МетодологияМетодология заза конструиранеконструираненана обобщеномрежовиобобщеномрежови моделимодели

ВасяВася АтанасоваАтанасовадокторантдокторант вв секциясекция ““СофтСофт компютингкомпютинг””

ИнститутИнститут попо информационниинформационни технологиитехнологии

24 февруари 2010

ЕВРОПЕЙСКИ СЪЮЗ ЕВРОПЕЙСКИ СОЦИАЛЕН ФОНДПроект BG051PO001-3.3.04/40

ОбобщениОбобщени мрежимрежи: : ИсторияИстория

1962 г. - Карл-Адам Петри, Германия:мрежи на Петри - един от първитематематически формализми за описание напаралелни и конкурентни процеси

До 1982 г. – над 20 различни разширения, предложени от учени в целия свят

През 1982 г. – Красимир Атанасов, България:обобщени мрежи

ЕВРОПЕЙСКИ СЪЮЗ ЕВРОПЕЙСКИ СОЦИАЛЕН ФОНДПроект BG051PO001-3.3.04/40

ОбобщениОбобщени мрежимрежи: : ДефиницияДефиницияЕВРОПЕЙСКИ СЪЮЗ ЕВРОПЕЙСКИ СОЦИАЛЕН ФОНДПроект BG051PO001-3.3.04/40

ОбобщениОбобщени мрежимрежи: : ДефиницияДефиницияПреход

TR = PIN , POUT , time , dur , IMP , IMC , bool Индексирана матрицаIM = IN, OUT, VAL

m

i

nj

l

l

llll

IM

'...'...'

"..."..."

1

1IMP

False, True, предикати

IMC0, ∞, естествени числа

ЕВРОПЕЙСКИ СЪЮЗ ЕВРОПЕЙСКИ СОЦИАЛЕН ФОНДПроект BG051PO001-3.3.04/40

ОбобщениОбобщени мрежимрежи: : ДефиницияДефиницияОбобщена мрежаGN = TRS, TR , P , c, f, ACT , DUR , - динамика

TKN, TKN ,TKN , - статикаT, t º, t* , - хронологияXINIT , XNEW , n - памет

Минимална редуцирана обобщена мрежаRGN = TRS, TKN, XINIT , XNEW

TR = PIN , POUT , IMP

ЕВРОПЕЙСКИ СЪЮЗ ЕВРОПЕЙСКИ СОЦИАЛЕН ФОНДПроект BG051PO001-3.3.04/40

ОбобщениОбобщени мрежимрежи: : ДефиницияДефиницияПриложения на ОМ:• симулиране и прогнозиране на процеси• оптимизиране на процеси• управление на процеси в реално време

Различни аспекти на ОМ:• алгебричен, топологичен, логически,

операторен, програмен• методологически, дидактически new!

ЕВРОПЕЙСКИ СЪЮЗ ЕВРОПЕЙСКИ СОЦИАЛЕН ФОНДПроект BG051PO001-3.3.04/40

МетодологическиМетодологически аспектаспект

Конструирането на ОМ модел на даденпроцес протича като интервю между“моделиер” (специалист по ОМ) и “експерт”.

Това предполага предварително да сеотговори на редица въпроси:

• част от които, изхождайки от особеноститена самия процес, целят специфициранена съответния модел,

• а други — обратно — изхождайкиот особеностите на ОМ, целят уточняванена определени аспекти на моделирания процес.

ЕВРОПЕЙСКИ СЪЮЗ ЕВРОПЕЙСКИ СОЦИАЛЕН ФОНДПроект BG051PO001-3.3.04/40

МетодологическиМетодологически аспектаспектПредложена е методология в 6 направления: 1. Изграждане на статичната структура на мрежата.2. Изразяване на динамиката на процеса в

термините на ОМ.3. Уточняване начина на функциониране

във времето на моделирания процес. 4. Подбор на данните за симулация на модела. 5. Симулация и тестване на модела. 6. Използване на модела и резултатите от неговата

симулация.

ЕВРОПЕЙСКИ СЪЮЗ ЕВРОПЕЙСКИ СОЦИАЛЕН ФОНДПроект BG051PO001-3.3.04/40

МетодологическиМетодологически аспектаспект

1. Изграждане на статична структура на ОМ

• Разделяне на процеса на отделни събития исъстояния.

• Съпоставяне на всяко събитие по един ОМпреход, а на всяко състояние – позиция.

• Установяване на факторите за настъпване навсяко събитие.

• Приоритизиране на преходите и позициите.• Установяване на начални и крайни стойности,

продължителност, начало.

ЕВРОПЕЙСКИ СЪЮЗ ЕВРОПЕЙСКИ СОЦИАЛЕН ФОНДПроект BG051PO001-3.3.04/40

МетодологическиМетодологически аспектаспект

2. Изразяване на динамиката на процеса

• Кои подпроцеси на моделирания процеспредставляват интерес за модела?

• С какви начални характеристики започватфункционирането си ядрата, символизиращиподпроцесите от моделираната съвкупност?

• Какъв приоритет имат ядрата помежду си? • В кой момент от време трябва да влязат ядрата в

ОМ, ако първоначално са извън нея? • Какви характеристики трябва да получават

ядрата при движението им в ОМ?

ЕВРОПЕЙСКИ СЪЮЗ ЕВРОПЕЙСКИ СОЦИАЛЕН ФОНДПроект BG051PO001-3.3.04/40

МетодологическиМетодологически аспектаспект3. Уточняване на хронологията на процеса

• Компоненти на времето: абсолютна времеваскала, елементарна времева стъпка, общапродължителност на симулацията.

• Представлява ли интерес това, че моделираниятпроцес започва да функционира в някойфиксиран момент от време?

• Представлява ли интерес това, че моделираниятпроцес има определена продължителност?

ЕВРОПЕЙСКИ СЪЮЗ ЕВРОПЕЙСКИ СОЦИАЛЕН ФОНДПроект BG051PO001-3.3.04/40

МетодологическиМетодологически аспектаспект

4. Подбор на данните за симулация

• Видове данни: за преходите, за позициите,за ядрата, глобално за мрежата.

• Възможност за четене на данни от файл,от различни входни устройства, или с подаванена вход по време на симулацията.

• Подходящо задаване на характеристичнитефункции на позициите.

• Генератори на случайни стойности.

ЕВРОПЕЙСКИ СЪЮЗ ЕВРОПЕЙСКИ СОЦИАЛЕН ФОНДПроект BG051PO001-3.3.04/40

МетодологическиМетодологически аспектаспект5. Симулация и тестване

• Въвеждане на графичната структура ипараметрите на модела.

• Проследяване на симулацията в реално време, запис на резултатите с цел възпроизвеждане насимулацията и анализ от експерта.

•• ИмаИма реализиранреализиран вв сравнителносравнително завършензавършен видвидсимулаторсимулатор заза ОМОМ, , ноно предстоипредстои дада сесе работиработипопо интерфейсинтерфейс заза потребителипотребители сс широкширок профилпрофил ииразличниразлични подходиподходи заза визуализациявизуализация нана даннитеданните..

ЕВРОПЕЙСКИ СЪЮЗ ЕВРОПЕЙСКИ СОЦИАЛЕН ФОНДПроект BG051PO001-3.3.04/40

МетодологическиМетодологически аспектаспект6. Използване на резултатите от симулацията• “Увереността в коректността на даден модел се

получава чрез множество симулации исравняване на резултатите с реалните данни.”

•• НужноНужно ее: : ДаДа сесе изведатизведат закономерностизакономерности ииевристикиевристики заза оценкаоценка коректносттакоректността нана моделитемоделите..

•• ДаДа сесе разграничатразграничат случаитеслучаите когатокогато ОМОМ могатмогат дадасесе ползватползват заза оптимизацияоптимизация, , прогностикапрогностика, , управлениеуправление нана процесипроцеси..

•• ДаДа сесе дефиниратдефинират критериикритерии заза устойчивостустойчивост..•• ДаДа сесе разработятразработят методиметоди заза самообучениесамообучение нана

мрежимрежи..

ЕВРОПЕЙСКИ СЪЮЗ ЕВРОПЕЙСКИ СОЦИАЛЕН ФОНДПроект BG051PO001-3.3.04/40

ДидактическиДидактически аспектаспект

“They might be the best experts in chemistry. But they are dummies in GN modelling.

And vice versa.”

new!

ЕВРОПЕЙСКИ СЪЮЗ ЕВРОПЕЙСКИ СОЦИАЛЕН ФОНДПроект BG051PO001-3.3.04/40

Обучение по обобщени мрежи:• Разработване на методика за таргетирано

обучение (представяне на ОМ) на:∘ Студенти по информатика, ИТ и др.∘ Експерти или студенти от приложни области∘ Експерти по мрежи на Петри и други формализми

за математическо моделиране• Включване на компютърните ОМ-симулации

в процеса на обучение• Обратна връзка и тестване на знанията на шестте

когнитивни нива (знание разбиране прилагане анализ синтез оценяване)

ЕВРОПЕЙСКИ СЪЮЗ ЕВРОПЕЙСКИ СОЦИАЛЕН ФОНДПроект BG051PO001-3.3.04/40

ДидактическиДидактически аспектаспект new!

ПроектПроект ““МодПроФиксМодПроФикс””

Проект ДИД-02/29 “Моделиране напроцеси с фиксирани правила наразвитие”, НФНИ

• Партньори: ЦЛБМИ, ИИТ и ИПОИ• Продължителност: 01/2010 – 12/2012• Цел: Разработка на ОМ-модели и

симулации на генетични алгоритми, алгоритми за оптимизация по методана мравките, генетични мрежи, играта“Живот” и други игрови модели.

ЕВРОПЕЙСКИ СЪЮЗ ЕВРОПЕЙСКИ СОЦИАЛЕН ФОНДПроект BG051PO001-3.3.04/40

ПубликацииПубликации попо темататемата• Atanassova V. (2008) Generalized nets for dummies,

Developments in Fuzzy Sets, Intuitionistic Fuzzy Sets, Generalized Nets and Related Topics. Vol. 2., 9-12

• Atanassova V. (2008) Ifigenia – Doing IFS and GN the wiki way, Developments in Fuzzy Sets, Intuitionistic Fuzzy Sets, Generalized Nets and Related Topics.Vol. 2., 13-18

• Atanassova V. Design of training tests on generalized nets. (за симпозиума IEEE Intelligent Systems,7-9 юли 2010, Лондон, Великобритания)

• Atanassova V., Fidanova S., Ant colony optimization approach to tokens’ movement within generalized nets. (за конференцията Numerical Methods and Applications, 25 август 2010, Боровец, България)

ЕВРОПЕЙСКИ СЪЮЗ ЕВРОПЕЙСКИ СОЦИАЛЕН ФОНДПроект BG051PO001-3.3.04/40