Диссертация (1152160), страница 49
Текст из файла (страница 49)
Разработка автоматизированной системы обработки данныхДля создания БД ИЭС контроля показателей качества пищевой продукции были использованы результаты проведенных нами исследований ТП производства различной пищевой продукции. На рисунке 6.11 представлена ERдиаграмма изображения сущности исследуемой предметной области и существующие взаимосвязи, что позволяет автоматизировать обработку данных приреализации ИЭС контроля показателей качества пищевой продукции.Рисунок 6.11. ER-диаграмма изображения сущности предметной области исуществующих взаимосвязей3126.6.4. Создание приложения и архитектура БДОсновными функциями и содержимым Приложения БД является: созданиеи обработка формы; создание и передача запросов; создание и обработка отчетов; выполнение логики приложения; управление приложением.Когда пользователь заполняет форму и посылает данные обратно, приложение определяет, какие таблицы данных нуждаются в модификации, и посылает запросы к СУБД, чтобы вызвать необходимую модификацию.Если во время этого процесса возникают ошибки, Приложение получаетсообщение об ошибке и генерирует подходящее сообщение для пользователяили осуществляет какое-нибудь другое действие.При работе с СУБД устанавливают правила, касающиеся значений данных.Например, если пользователь ошибочно введет какое-либо значение и это значение вызовет множество ошибок.
Если такого значения нет, вставка и запрос омодификации разрешаться не будут. Такие правила, которые называются ограничениями ссылочной целостности, устанавливаются СУБД. СУБД контролирует работу, следя, чтобы изменения одного пользователя не пересекались сизменениями другого.Кроме того, СУБД содержит систему безопасности, которая используетсядля проверки того, что только авторизованные пользователи выполняют определенные действия с БД. СУБД обеспечивает возможность резервного копирования данных из БД и восстановления их в случае необходимости.На рисунке 6.12 представлена общая архитектура разработанной БД в виде физической Erwin диаграммы по которой был написан программный код наязыке SQL и реализованна в bdForge Studio for MySQL.Построенная БД может функционировать самостоятельно или быть интегрированной в прикладные программы проектирования ИЭС контроля показателей качества пищевой продукции.Внедрение единой базы БД, интегрирующей разрозненные данные, в ИЭСконтроля показателей качества пищевой продукции позволит специалистам313гибко вносить изменения в имеющиеся типовые методики расчета, а также давать рекомендации по контролю свойств и характеристик сырья, полуфабрикатов и готовой пищевой продукции в целях выявления причин снижения качества производимых изделий и возникновения дефектов в режиме реальноговремени.Рисунок 6.12 Архитектура БД ИЭС контроля показателей качества пищевойпродукцииРазработанная специализированная БД ИЭС контроля показателей качества пищевой продукции является единой информационной средой, осуществляющей информационное обеспечение контроля органолептических показателей качества пищевой продукции.Предусмотрены три категории пользователей и соответствующие им виды санкционированного доступа к информации в БД:1) разработчики ПО, связанного с БД – открыт формат данных, разрешено добавление в БД новой информации и удаление старой;3142) пользователи, использующие БД– допускается добавление и удалениеданных;3) пользователи БД в качестве информационно-поисковой системы неимеют возможности самостоятельно изменять содержимое БД.Разработанная БД ИЭС контроля показателей качества пищевой продукции обладает следующими достоинствами: открытость, возможность свободного доступа к данным; поддержка широкого спектра текстовых и графическихформатов данных; возможность подключения БД к прикладным программампроектирования и анализа качества сырья, полуфабрикатов и готовых изделийпищевой промышленности.6.7.
Формирование базы знаний ИЭС контроля качества пищевойпродукции.6.7.1. Структура и функции системы баз знанийОдной из главных частей ИЭС является база знаний (БЗ) (рисунок 6.13).Рисунок 6.13 База знаний ИЭС контроля качества пищевой продукцииФормирование базы знаний (БЗ) осуществляется при совместной работеинженера по знаниям и эксперта в исследуемой предметной области задачи.Также важным представляется деление знаний на статические и динамические. Под статическими понимаются такие знания, которые были внедрены в интеллектуальную систему на этапе еѐ проектирования. Соответственно, динамические знания интеллектуальная система получает в процессе функционирования в масштабе реального времени. СБЗ - система, дающаявозможность использовать представленные знания с помощью компьютера.Компоненты СБЗ: база знаний; механизм получения решений и интерфейс.315Интерфейс - обеспечивает работу с базой знаний и механизмом получения решений на языке высокого уровня, приближенном к профессиональномуязыку специалистов в той прикладной области, к которой относится СБЗ.БЗ ИЭС контроля качества пищевой продукции включает совокупностьзнаний, например, о закономерностях области производства пищевой продукции и показателях ее качества, информацию о режимах: очистки, сепарирования, сортировки, обжарки сырья; размола сырья и полуфабрикатов; тепловой обработке сырья и полуфабрикатов (нагрев, охлаждение, сушка, обжаривание и т.д.); резания, механической обработке полуфабрикатов и т.д.На практике во многих экспертных системах и СБЗ содержимое базызнаний подразделяют на "факты" и "правила".
Факты - элементарные единицы знания (простые утверждения о характеристиках объекта), правила служат для выражения связей, зависимостей между фактами и их комбинациями. Таким образом, классификацию знаний можно представить следующимобразом: понятия (математические и нематематические); факты; алгоритмыи процедуры; правила, зависимости, законы, связи. Под правилами понимаются знания вида «ЕСЛИ-ТО».Создание продукционных систем для представления знаний позволилоразделить знания и управление в компьютерной программе ИЭС, обеспечитьмодульность продукционных правил.Прямое использование знаний из базы знаний для решения задач обеспечивается механизмом получения решений (inference engine - машина вывода) - процедурой поиска, планирования, решения.
Механизм решения даетвозможность извлекать из базы знаний ответы на вопросы, получать решения, формулируемые в терминах понятий, хранящихся в базе.На рисунке 6.14 показан процесс логического вывода в ИЭС формализованной информации, которую используют в процессе вывода.316Рисунок 6.14 Процесс логического вывода в интеллектуальной системеСхема классификации получения, структурирования и представлениязнаний показана на рисунке 6.15.Рисунок 6.15 Классификация получения, структурирования и представлениязнаний6.7.2. Уровни, способы, методы и языки представления знаний для ИЭС.Требования к языкам представления знанийВ ИЭС контроля качества пищевой продукции различаются следующие уровни представления знаний:1) уровень пользователя - проблемно-ориентированный;2) уровень, ориентированный на реализацию программной системы „tool―ориентированный (знания, представленные на языке программированиясистемы);3173) системный уровень (биты) – внутрикомпьютерное представление.Проблемно-ориентированные знания могут быть представлены двумяспособами.1.
Декларативное представление.Знание рассматривается независимо от того, как оно будет обрабатываться. Знание и методы его обработки будут четко отделены друг от друга.При этом данному способу представления свойственны следующие особенности: приобретение знаний сконцентрировано на содержании; сохранениепроисходит только один раз вопреки тому, что применение осуществляетсяв различных контекстах; различные «модели» могут быть обработаны однойи той же машиной вывода; возможна модификация базы знаний без побочных эффектов; никакой эффективной обработки.2. Процедуральное представление.Идея процедурального представления знаний подчеркивает аспект их обработки.
При этом, к представляемым знаниям будут присоединены знанияоб их обработке (метазнания) явно или не явно и, таким образом, вышеуказанное четкое отделение, которое присуще декларативному представлениюбудет затерто. Особенностями такого представления являются: эффективнаяобработка; плохая или практически отсутствующая возможность чтения, редактирования или интерпретации знаний.Классификация методов представления знаний показана на рисунке 6.16.Для организации диалога между человеком и ИЭС и автоматизациирешения интеллектуальных задач в процессе контроля и мониторинга исследуемого производства пищевой продукции необходим специальный язык.Этот язык должен быть удобным средством формулировки заданий, представления знаний, поиска планов и принятия решений.
Он должен такжепредоставить ИЭС необходимую основу для логических умозаключений.Благодаря способности рассуждать на своем внутреннем языке формул ИЭСсможет решать многие интеллектуальные задачи на самом высоком уровне.318Рисунок 6.16. Классификация методов представления знанийНа рисунке 6.17 представлена классификация языков программирования.Рисунок 6.17.
Классификация языков программирования.Для создания СБЗ в составе ИЭС могут использоваться:1. Традиционные языки программирования - C, Basic, Pascal, Lisp и др. Особо в этом ряду стоит выделить язык функционального программированияLisp. Его основные свойства: данные представляются в виде списков, дляполучения решений используется рекурсия.3192. Языки представления знаний (такие как Prolog) - имеют специфическиесредства описания знаний и встроенный механизм поиска вывода.3. Пустые оболочки экспертных систем - содержат реализации некоторогоязыка представления знаний и средства организации интерфейса пользователя.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
