1 / 18

Бодякин В.И. к.ф.-м.н. с.н.с. Институт проблем управления РАН им. В.А. Трапезникова, Москва

АВТОСТРУКТУРИЗАЦИЯ НЕПРЕРЫВНОГО ТЕКСТОВОГО ПОТОКА. (Априорно неопределенной предметной области). Бодякин В.И. к.ф.-м.н. с.н.с. Институт проблем управления РАН им. В.А. Трапезникова, Москва E-mail: body @ ipu . ru , http://www. informograd . narod . ru , служ.тел.:334-92-39.

wallace-sloan
Download Presentation

Бодякин В.И. к.ф.-м.н. с.н.с. Институт проблем управления РАН им. В.А. Трапезникова, Москва

An Image/Link below is provided (as is) to download presentation Download Policy: Content on the Website is provided to you AS IS for your information and personal use and may not be sold / licensed / shared on other websites without getting consent from its author. Content is provided to you AS IS for your information and personal use only. Download presentation by click this link. While downloading, if for some reason you are not able to download a presentation, the publisher may have deleted the file from their server. During download, if you can't get a presentation, the file might be deleted by the publisher.

E N D

Presentation Transcript

  1. АВТОСТРУКТУРИЗАЦИЯ НЕПРЕРЫВНОГО ТЕКСТОВОГО ПОТОКА (Априорно неопределенной предметной области) Бодякин В.И. к.ф.-м.н. с.н.с. Институт проблем управления РАН им. В.А. Трапезникова, Москва E-mail: body@ipu.ru, http://www.informograd.narod.ru, служ.тел.:334-92-39

  2. 2 ПОЧЕМУ ВСЕ ОРГАНИЗМЫ "ЕДИНОДУШНЫ" В КЛАСТЕРИЗАЦИИ ОКРУЖАЮЩЕГО НАС МИРА НА ОТДЕЛЬНЫЕ ОБРАЗЫ ? Предметная область 010101010101001001001110110101010101010101010101010100101010101010101010101010000010101010101001010101010101010101001010100101010101010101010100101010101010101001010100101010101010101010010101010100100110101010101010101010101010101010101010101010101010100110010101010101010101010101010101010100101010101010101010101010010101010101010100110101010101010101001010 ..1010010… …0100101… …0100101… …0100101… …1010010…

  3. 3 Традиционный способ структуризации в системах ИИ Програм-мист систем ИИ Предметная область

  4. Предметная область (ПО)– причинно-связанная совокупность физических процессов.Процесс– независимое от времени и пространства детерминированное изменение некоторого физического параметра во времени.Любой процесс может быть преобразован в текстовую форму. 4 многомерный физический процесс<->текстовая форма

  5. МАКРИСРИСМАКДУБЛЕН  t01 t02 t03 5 Задача: в непрерывном потоке ТФ необходимо выделить образы, соответствующие процессам любойПО ИС … ПО АКРИСМКД УБЛЕНД … МАКРИС ЛЕН ДУБ R1 Метод:построение в ИС множества различных словарей и выбор минимального (Ri) Цель: Минимальный словарь ИС (гомоморфен процессам ПО) Инструментарий:нейросемантические структуры

  6. aj ПО ИС ____ "Генетич. программа" ЛЕН МАК ДУБ ak ai РИС 6 Демонстрационный пример(четыре равновероятных процесса формируют непрерывный поток ТФ) СМАКРИСРИСМАКДУБЛЕН Текстовой поток Закрашенный поток Необходимо построить словарь в Nобразов, полностью покрывающий ТФ. Примем что: Энергетические затраты на обработку одного образа в ИС равна 1Е-. Время обработки символа и образа один такт Т, Энергетическиезатраты на хранение одногообраза в памяти1/24Е-. Энергетика каждого прогнозируемого ИС символа равна 1Е+, Усредненный на 12 тактовэнергетический баланс ИС = -N(обработка)-1/2N(хранение) + (12-N)(прогнозирование) = (12 -5/2N)*E

  7. 7 Результаты экспериментаПервая структуризация словаря ИС Форма словаря:(наибольший размер образа один символ): • <М><А><К><Р><И><С><Л><Е><Н><Д><У><Б>, • R(ИС)=12R*(0,5Е-/R) = 6E-, • прогнозирование (Т) = 0Т (т.к. у образа только один символ), • затраты энергии на распознавание =12E- • контролирование потенциальной энергии ТФ = 0E+. Итог: для односимвольного словаря усредненный энергетический баланс = 18E- . Усредненный энергетический баланс ИС назовем эволюционным потенциалом ИС

  8. 8 Втораяструктуризация словаря ИС (наибольший размер образа два символа): • а) Минимальная форма словаря: <МА><К><РИ><С><ЛЕ><Н><ДУ><Б>: • R(ИС)=8R =4Е-, прогнозирование = 0,5Т (на образ), • затраты энергии на распознавание = 8E-, • контролирование потенциальной энергии ТФ = 4E+. • Итога) 4Е- + (0,5Т * 8(образов на ТФ=12) = 4E+) + 8E- = 8E- . • б) Максимальная форма (без полного пересечения): <МА><КЛ><КР><КД><КМ> <ЛЕ>…<БД>: • R(ИС)= 20R=10Е-, прогнозирование = 0,2Т (на образ), • затраты энергии на распознавание = 20E-, • контролирование потенциальной энергии ТФ = 4E+. • Итог б) 10Е- + (0,2Т * 20(образов на ТФ=12) = 4E+) + 20E- = 26E- . • Итоговый лучший эволюционный потенциал = 8E- .

  9. 9 Третья структуризация словаря (наибольший размер образа в три символа). • а) Минимальная форма словаря: <МАК><РИС><ЛЕН><ДУБ>: • R(ИС)=4R =2Е-, прогнозирование = 2Т (на образ), • затраты энергии на распознавание = 4E-, • контролирование потенциальной энергии ТФ = 8E+. • Итога) 2Е- + (2Т * 4(образов на ТФ=12) = 8E+) + 4E- = 2E+. • б) Максимальная форма (без дублирования, т.е. без полного пересечения): <АКР><ИСР><ИСМ><АКД> <УБЛ><ЕНД> … <АКМ>: • R(ИС)= 36R=18Е-, • прогнозирование (Т) = +4E, • затраты энергии на распознавание = 36E-, • контролирование потенциальной энергии ТФ = 0E+. • Итог б) = 50E- . • Лучший итоговый эволюционный потенциал = 2E+ , 50E-  2E+(!!).

  10. 10 Четвертая структуризация словаря (наибольший размер образа в четыре символа) • а) Минимальная форма словаря: <МАК><РИС><ЛЕН><ДУБ>: • R(ИС)=4R =2Е-, прогнозирование = 2Т (на образ), • затраты энергии на распознавание = 4E-, • контролирование потенциальной энергии ТФ = 8E+. • Итога) 2Е- + (2Т * 4(образов на ТФ=12) = 8E+) + 4E- = 2E+. • б) Максимальная форма (без дублирования): <АКРИ><ИСРИ><ИСМА> <АКДУ><УБЛЕ><ЕНДУ> … <АКМА>: • R(ИС)= 48R=24Е-, прогнозирование (Т) = 0Т (на образ), • затраты энергии на распознавание = 48E-, • контролирование потенциальной энергии ТФ = 0,5E+. • Итог б) = 78E- . • Лучший итоговый эволюционный потенциал = 2E+ , 78E-  2E+

  11. 11 Пятая и другие структуризации словаря Лучший итоговый эволюционный потенциал = 2E+ , 204E- 2E+ Шестая структуризация словаря, седьмая … и т.д. 2E+!!! Худший - E- • Теоретический анализ результатов экспериментапоказывает, что эволюционный потенциалИСобратно пропорционален размеру словаря, • Размеры минимальных и максимальных словарей ИС соотносятся как: o(N) и o(N3) !!! где: N – максимальный размер образа словаря

  12. ПО МАКРИСРИСМАКДУБЛЕН…  t01 t02 t03 L=3 £ 12 Автоструктуризацияинформациив ИС ИС АКРИСРИСМАКДУБЛЕНД … АКМ РИС ДУБ МАКЛЕН N=4 min МАКРИС ЛЕН ДУБ N N2(L-1)=32 Минимальный словарь ИС -----> ! ! ! Образы ИС = процессам ПО СN[L/£]=N2+ [L/£] max o(N3) >> o(N) !!! max min

  13. ПО 13 Автоструктуризацияиерархических процессов …ДА КОЛЯ ЛОВИТ РЫБУ СА… ИС Подл. Сказ. Обст. {…}{…}{…} иерархическая структура словарей образов Подл. Сказ. Обст. {…}{…}{…} иерархические процессы При минимизации словаря на нейросемантических структурах, его топология гомоморфна структуре исходных процессов ПО

  14. Алгоритм НСС 11011010001101101001- Предметная область 14 НСС Нейросемантическаяформа представления информации Автоматическое выделениеобразов-процессов из предметной области в нейроподобные элементы НСС при минимизации ресурсных затрат (памяти) N‑элемент (образ НСС)  процесс предметной области

  15. 15 Автоструктуризацияна нейросемантических структурахRИС = f(число N-элементов, числосвязей)в битах1/P (компрессия) = ---------------------------------------------------------  0при t TФИС= объем текстовой информации в ИСв битах или RИС / TФИС 0 и RИСconst, при t M при t  Примеры:а) <RISMAKDUBLENLENDUBMAKMAKLENRISRISLENMAKRISDUBRIS>правильно выделяются все процессы: <MAK><RIS><MAK><DUB>;б)<ДОМЗЕБРЫСКИТНАДОМДОМВНАДОМВСКИТВНАСКИТВВЗЕБРЫНАВНА>, правильно выделяются все процессы:<ЗЕБРЫ><СКИТ><ДОМ><НА> <В>.сдвиг алфавита А в кодах ASCII в примере б)<ЕПНИЖВСЬТЛЙУОБЕПНЕПНГОБЕПНГТЛЙУГОБТЛЙУГЖВСЬОБГОБ> на +1 <?IGB@<KVLECMH;?IG?IG=H;?IG=LECM =H;LECM==B<KVH;=H;{> на -133.

  16. 16 НСС – это пример1-го формального преобразованияколичественной текстовой формы представления информации в качественно новую форму – структуру образов ИС Критерии достаточности:а) все пространство состояний; б) есличеловек может правильно структурировать данный тексто- вой материал в непривычной, но взаимнооднозначной нотации, в) наличие характерных особенностей динамического процесса при минимизации ресурса RИС

  17. БШ ПС "Телесериал" Реальный bsejgr… abcabc... Mather… ПО 17 По минимальной функции затрат ресурсов ИС Rис можно объективно определять процессы ПО Автомат "животн." ИС-человек ИС RИС RИС RИС При TИС = const (t) t t t линейная;логарифмическая; const; функции затрат Rис f = (RИС (t)) : Определения: Информация– знаковая последовательность на языке системы, соответствующая целому числу причинно-связанных процессов ПО …

  18. 18 На вопрос: "Почему все организмы 'единодушны' в класте- ризации окружающего нас мира на отдельные образы ?" Вытекает ответ: "Т.к. минимальный словарь, дает эволюци- онные преимущества, то все ИС данной ПО выбирают его, а соответственно, и его образы". Теорема: минимальная форма словаря ИС может достигаться только при ее изоморфности исходной структуре процессов ПО Доказательство: Если представить формирование текстовой формы двумя независимыми и непересекающимися процессами А и Б, то становится очевидным, проц. А проц. Б 010010 УКЛОН ЭРМИТАЖ101010010 образ А образ Б что минимальным словарем образов закрашивающим эти два процесса могут быть только образы совпадающие по текстовой форме с генерирующих их процессами. ИС ПО

More Related