мережі та бінарні предикати, які виражають відношення й представляють гілки мережі. Модель забезпечує апаратну реалізацію паралельно діючої логічної мережіз обробки дієслівних словоформ. Оцінка розмірів моделі підтвердила ефективність розробленого методу.
Одержав подальший розвитокметод декомпозиції предикатів.Опираючись на зв'язок між реляційною алгеброю й алгеброю предикатів, твердження про залежності перетворені в нові засоби декомпозиції предикатів. Метод, на відміну від існуючого, застосовує проекційно-сполучну декомпозицію відношень та кванторно-кон’юнктивну декомпозицію предикатів на основі теорії залежностей. Метод істотно розширює можливості методу декомпозиції предикатів тим, що дає можливість проводити декомпозицію не лише предикатів, а й реляційних відношень.
Розроблені засоби декомпозиції відношень впроваджені в науково-дослідному й проектному інституті транспорту газу при проектуванні інтегрованої автоматизованої системи керування діяльністю дочірньої компанії «Укртрансгаз» (акт впровадження від 17.03.2008 р.). Теоретичні результати дисертації були використані в навчальному процесі на кафедрах Програмного забезпечення ЕОМ і Прикладної математики (акт впровадження від 23.05.2008 р.).