Главная Случайная страница


Категории:

ДомЗдоровьеЗоологияИнформатикаИскусствоИскусствоКомпьютерыКулинарияМаркетингМатематикаМедицинаМенеджментОбразованиеПедагогикаПитомцыПрограммированиеПроизводствоПромышленностьПсихологияРазноеРелигияСоциологияСпортСтатистикаТранспортФизикаФилософияФинансыХимияХоббиЭкологияЭкономикаЭлектроника






Когнитивная компьютерная графика: задачи, основной алгоритм использования, применение в теории чисел, пифагорограммы.

Когнитивная графика — это совокупность приемов и методов образного представления условий задачи, которое позволяет либо сразу увидеть решение, либо получить подсказку для его нахождения.

Методы когнитивной графики используются в искусственном интеллекте в системах, способных превращать текстовые описания задач в их образные представления, и при генерации текстовых описаний картин, возникающих во входных и выходных блоках интеллектуальных систем, а также в человеко-машинных системах, предназначенных для решения сложных, плохо формализуемых задач.

Поспелов сформулировал три основных задачи когнитивной компьютерной графики:

  1. создание таких моделей представления знаний, в которых была бы возможность однообразными средствами представлять как объекты, характерные для логического мышления, так и образы-картины, с которыми оперирует образное мышление,
  2. визуализация тех человеческих знаний, для которых пока невозможно подобрать текстовые описания,
  3. поиск путей перехода от наблюдаемых образов-картин к формулировке некоторой гипотезы о тех механизмах и процессах, которые скрыты за динамикой наблюдаемых картин.

ККГ-система ДСТЧ (Диалоговая Система для ККГ-исследований проблем аддитивной Теории Чисел). Эта система создает цвето-музыкальные ККГ-образы (так называемые пифограммы, - естественно, в честь великого Пифагора с его знаменитым лозунгом-постулатом "Мир есть Число и Гармония поющих Небесных Сфер!") математических объектов, которые (эти пифограммы) способны подсказывать человеку такие новые математические идеи и гипотезы (короче, – новое знание), которые, как свидетельствует история, в течение тысячелетий оставались недоступными для традиционных до-компьютерных технологий познания типа "мел - доска", "перо - бумага", "не знаешь - двойка", "дневник - ремень", и т.п.

 

 

Понятие численного эксперимента. Проведение аналогии между численным и лабораторным экспериментом. Взаимосвязь численного эксперимента с натурным экспериментом и теорией. Достоверность численной модели. Анализ и интерпретация модели.

Численный эксперимент выясняет, соответствует ли модель реальному объекту (процессу). Модель адекватна реальному процессу, если некоторые характеристики процесса, полученные на компьютере, совпадают с экспериментальными с заданной степенью точности.

По сравнению с натурным экспериментом математическое моделирование имеет следующие преимущества:
• экономичность (сбережение ресурсов реальной системы);
• возможность моделирования гипотетических, т.е. не реализованных в натуре объектов;
• возможность реализации режимов, опасных или трудновоспроизводимых в натуре (критический режим ядерного реактора, работа системы противоракетной обороны);
• возможность изменения масштаба времени;
• легкость многоаспектного анализа;
• большая прогностическая сила вследствие возможности выявления общих закономерностей;
• универсальность технического и программного обеспечения проводимой работы.

 

Этапы вычислительного эксперимента:
1. Построение математической модели в виде формальной системы (исчисления).
2. Построение абстрактного вычислительного алгоритма (Р – полиномиальный, NP – недетерминированный полиномиальный, Е – экспоненциальный).
3. Построение физической компьютерной информационной модели.

 

Вычислительным экспериментом называется методология и технология исследований, основанные на применении прикладной математики и ЭВМ как технической базы при использовании ММ. Вычислительный эксперимент основывается на создании ММ изучаемых объектов, которые формируются с помощью некоторой особой математической структуры, способной отражать свойства объекта, проявляемые им в различных экспериментальных условиях, и включает в себя следующие этапы [26].

1. Для исследуемого объекта строится модель, обычно сначала физическая, фиксирующая разделение всех действующих в рассматриваемом явлении факторов на главные и второстепенные, которые на данном этапе исследования отбрасываются; одновременно формулируются допущения и условия применимости модели, границы, в которых будут справедливы полученные результаты; модель записывается в математических, терминах, как правило, в виде дифференциальных или интегро-дифференциальных уравнений; создание ММ проводится специалистами, хорошо знающими данную область естествознания или техники, а также математиками, представляющими себе возможности решения математической задачи [37].

2. Разрабатывается метод решения сформулированной математической задачи. Эта задача представляется в виде совокупности алгебраических формул, по которым должны вестись вычисления и условия, показывающие последовательность применения этих формул; набор этих формул и условий носит название вычислительного алгоритма. Вычислительный эксперимент имеет многовариантный характер, так как решения поставленных задач часто зависят от многочисленных входных параметров. Тем не менее, каждый конкретный расчет в вычислительном эксперименте проводится при фиксированных значениях всех параметров. Между тем в результате такого эксперимента часто ставится задача определения оптимального набора параметров. Поэтому при создании оптимальной установки приходится проводить большое число расчетов однотипных вариантов задачи, отличающихся значением некоторых параметров. В связи с этим при организации вычислительного эксперимента можно использовать эффективные численные методы,

3. Разрабатываются алгоритм и программа решения задач на ЭВМ. Программирование решений определяется теперь не только искусством и опытом исполнителя, а перерастает в самостоятельную науку со своими принципиальными подходами.

4. Проведение расчетов на ЭВМ. Результат получается в виде некоторой цифровой информации, которую далее необходимо будет расшифровать. Точность информации определяется при вычислительном эксперименте достоверностью модели, положенной в основу эксперимента, правильностью алгоритмов и программ (проводятся предварительные «тестовые» испытания).

5. Обработка результатов расчетов, их анализ и выводы [35]. На этом этапе могут возникнуть необходимость уточнения ММ (усложнения или, наоборот, упрощения), предложения по созданию упрощенных инженерных способов решения и формул, дающих возможности получить необходимую информацию более простым способом.

Вычислительный эксперимент приобретает исключительное значение в тех случаях, когда натурные эксперименты и построение физической модели оказываются невозможными. Особенно ярко можно проиллюстрировать значение вычислительного эксперимента при исследовании влияния городской застройки на параметры распространения радиосигнала

Пригодность ММ для решения задач исследования характеризуется тем, в какой степени она обладает так называемыми целевыми свойствами,основными из которых являются адекватность, устойчивость и чувствительность.

Последнее изменение этой страницы: 2017-07-22

lectmania.ru. Все права принадлежат авторам данных материалов. В случае нарушения авторского права напишите нам сюда...