Dibrov, Borys Oleksandrovych

Дибров, Борис Александрович

Дібров, Борис Олександрович

Петров, С.О.

SocioEconomic Challenges Journal (Sumy State University)

УДК 681:518 
 
РОЗРОБКА МЕТОДИКИ КОНКУРЕНТНОГО АНАЛІЗУ ЕФЕКТИВНОСТІ 
ІНФОРМАЦІЙНИХ СИСТЕМ 
 
Б. О. Дібров, аспірант; С. О. Петров, асистент, 
Сумський державний університет 
dibrov.bor@gmail.com 
 
При роботі з інтелектуальними системами (ІС) розробники стикаються з проблемою 
оцінки її якості, та аргументації доцільності використання того чи іншого підходу до синтезу 
ІС.  Перспективним є метод конкурентної оцінки систем, шляхом експериментального 
аналізу алгоритмів та їх робочих параметрів. 
Для реалізації даного підходу запропоновано аналог суддівської систему яка створена для 
автоматизованої оцінки конкурентно-спроможної ІС. Така оцінка формується у режимі гри. 
Для цього ставиться економічне завдання з початковими умовами і метою, де гравці 
взаємодіють антагоністично. Ходи гравців проходять через суддю і реєструються ним. 
Кожному відводиться один крок і визначена частина системного часу. Переможець 
визначається за деякою цільовою функцією [1].  
Беручи до уваги, що більшість ІС виконують оптимізаційні функції, впроваджено режим 
імітації відпалу (simulated annealing). Алгоритм імітації відпалу виконує глобальну 
оптимізацію і використовує додаткове поняття температури, яке при пошуку екстремуму 
визначає вибір наступної реалізації і ймовірність його прийняття. У загальному вигляді 
шукаємо мінімум деякої функції f(x) яка задана на множині S, дискретній або неперервній. 
Елемент множини S представляють собою стан уявної фізичної системи, а значення функції f 
у цих елементах використовується як енергія системи E=f(x). У кожен момент часу система 
має температуру T, яка зменшується під час пошуку. Знаходячись в певному стані, 
наступний стан системи обирається в залежності від температури T функцією G(x,T). Перехід 
у новий стан x1=G(x,T) відбувається з ймовірністю h(ΔE,T), де ΔE це приріст енергії ΔE=f(x1)-
f(x). При від’ємному прирості енергії, функція h(ΔE,T) повертає 1, а при додатній 
вираховується за формулою: 
e T
E
TEh



1
1
),(  
Використовується Больцманівська схема відпалу, температура змінюється за формулою: 
)1ln(
)( 0
k
T
kT

 , 0k , 
де k – номер ітерації. 
При використанні імітації відпалу на різних методах, або з різними початковими умовами, 
суддя зберігає для них температуру і передає її під час наступного ходу кожного гравця. 
Спільна температура сприяє швидшому сходженню алгоритму та дозволяє уникнути 
локальних екстремумів. 
Одним з гравців може виступати людина і тим самим проводити тестування. 
Описаний підхід до оцінювання дозволяє по новому порівнювати інтелектуальні системи 
та метод оптимізації, а також максимально можливо наблизити умови до реальних. 
 
 
Рис.1. Схема роботи судді 
 
На даний момент реалізовано суддю для одного гравця у ймовірнісній грі «Міношукач».  
Правила запозичені з стандартної гри Minesweeper з ОС Windows. Також реалізовано гру на 
двох гравців «Морський бій». 
Створені судді можна використовувати не тільки під час навчання студентів, а і для 
емпіричного порівняння (підбору параметрів) в алгоритмах та системах прийняття рішень. 
Розроблений API інтерфейс можна використовувати для урізноманітнення форм навчальної 
роботи, наприклад проведення конкурсів з розробки інтелектуальних алгоритмів. Розроблена 
методика дозволяє  будувати чіткі в математичному сенсі задачі вибору оптимальних в 
інформаційному сенсі ІС. 
 
1. Лопатин А. В. Метод отжига / А. В. Лопатин // Введение в Computer Science. – 2005. – №52. – с. 10  
Судд
я 
Гравець 
1 
Гравець 
Стан гри Хід 
Гравець 
3 
 


Розробка методики конкурентного аналізу ефективності інформаційних систем

Electronic Sumy State University Institutional Repository

УДК 681:518  РОЗРОБКА МЕТОДИКИ КОНКУРЕНТНОГО АНАЛІЗУ ЕФЕКТИВНОСТІ ІНФОРМАЦІЙНИХ СИСТЕМ  Б. О. Дібров, аспірант; С. О. Петров, асистент, Сумський державний університет dibrov.bor@gmail.com  При роботі з інтелектуальними системами (ІС) розробники стикаються з проблемою оцінки її якості, та аргументації доцільності використання того чи іншого підходу до синтезу ІС.  Перспективним є метод конкурентної оцінки систем, шляхом експериментального аналізу алгоритмів та їх робочих параметрів. Для реалізації даного підходу запропоновано аналог суддівської систему яка створена для автоматизованої оцінки конкурентно-спроможної ІС. Така оцінка формується у режимі гри. Для цього ставиться економічне завдання з початковими умовами і метою, де гравці взаємодіють антагоністично. Ходи гравців проходять через суддю і реєструються ним. Кожному відводиться один крок і визначена частина системного часу. Переможець визначається за деякою цільовою функцією [1].  Беручи до уваги, що більшість ІС виконують оптимізаційні функції, впроваджено режим імітації відпалу (simulated annealing). Алгоритм імітації відпалу виконує глобальну оптимізацію і використовує додаткове поняття температури, яке при пошуку екстремуму визначає вибір наступної реалізації і ймовірність його прийняття. У загальному вигляді шукаємо мінімум деякої функції f(x) яка задана на множині S, дискретній або неперервній. Елемент множини S представляють собою стан уявної фізичної системи, а значення функції f у цих елементах використовується як енергія системи E=f(x). У кожен момент часу система має температуру T, яка зменшується під час пошуку. Знаходячись в певному стані, наступний стан системи обирається в залежності від температури T функцією G(x,T). Перехід у новий стан x1=G(x,T) відбувається з ймовірністю h(ΔE,T), де ΔE це приріст енергії ΔE=f(x1)-f(x). При від’ємному прирості енергії, функція h(ΔE,T) повертає 1, а при додатній вираховується за формулою: e TETEh11),(  Використовується Больцманівська схема відпалу, температура змінюється за формулою: )1ln()( 0kTkT , 0k , де k – номер ітерації. При використанні імітації відпалу на різних методах, або з різними початковими умовами, суддя зберігає для них температуру і передає її під час наступного ходу кожного гравця. Спільна температура сприяє швидшому сходженню алгоритму та дозволяє уникнути локальних екстремумів. Одним з гравців може виступати людина і тим самим проводити тестування. Описаний підхід до оцінювання дозволяє по новому порівнювати інтелектуальні системи та метод оптимізації, а також максимально можливо наблизити умови до реальних.   Рис.1. Схема роботи судді  На даний момент реалізовано суддю для одного гравця у ймовірнісній грі «Міношукач».  Правила запозичені з стандартної гри Minesweeper з ОС Windows. Також реалізовано гру на двох гравців «Морський бій». Створені судді можна використовувати не тільки під час навчання студентів, а і для емпіричного порівняння (підбору параметрів) в алгоритмах та системах прийняття рішень. Розроблений API інтерфейс можна використовувати для урізноманітнення форм навчальної роботи, наприклад проведення конкурсів з розробки інтелектуальних алгоритмів. Розроблена методика дозволяє  будувати чіткі в математичному сенсі задачі вибору оптимальних в інформаційному сенсі ІС.  1. Лопатин А. В. Метод отжига / А. В. Лопатин // Введение в Computer Science. – 2005. – №52. – с. 10  Суддя Гравець 1 Гравець Стан гри Хід Гравець 3  

https://essuir.sumdu.edu.ua/bitstream/123456789/25268/1/Dibrov.pdf

Розробка методики конкурентного аналізу ефективності інформаційних систем

Abstract

Similar works

Full text

Available Versions

SocioEconomic Challenges Journal (Sumy State University)

Electronic Sumy State University Institutional Repository