Многометодные процедуры оптимального управления Архитектура и реализация программного комплекса Исследовательский Центр процессов управления Работа выполнена при поддержке РФФИ, проект

Содержание работы Постановка проблемы Подход к решению Описание архитектуры Программная реализация Примеры вычислений Работа выполнена при поддержке РФФИ, проект

Описание проблемы 1. задачи оптимизации довольно разнообразны и невозможно предложить некоторый одинаково эффективный универсальный алгоритм 2. создано большое разнообразие специализированных алгоритмов, затрудняющее выбор и использование их для конкретной задачи 3. задача анализа модели для ее классификации и последующего выбора подходящего метода решения сложна для конечного пользователя и уводит в сторону от решения основной проблемы Работа выполнена при поддержке РФФИ, проект

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 алгоритма порождения алгоритмов оптимизации модели. Работа выполнена при поддержке РФФИ, проект

Постановка задачи Задача конечномерной оптимизации Задача оптимального управления со свободным правым концом Работа выполнена при поддержке РФФИ, проект

Схема решения задачи I. Анализ задачи II. Процедура решенияIII. Верификация результатов Работа выполнена при поддержке РФФИ, проект

Формализация Классификация Неформальная постановка задачи Формальная постановка задачи Паспорт задачи I Процедура Результат во внутренних терминах Результат удовлетворительный Результат в исходных терминах да нет Вычисление Анализ Интерпретация результатов II Верификация Экспертный анализ и построение процедуры решения Схема решения Результат удовлетворительный да нет Задача решена III Работа выполнена при поддержке РФФИ, проект

Паспорт задачи АтрибутПринимаемые значения Тип задачиоптимального управления, конечномерной оптимизации Размерность аргумента одномерный, многомерный Особенности структуры задачи линейная, линейно-квадратичная, выпуклая, Работа выполнена при поддержке РФФИ, проект

Экспертный анализ Паспорт задачи... Паспорт метода 1 Паспорт метода n Экспертная система Паспорт метода к Паспорт задачи Работа выполнена при поддержке РФФИ, проект

Построение процедуры решения Экспертный отбор на основе анализа паспорта Метод kМетод jМетод i Результат предварительного отбора Процедура конкурсного отбора Метод j Метод i Метод k I III II Работа выполнена при поддержке РФФИ, проект

Схема многометодной процедуры Алгоритм 1 Есть неэлементарные действия нет да Конкурсный отбор Алгоритм 11Алгоритм 1N 2 уровень 1 уровень Есть неэлементарные действия нет да Конкурсный отбор Алгоритм i1Алгоритм iN 2 уровень Алгоритм i Есть неэлементарные действия нет да Конкурсный отбор Алгоритм k1Алгоритм kN 2 уровень Алгоритм k Работа выполнена при поддержке РФФИ, проект

Схема вычислений. Определения Определим ряд понятий – Модель – Базовый алгоритм – Алгоритм – Логический оператор – Многометодная процедура – Вычисление Работа выполнена при поддержке РФФИ, проект

Определение: Модель *Все функции, сложные типы данных и ограничения реализованы как модули на интерпретируемом языке Работа выполнена при поддержке РФФИ, проект

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. Работа выполнена при поддержке РФФИ, проект

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. Работа выполнена при поддержке РФФИ, проект

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... Работа выполнена при поддержке РФФИ, проект

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

Определение: Вычисление Вычисление – это объект, являющийся результатом работы некого алгоритма (простое вычисление) или МП (сложное вычисление). Вычисление содержит: Работа выполнена при поддержке РФФИ, проект

Схема вычислений Сложное вычисление модель алгоритм 1 вычисление... алгоритм N вычисление МП модельалгоритм вычисление Простое вычисление Работа выполнена при поддержке РФФИ, проект

Программная реализация Обоснование программных решений Схема взаимодействия модулей Схема базы данных Актуальное состояние системы Планы дальнейших разработок Работа выполнена при поддержке РФФИ, проект

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 Работа выполнена при поддержке РФФИ, проект

Схема взаимодействия модулей БД MS Access клиент web-browser web-сервер MS IIS ASP (JavaScript) HTML HTTP ADO ActiveX COM Работа выполнена при поддержке РФФИ, проект

Схема базы данных EXECSALGORITHMSALG_SEQ_CONTSALG_SEQS MODELS VARIABLES FUNCTIONS CONDITIONS PASS_FILLSPASS_VALUES PASS_NAMES PASSPORTS вычисления алгоритмы содержимое МП многомет. проц. модели переменные функции ограничения паспорта содержимое паспортов названия атрибутов значения атрибутов Работа выполнена при поддержке РФФИ, проект

Актуальное состояние системы 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 учет ограничений Запланировано реализация логических операторов механизм работы с паспортом модели наполнение банка алгоритмов Работа выполнена при поддержке РФФИ, проект

Внешний вид системы Работа выполнена при поддержке РФФИ, проект

Многометодные процедуры оптимального управления Архитектура и реализация программного комплекса Исследовательский Центр процессов управления Работа выполнена при поддержке РФФИ, проект