Многометодные процедуры оптимального управления

1. Многометодные процедуры оптимального управления Архитектура и реализация программного комплекса

2. Содержание доклада • Постановка проблемы • Подход к решению • Описание архитектуры • Программная реализация • Примеры вычислений

3. Описание проблемы • задачи оптимизации довольно разнообразны и невозможно предложить некоторый одинаково эффективный универсальный алгоритм • создано большое разнообразие специализированных алгоритмов, затрудняющее выбор и использование их для конкретной задачи • задача анализа модели для ее классификации и последующего выбора подходящего метода решения сложна для конечного пользователя и уводит в сторону от решения основной проблемы

4. Подход к решению проблемы Предлагается создать интеллектуальную систему, позволяющую накапливать, описывать и далее выбирать и комбинировать различные методы в эффективных многометодных процедурах поиска оптимального решения задачи. В конечном итоге предлагаемая методология есть описание МЕТААЛГОРИТМА --- алгоритма порождения алгоритмов оптимизации модели.

5. Задача оптимального управления со свободным правым концом Задача конечномерной оптимизации Постановка задачи

6. II. Процедура решения III. Верификация результатов Схема решения задачи I. Анализ задачи

7. Схема решения Неформальная постановка задачи I Формализация Формальная постановка задачи Классификация Паспорт задачи и построение процедуры решения Экспертный анализ Процедура II Вычисление Результат во внутренних терминах Анализ нет Результат удовлетворительный да Интерпретация результатов Результат в исходных терминах Верификация нет III Результат удовлетворительный да Задача решена

8. Паспорт задачи

9. Паспорт метода1 Паспорт задачи Паспорт метода n Паспорт задачи Паспорт метода к Экспертная система Экспертный анализ . . .

10. Результат предварительного отбора Методi Методj Методk Процедура конкурсного отбора Методi Методj Методk I II III Построение процедуры решения Экспертный отбор на основе анализа паспорта

11. Схема многометодной процедуры 2 уровень Алгоритм 1 Есть неэлементарные действия Есть неэлементарные действия Есть неэлементарные действия да Алгоритм k1 Алгоритм kN Алгоритм i1 Алгоритм 1N Алгоритм 11 Алгоритм iN нет Конкурсный отбор 2 уровень 2 уровень Алгоритм k Алгоритм i да да 1уровень нет нет Конкурсный отбор Конкурсный отбор

12. Схема вычислений. Определения Определим ряд понятий • Модель • Базовый алгоритм • Алгоритм • Логический оператор • Многометодная процедура • Вычисление

13. Определение: Модель *Все функции, сложные типы данных и ограничения реализованы как модули на интерпретируемом языке

14. Определение:Базовый алгоритм Алгоритм, лежащий в основе составных процедур. Входит в БАНК АЛГОРИТМОВ. Базовые алгоритмы совершают в конечном итоге все вычисления над моделью. Реализация базовых алгоритмов произвольна, доступ к ним осуществляется в соответствии с заданным интерфейсом как к ActiveX-объектам.

15. Определение: Алгоритм Алгоритмом будем называть параметризованный вызов базового алгоритма. В качестве параметра может выступать шаг, регулятор, точность и т.п. конкретного базового алгоритма. В основе алгоритма всегда лежит один базовый алгоритм.

16. Определение: Логический оператор Логический (интеллектуальный, управляющий) оператор – это объект, позволяющий проводить анализ и активно управлять ходом решения задачи. К логическим оператором относятся • процедура подбора алгоритма по паспорту • процедура конкурсного отбора алгоритма • ...

17. Определение: Многометодная процедура (МП) -- Логический оператор, -- Алгоритм МП – это последовательность алгоритмов и управляющих логических операторов, рассматриваемая как единый алгоритм. МП также является алгоритмом и может участвовать в создании новых МП.

18. Определение: Вычисление Вычисление – это объект, являющийся результатом работы некого алгоритма (простое вычисление) или МП (сложное вычисление). Вычисление содержит:

19. Простое вычисление вычисление модель алгоритм Сложное вычисление МП . . . модель алгоритм N алгоритм 1 вычисление вычисление Схема вычислений

20. Программная реализация • Обоснование программных решений • Схема взаимодействия модулей • Схема базы данных • Актуальное состояние системы • Планы дальнейших разработок

21. Обоснование программных решений В качестве технологии реализации программного комплекса была выбрана web-технология с использованием ActiveX-объектов и баз данных. Преимущества: • удобная и достаточно простая среда разработки • клиент-серверная архитектура, не требующая установки специализированного клиента • простой доступ для всех желающих • легкая расширяемость • легко реализуемая возможность групповой работы над проектом • наличие внутреннего интерпретируемого языка

22. web-сервер MS IIS клиент web-browser ASP (JavaScript) HTML Схема взаимодействия модулей БД MS Access HTTP ADO COM ActiveX

23. Схема базы данных EXECS ALGORITHMS ALG_SEQ_CONTS ALG_SEQS содержимое МП многомет. проц. алгоритмы вычисления MODELS PASSPORTS модели паспорта PASS_FILLS PASS_VALUES VARIABLES содержимое паспортов переменные значения атрибутов PASS_NAMES FUNCTIONS функции названия атрибутов CONDITIONS ограничения

24. Выполнено web-интерфейс системы база данных проекта механизм создания и вычисления модели технология взаимодействия с базовыми алгоритмами и пример базового алгоритма создание МП* создание простых и сложных вычислений* * Механизмы реализованы только для конечномерных задач Запланировано реализация логических операторов механизм работы с паспортом модели реализация вычислений для задач оптимального управления наполнение банка алгоритмов учет ограничений Актуальное состояние системы

25. Примеры вычислений • Создание модели • Создание алгоритма • Создание многометодной процедуры • Создание простого вычисления • Создание сложного вычисления Адрес сайта: http://cron.botik.ru/isou