CC BY
12
2) разработке дедуктивных алгоритмов структурно-функционального анализа цифровых систем в целях определения множества сходящихся разветвлений и реконфигурации структуры для реализации процедуры суперпозиции;
3) создании внутренней интерпретативно-компилятив-ной модели цифрового устройства для эффективного исправного анализа логических элементов и их неисправностей одиночного константного типа;
4) разработке топологического алгоритма моделирования неисправностей по древовидной структуре цифровой системы, имеющего линейную вычислительную сложность в зависимости от числа линий схемы.
ПЕРЕЧЕНЬ ССЫЛОК
1. Wang X., Hill F.G., Mi Zh. A sequential circuit faulf simulation by surrogate fault propagation // Proc. 1989 IEEE International test conference, IEEE Computer society, 1989. P. 9-18.
2. Nishida Т., Miyamoto S., Kozawa Т., Satoh K. RFSIM: Reduced fault simulator // IEEE Transactions on computer-aided design. 1987. Vol. CAD-6, No 3. P. 392-402.
3. Hahanov V.I., Babich A.V., Hyduke S.M. Test Generation and Fault Simulation Methods on the Basis of Cubic Algebra for Digital Devices. Proceedings of the Euromicro Symposium on Digital Systems Design DSD2001. Warsaw, Poland. September, 4-6, 2001. P. 228-235.
4. Хаханов В.И., Хак Х.М. Джахирул, Масуд М.Д. Мехеди. Модели анализа неисправностей цифровых систем на
основе FPGA, CPLD // Технология и конструирование в электронной аппаратуре. 2001. № 2.- С. 3-11.
5. Levendel Y.H., Menon P.R. Comparison of fault simulation methods - Treatment of unknown signal values // Journal of digital systems. 1980. Vol. 4. P. 443-459.
6. Abramovici M., Breuer M.A. and Friedman A.D. Digital systems testing and testable design. Computer Science Press. 1998. 652 p.
7. Убар P.P. Анализ диагностических тестов для комбинационных цифровых схем методом обратного прослеживания неисправностей // Автоматика и телемеханика. 1977. №8. С.168-176.
8. Автоматизированное проектирование цифровых устройств / С.С.Бадулин, Ю.М.Барнаулов и др./ Под ред. С.С. Бадулина. М.: Радио и связь. 1981. 240 с.
9. Active-HDL User's Guid. Second Edition. Copyright. Aldec Inc. 1999. 213p.
10. Горбатов В.А. Основы дискретной математики. М.: Высш. шк., 1986. 311 с.
Надшшла 29.03.04
Запропонований швидкодтчий дедуктивно-паралельний метод зворотнього моделювання несправностей, opieumoea-ний на обробку цифровых npoenmie вентильного та pezicm-рового р{вня опису. Швидтсть програмног реал1заци на порядок вище, нгж у Memodie прямого транспортування спис-tcie detpeumie.
Fast fault simulation method integrated the advantages of deductive and concurent fault simulation algorithms and oriented on evaluation of digital circuit represented on gate or RTL description level is offered. The speed up of backword fault simulation is better on 10 times than methods with forward propagation algorithms.
УДК 681. 3:622. 276
B.i. Шекета
М0ДИФ1КАЦ1ЙН1 ПРЕДИКАТЫ ЗАПИТИ, ЯК МНОЖИНА Л0Г1ЧНИХ PROLOG-nPOrPAM 3 ОБМЕЖЕННЯМИ
У po6omi показано, що кожний модифшацшний преди-катний запит е екв1валентним деякш Prolog-npoipaMi, is заданою множиною обмежень. Запропоновано формально-лог1чне визначення для процедури в1дображення множини модифшацшних предикатных 3anumie на множину лог1чних Prolog-програм в рамках nidxody па ocnoei семантики ста-бшьпих моделей .
ВСТУП
Одним ¡з ключових питань з точки зору матема-тичного моделювання процесу побудови шформацшних ¡нтелектуальних систем для нафтогазово! предметно! обласп е cnoci6 представления знань, на основ! якого система повинна приймати рппенпя в певши ситуацп[1]. Таким чином представления знань повинно бути задано способом, який дозволяе перехщ до представления фрагмеугпв шформацп про нафтогазовий об'ект в тер-мшах структур баз даних (БД) i знань (БЗ). Розгляда-тимемо таку базу даних з точки зору факив i процессе, що призводять до i'x змши, тобто з погляду семантики i синтаксису такого представления [2]. Шд синтаксисом будемо розулпти Ha6ip правил для поеднання символ ¡ в в
лопчно KopeKTHi вирази, а шд семантикою - cnociö штерпретацп вираз1в, що одержуються в результат конкретних рсальзацш синтаксичних правил.
TeopiH модифшацшних предикатних заштв е форма-льнолопчним апаратом опису i вивчення процеслв онов-лення i модифшацп баз даних i знань, лопчного вис-новку на ochobi баз даних i знань. Основш ¡деУ такого тдходу розглядаються в рамках конкретних реал1зацш SQL, або реал1зацш для мережi штернет[3,5].
На вщмшу вщ розглянутого шдходу, де функщею лопчного обгрунтування заштв перекладено на користу-вача бази даних, i вщ Prolog - програм, де передбача-еться побудова бази знань ¡нженером когштологом i по-стшний супровщ користувача гид час сеансу лопчного висновку, в пропонованому нами шдход1 ¡нформацшна штелектуальна система (IIC) на основ! БД i БЗ сама формуе та поповнюе базу даних i знань i проводить лопчний висновок.
В poöoTi [6] база знань ¡нформацшно! системи розглядаеться як naöip шформацшних сутностей атомар-них предикат1В з деякого скшченого ¡нформашйного простору 9? . Bei змши, що вщбуваються в 6a3i знань,
B.I. Шекета: МОДИФ1КАЦ1ЙН1 ПРЕДИКАТН1 ЗАПИТИ, ЯК МНОЖИНА ЛОГ1ЧНИХ PROLOG-nPOrPAM 3 ОБМЕЖЕННЯМИ
розглядаються, як наслщок модифшацшних предикат-них запи'пв Qm , що генеруються штелектуальною iH-формацшною системою вщповщно до вказ1вок корис-тувача. Основою самих заштв е Ha6ip модифшацшних предикатних правил. Розглядаються два типи правил
м«квЛ°i)'-' Кв + (о,)Лв_{р^-Лв_(рт), (О
в-
Кв + {ох),КвАрХ),-Хв_{рт), (2)
де 0,0j,Pj Е . Основна щея такого запису правил по-лягае в тому, що Кв+(о) означае, що атомарний предикат о повинен бути включений в базу знань Кв , а Кв _ означае, що - повинен бути виключений з бази знань, а (Кв)' - означае модифшащю бази знань на piBHi лопчпоУ
зв'язаносп предикатних правил, як паслщок виконання операцш додавання i вилучення правил; « - розгляда-еться, як комплексна стршка, дослщження властивостей яко! буде виконано шзшше засобами теорп категорш.
В даному дослщженш ми розробляемо формально-лопчний апарат шдтримки д1алогу користувача з IIC на основ1 БД i БЗ для нафтогазово! предметно! облаетi в npoueci побудови ним запи'пв, що розглядаються в ход1 динамши процесу оновлення i модифшацп баз даних i знань. Ми розвиваемо власний формально-лопчний апарат, на основ! основних принцишв абстрактного ло-г1чного програмування i теоретичних аспекив програму-вання в MOBi Prolog [7-13]. Тому, природньо, виникло питания про взаемозв'язок введено! ¡де! використання модифшацшних предикатних запипв ¡з базовими ¡деями даних теорш.
Таким чином метою даного дослщження е встанов-лення сшввщношення М1Ж множиною модифшацшних предикатних запит1в i множиною абстрактних Prolog-програм.
ДОСЛ1ДЖЕННЯ МОДИФ1 КАЦ1 ЙНИХ
ПРЕДИКАТНИХ ЗАПИТ1 В НА МНОЖИН/
ЛОГ1 ЧНИХ PROLOG-nPOrPAM
Спочатку розглянемо випадок порожньо! в их ¡дно! бази знань. Кожний модифшацшний предикатний запит може бути роздЬтений на дв1 частини: Лв + - правила, тобто так1, що
({дбт: head{A)=KB + (o), для деякого ое О}), (3) i Кв_ - правила, TaKi, що
({ДQm: head(A )=Кв_(о), для деякого об О}). (4)
Введемо позначення для множини Bcix - правил моди-фшацшного предикатного запиту Q , як KB+(Qm), а множину Bcix Кв_ - правил для Qm позначатимем че-
рез Кв_Шт). Таким чином дт = К++(дт)и {~> Кц_ ((2т)и де <2^ - додатков! специфшаци модифшаш иного запиту, суть яких розглянемо тзнпие.
Заголовки ВС1Х правил Кв_(<2т) задовшьняються в вихщнш баз1 знань (яка, ми припустили е порожньою). Тому вони не описують жодних модифшацш стосовно вихщно! бази знань. Кожна ¡з таких модифшацш повинна бути описана в Кв + ^т) . Наступне твердження
показуе, що £>т - модифшацп для 0, власне е КВ+№т> ' м°ДиФ'каЦ'ями яля порожньо! множини, яю задовыьняють Кд _(Qm) .
Твердження 1. Нехай Qm - модифшацшний предикатний запит. Тод1 Квт е ()т - модифшащею для 0 то-д1 1 тыьки то/ц, коли Квт е множиною Кв+{(2т) - модифшацш для 0 , 1 Квт е моделлю [6] для Кв_(()т) .
Доведения. Зпдно розглянутого вище, якщо Квт е Qm - модифшащею для 0 , тод1 Квт е моделлю для <2т . Звщки слщуе, що вш е такою ж моделлю для Кв _{(2т) ■ Залишаеться тьчьки показати, що Квт е кВ + Шт) ' м°Диф1каЩею Для 0 . Тод1, матимемо:
Ет= Кт(вт ^ {'т « е М'(0ЛЪ}). (5)
Ет = {Кв + {о)-.оеК^}^{Кв_{о):{о^ф)}.{ 6)
Зг1дно з означениям необхщно! модиф1кац1! [6], Ет е найменшою моделлю для
йти{гт«гтеМК®х1™_)} = <7>
= К+в+Шт)иК-в_(дт)и{гт«гте М'(0,К^)}.
Згщно означения ¡нерцп [6] в 6аз1 знань М\0ЛВ1 ) = {Кв_(о) :о <£ Тепер матимемо
к-вАат) =QXmvQ2m, (8)
де К§"} , Ьеас
с,{Кв_{о) :о€ Квт} для кожного правила Ае Ьеас1(А)е М(0,Квт). Таким чином, ¡снус правило /геай?(А ) « в множин1 гт « гт 6 М\0Лвт) ■ Тому, Ет е також найменшою моделлю для запиту Лв+ ((?,„) ^ и и {гт « гт е М'(0Лвт)}- Якщо ми видалимо ¡з запиту деяк1 правила, передпосилки яких хибт в Ет, то Ет буде найменшою моделлю для утвореного запиту. Покажемо, що передпосилки в«х правил з е хибни-ми в Е . Спраид^ нехай А е правилом з . Тод1
head((A)e{KB_(o) :о е К^т}). Припустимо, що пере- АМ~ КВ+ (SM^<<KB+ '
дпосилки А е ¡стинними в Е . Тод1 head(А) повинно Кв+(rM),KB_{VM),...JCB_{Vм)щ (13)
т
бути ютинним в Е , осюльки Е е моделлю для
Означимо твердження лопчно! Prolog-програми
Р
КВ+ (От)и{гт«гтеМ\0,К%")}. Звщси слщуе, , = , як
О ^ що Е п {Кв_ (о):о е Квт} * 0 . А це в свою черту
суперечить факту, що Ет= {Кв+ (о): о Е и ^ = ■ О4)
и (Кп (о):о£ Кпт}. Таким чином Е„ е найменшою „ .„ „
1 в- 4 ' в > т Для множини модифжацшних Кв+ - правил в Qm
моделлю для запиту Кв + ми означаемо вцщовщну лопчну програму , як
1ншими словами Таку, що {ст£(Д ):Д е QM}.
А. (К+ (Q )u{r «г еМ'(0ДУ")})= Слщ вщмиити, що воображения а£ДД) е ¡нверсним
тп т т т по вщношенню до вщображення ст^ множини тверд-
= + (°);ое (о):о е Квт}. (9) жень лопчно! Prolog-програми i множиною модифша-
Таким чином щйних Кв + - правил. 3 твердження 1 можна вивести
^ також наступний результат. + (6m) u « е М*(0 JCsm)}) = Лема 1. Нехай Qm - модифшацшний предикатний за-
= {Кв+ (о):об и {Кв_ (о):о € /sTg™}. (10) пит. Tofli е Qm - модифшащею для 0 тод1 i тшь-
п п ки тодь якщо Кпт е стабшьною моделлю [6,8,12] для
»mil i/f /'✓iV if «ml й
Нехай тепер ■
Ет е найменшою моделлю для Кв + {Qm)\j{rm«rmE
^UKB+(Qm)) iKBm е моделлю для K~B_{QJ . Узагальнемо одержаний результат на випадок довшь-
е Mi(0JCßm)} ■ Очевидно, що Ет е також найменшою Hoi вихщно! бази знань.
моделлю оновленого запиту отриманого з Kjj+(Qm) U Твердження 2. Нехай Qm - модифжацшний преди-
. , г , zrU„\ 1 катний запит, i нехай О' складаеться ¡з Bcix модифша-
U {rm<< rme M'{0JCBm)} через додавання правил, що ^ т ^
„ _ . ,, . цшних правил в От, що е обмеженнями накладеними
задовольняються в Ьт . Bei правила в Кв_ (Qm) задо- т
_ . „на базу знань К„ , i нехай О" = Qm\Q' ■ База знань
вольняються в Ет зпдно нашого припущення. Таким а т
чином Ет е найменшою моделлю для е Qm - модифшащею для Кв тод! i тыьки тод1, ко-
п ли R^ (Кпт) е стабшьною моделлю для (О''))
„ i Кпт задовольняе Bei правила з Q .
= дти{гт«гте№(0Л§™)}. (п) й %
Доведения. 3 леми 1 слщуе, що Квт е Q - моди-ф1кац1ею для Кв то;и i Т1льки тод1, коли R/(s(Kßm) е RK (Qm) - модифшащею для 0 .
-т 1 т т А значить
Ußju {гт«гтеМ\0Л^)} =
~ {Кв+ (о):о G и {Кв_{о)\о g (12) Таким чином piBHicTb KrB_(RK{Qm))=RK (Q \ справд-
В в
Таким чином, е Qm - модифшац1ею для 0 . жуеться тод! i Т1льки то/и, якщо RK(KBm) е стаб1льною
3 твердження 1 слщуе, що Кв_ - правила з Qm моделлю для CS^R^Q"^) i с моделлю для RK{Qm) ■ можуть бути проштерпретоваш, як додатков! обмежен- 3астосовуючи таке Rr - перетворення ми можемо
ня, яю повинна задов1Льняти KB + (Qm) - модифшащя в
, стверджувати, що Rv е моделлю для Rv (О' )
порожньо1 множини, щоби вщповщати вимогам, вве- г т кв т
деним стосовно Qm - модиф1кац1й вихщноТ бази знань. T0/li j т1льки T0/(i] коли KQm задовольняе Bci правила в
В той же час KZ. (OJ) можна розглядати як ло- „ чч „ „О ~
В+ т О = Rv (RK (О')). Таким чином К%т е Q - моди-
ri4Hy Prolog-nporpaMy. Справд1, означимо вщображення я я от
ст^ М1Ж множиною Кв+ - правил модифжацшного ф1ка1.пею для Кв , якщо RK(Kfim) е стабильною модел-предикатного запиту Qm i множиною тверджень Prolog- лю для a^(RK (Q"J) i Кпт задовольняе Bci правила програми. Нехай задана Кв+ - частина модифшащй-
ного предикатного правила
В
116
ISSN 1607-3274 "Рад1оелектрон1ка. 1нформатика. Управл1ння" №1, 2004
B.I. Шекета: МОДИФ1КАЦ1ЙН1 ПРЕДИКАТН1 ЗАПИТИ, ЯК МНОЖИНА ЛОГ1ЧНИХ PROLOG-ПРОГРАМ 3 ОБМЕЖЕННЯМИ
Вщмшшо, що в твердженш 2 Щ"' буде задовольня-ти ва правила з ()' го/а 1 тшьки тод1, коли Як (Кпт) задовольнятиме вс1 правила з Кк (бт) [6]. Тому твер-джеиня 2 може бути переписано наступним чином.
Твердження 3. База знань Квт е От - модифжашею вихцщо! бази знань Кв тод1 1 пльки тод1, коли Кк(К(^т) е стабшьною моделлю для ,
що задовольняе вы обмеження [14] з (б „) ■
В загальному випадку, твердження 2-3 показують, що кожний модифшацшний предикатний запит е екшва-лентним Рго^-програм1, на яку накладено певш обмеження [14]. Бшьше того, твердження 1-3 дають фор-мальнолопчне означення воображения множини модифжацшних предикатних заштв на множину лопчних Prolog-пpoгpaм. А саме, нехай ()т~ модифшацшний предикатний запит, а Кв - вих1дна база знань. Виконаемо !х перетворення в РгоЬ^-програму О^Я^ +(%г(бм))) 1 множину обмежень Кв к (6д/)) ■ 3 твердження 2 слЬ дуе, що ¡снуе вщповцчшсть "один-до-одного" М1Ж множи-ною - модифжацш для Кв \ множиною стабшьних
моделей для а^(Кв++(Як (бд/))) > Щ° задовольняе
К~в_{Як(дм)). Тому Рго1о8-програма о&СВД^Ш)
може бути означена, як така, що не мштить бшьше тверджень, чим е модифжацшних правил в 1
загальний розм1р тверджень не е бшыпим чим розм1р ()т (загальна кшьюсть лопчних тверджень 1 обмежень дор1внюе кшькост! правил в бт). При виконанш -перетворення для бази знань Кв виконуеться побудова стаб'|лыю1 модел1 для <3РМ(Кв++ {Кк (2М))) I перев1рка
того, чи вона задовольняе встановлеш обмеження.
Одержан! в данш робсгп результати е обгрунтова-ними, оскшьки введен! твердження не виходять за рамки процедури обчислення обгрунтованих семантик прий-нятих в теори абстрактного лопчного програмування ! стабыьних семантик для абстрактних лопчних програм.
висновки
В данш робот! показано, що кожний модифшацшний предикатний запит е екв1валентним Рго^-програм1, на яку накладено деяку множину обмежень. Введен! твердження дають формально-лопчне означення вщображен-ня множини модифжацшних предикатних зашгпв на множину лопчних Рго^-програм.
Подальш! розвщки даного напряму будуть зосеред-жеш на дослщженш властивостей такого воображения з точки зору обгрунтованих ! стабьчьних семантик абстрактного лопчного програмування.
ПЕРЕЛ1 К ПОСИЛАНЬ
1. Шекета B.I. 1нформацжна система для прогнозування нафтогазоносних поклад1в. Дисертацш на здобуття нау-кового ступеня кандидата техшчних наук. Херсон,1999.-130с.
2. Lifschitz V. Foundations of logic programming. In Principles of Knowledge Representation.- CSLI Publications.-1996.-P. 69-127.
3. Glover E., Flake G., Lawrence S., Birmingham W.P., Kruger A., Giles C.L., Pennock D. Improving category specific web search by learning query modifications. In Symposium on Applications and the Internet, SAINT, San Diego, CA, January 8-12, 2001.
4. Sormunen E. A Novel Method for the Evaluation of Boolean Query Effectiveness across a Wide Operational Range. In: Belkin NJ, Ingwersen P and Leong M-K SIGIR 2000, Proceedings of the 23rd Annual International ACM SIGIR Conference on Research and Development in Information Retrieval, Athens July 24-28, 2000. Special Issue of the SIGIR Forum 34.-P.25-32.
5. Magennis M., Rijsbergen C. J. The potential and actual effectiveness of interactive query expansion. Proceedings of the 20th Annual International ACM SIGIR Conference on Research and Development in Information Retrieval, Phila-delphia.-1997.-P. 324-331.
6. Шекета B.I. Модифтацжш предикатш запити, як ¡нстру-мент гпдтримки д1алогу з користувачем в ¡нформацшних системах на ocHoei баз даних i знань. Вюник Терно-тльського державного техшчного ушверситету.- 2003-Техшчж науки.-Том 8-№ 4 -2003- С.113-119.
7. Alferes J. J., Pereira L. M. Update-programs can update programs. In Non-Monotonlc Extensions of Logic Programming (Bad Honnef, 1996), volume 1216 of Lecture Notes in Computer Science, Berlin, 1997. Springer.- P.110-131.
8. Niemel I., Simons P. Efficient implementation of the well-founded and stable model semantics. In M. J. Maher, editor, Proceedings of the 1996 Joint International Conference and Syposium on Logic Programming (JICSLP-96) (Bonn, Germany, September 2-6), MIT Press.- 1996.-P.289-303.
9. Berman K., Schlipf J., Franco J. Computing the well-founded semantics faster. In Logic Programming and Nonmonotonic Reasoning (Lexington, KY, 1995), volume 928 of Lecture Notes in Computer Science, Berlin, Springer.-1995.-P. 113125.
10. Alferes J. J., Leite J. A., Pereira L. M., Przymusinska H., Przymusinski Т. C. Dynamic logic programming. In Principles of Knowledge Representation and Reasoning. Proceedings of the 6th International Conference, KR'98, Trento, Italy, June 2-5. Morgan Kaufmann.-1998.-P. 98-111.
11. Przymusinski Т. C., Turner H. Update by means of inference rules. Journal of Logic Programming, 30(2).-1997.-P.125-143.
12. Syrjanen T. Implementation of local grounding for logic programs with stable model semantics. Technical Report B18, Digital Systems Laboratory, Helsinki University of Technology, October.- 1998.
13. Alferes J.J., Pereira L.M., Przymusinska H., Przymusinski T.C. LUPS - a language for updating logic programs. In Logic Programming and Nonmonotonic Reasoning, 5th Interna-tional Conference, LPNMR'99, volume 1730 of Lecture Notes in Computer Science, Springer-Verlag.- 1999.-P. 162-176.
14. Шекета B.I. 1нформац1йно-пошуков1 задач1 на ocHoei обмежень для нафтогазово! предметно! облаем // Вюник Житомирського державного технолопчного ужверситету / TexHi4Hi науки-2003.-№ 3(27).-С.167-172
Надшшла 20.02.04 Шсля доробки 20.03.04
В работе показано, что каждый модификациопный предикатный запрос является эквивалентным некоторой Pro-1од-программе, с заданным множеством ограничений. Предложено формально-логическое определение для процедуры отображения множества модификационных предикатных запросов на множество логических Рго1од-программ в рамках подхода на основе семантики стабильных моделей.
There is shown that every predicate query modification is equivalent to some Prolog-program, with certain set of restrictions. The formal-logical definitions for procedure of mapping the set of predicate queries modification on the set of the logi cal Prolog-programs is introduced.
