Устройство для выбора рациональных решений

 

Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано при разработке автоматизированных систем управления различными процессами и большими системами. Техническим результатом является повышение достоверности принятия рациональных решений. Устройство содержит блок элементов памяти решений, блок индикаторов, блок элементов памяти ситуаций, блок элементов памяти опроса, блок компараторов, блок умножителей, блок элементов ИЛИ, блок сумматоров с накоплением, элемент памяти, сумматор с накоплением, делитель, генератор тактовых импульсов и распределитель импульсов. 2 ил.

Изобретение относится к вычислительной технике и может найти применение при разработке автоматизированных систем управления различными процессами и большими системами, а также при решении задач моделирования поведения сложных систем в условиях априорной неопределенности.

Известно устройство для выбора оптимальных решений, содержащее матрицу элементов памяти размерностью mxn, группу из m блоков выбора максимума, группу из m блоков выбора минимума, группу из m сумматоров, группу из m индикаторов, две группы по m умножителей, вычитатель и четыре коммутирующих элемента (авторское свидетельство СССР N 1640716, кл. G 06 F 7/122, 1989).

Недостатком данного устройства является отсутствие возможности выбора оптимального решения в условиях неопределенности.

Наиболее близким аналогом (прототипом) является устройство для выбора оптимальных решений, содержащее блок элементов памяти показателей размерностью mxn, блок из n элементов выбора минимума, первый блок из n и второй блок из m элементов выбора максимума, первый и второй блоки ключей по n коммутирующих элементов, первый и второй блоки вычитателей по mxn элементов и блок из m индикаторов (авторское свидетельство СССР N 1774354, кл. G 06 F 15/419, 1990).

Недостатки этого устройства: - весьма затруднительно получение информации для матрицы значений априорных вероятностей исходов в случае неопределенности; - не выделяется базовый аргумент, наиболее важный в процессе принятия решения; - не учитывается изменение важности базового аргумента.

Техническим результатом заявленного изобретения является повышение достоверности принятия рационального решения за счет устранения указанных недостатков. Это можно осуществить следующим образом. В качестве исходной информации для принятия решения используется: - матрица решений размерностью mxn, где m - количество аргументов в виде лингвистических переменных, а n - число вариантов решений; - матрица текущей ситуации в виде одного столбца размерностью m; - матрица результатов опроса l экспертов в виде одного столбца размерностью l.

В качестве лингвистической переменной может фигурировать закодированная количественная или качественная характеристика аргумента, которая влияет на выбор варианта решения. Например, если в качестве аргумента рассматривается некоторая физическая величина определенной размерности, то лингвистическая переменная может иметь следующие закодированные значения, такие, как, например, малая, средняя, большая.

Далее осуществляется сравнение кодов аргументов в виде лингвистических переменных текущей ситуации с кодом этих переменных каждого из вариантов решения R_i, Выбирается тот вариант решения, которому соответствует наибольшее количество совпадений кодов аргументов.

Первый из аргументов условно выбирается базовым. Значение важности этого аргумента оценивается с помощью весового коэффициента K>1, определяемого на основе результатов опроса экспертов по следующей зависимости: где K_i - весовой коэффициент базового аргумента по мнению i-го эксперта (K_i≥1).

Технический результат достигается тем, что устройство для выбора рациональных решений, содержащее блок элементов памяти решений, выполненный в виде матрицы, и блок индикаторов, дополнительно содержит блок элементов памяти ситуаций, блок элементов памяти опроса, блок компараторов, выполненный в виде матрицы, блок умножителей, блок элементов ИЛИ, блок сумматоров с накоплением, элемент памяти, сумматор с накоплением, делитель, генератор тактовых импульсов и распределитель импульсов, вход которого соединен с выходом генератора тактовых импульсов, первый выход распределителя импульсов - с входами записи элемента памяти, а также с входами записи всех элементов памяти блока элементов памяти решений, блока элементов памяти ситуаций и блока элементов памяти опроса, второй выход распределителя импульсов соединен с входами считывания элементов блока элементов памяти опроса, третий выход - с входом считывания элемента памяти, с четвертого по четвертый +m выходы - с входами считывания с первого по m-й элементов блока элементов памяти решений и блока элементов памяти ситуаций, пятый +m выход - с входами считывания сумматоров блока сумматоров с накоплением, выходы которых подключены к входам индикаторов блока индикаторов, а информационные входы - к выходам элементов блока элементов ИЛИ, первые входы которых соединены с выходами умножителей блока умножителей, а со второго по m-ый входы - с выходами компараторов блока компараторов, начиная со второй строки, а выходы первой строки блока компараторов подключены к первым входам умножителей блока умножителей, вторые входы которых соединены с выходом делителя, первый вход которого подключен к выходу сумматора с накоплением, а второй вход - к выходу элемента памяти, информационный вход которого является входом устройства, с первого по m-ый входы сумматора с накоплением соединены с соответствующими выходами элементов памяти блока элементов памяти опроса, информационные входы которых являются входами первой группы входов устройства, информационные входы элементов памяти блока элементов памяти ситуаций являются входами второй группы входов устройства, а выходы каждого из элементов блока памяти ситуаций подключены к первым входам компараторов соответствующей строки блока компараторов, вторые входы которых соединены с соответствующими выходами элементов памяти блока элементов памяти решений, информационные входы которых являются входами третьей группы входов устройства.

На фиг. 1 представлена функциональная схема устройства (для ликвидации громоздкости связи между распределителем импульсов и управляющими входами соответствующих блоков показаны не полностью, а обозначены путем нумерации входов и выходов); на фиг.2 изображена циклограмма работы устройства для выбора рациональных решений (по оси ординат обозначены номера выходов распределителя импульсов, а по оси абсцисс - число текстов, причем длительность операции сложения принята за один такт, а длительность остальных вычислительных операций приведена справа).

Устройство для выбора рациональных решений (фиг.1) содержит блок элементов памяти решений 1 в виде матрицы размерностью mxn, блок элементов памяти ситуации 2 из m элементов, блок элементов памяти опроса 3 из l элементов, элемент памяти 4, сумматор 5 с накоплением, делитель 6, блок компараторов 7 в виде матрицы размерностью mxn, блок умножителей 8 из n элементов, блок элементов ИЛИ 9 из n элементов, блок сумматоров с накоплением 10 из n элементов, распределитель 11 импульсов, генератор 12 тактовых импульсов и блок индикаторов 13 из n элементов, вход 14 устройства, первую группу 15 входов устройства, вторую группу 16 входов устройства и третью группу 17 входов устройства.

Устройство для выбора рациональных решений работает следующим образом. С третьей группы 17 входов устройства аргументы в виде лингвистических переменных для различных вариантов решений подаются на информационные входы элементов памяти блока памяти решений 1. С входов второй группы 16 входов устройства аргументы в виде лингвистических переменных для текущей ситуации поступают на информационные входы элементов памяти блока элементов памяти ситуаций 2. С входов первой группы 15 входов устройства подаются весовые коэффициенты K_i важности базового аргумента по результатам опроса экспертов на информационные входы элементов памяти блока элементов памяти опроса 3. С входа 14 устройства количество экспертов l поступает на информационный вход элемента памяти 4. При этом управляющие сигналы на входы записи всех указанных элементов памяти поступают с первого выхода распределителя 11 импульсов. Темп работы устройства задается генератором 12 тактовых импульсов.

По управляющему сигналу со второго выхода распределителя 11 импульсов на входы считывания элементов памяти блока элементов памяти опроса 3 с выходов этих элементов сигналы, соответствующие величинам K_i, подаются на входы сумматора 5 с накоплением. С выхода блока 5 сумма величин K_i поступает на первый вход делителя 6, на второй вход которого по управляющему сигналу с третьего выхода распределителя 11 импульсов на вход считывания элемента памяти 4 с выхода блока 4 подается величина l. С выхода делителя 6 величина весового коэффициента K поступает на вторые входы умножителей блока умножителей 8.

По сигналам с четвертого по четвертый +m-выходов распределителя 11 импульсов на соответствующие входы считывания с выходов элементов памяти блока элементов памяти решений 1 и блока элементов памяти ситуации 2 коды, соответствующие аргументам решений и ситуации, подаются на входы компараторов блока компараторов 7. Эти компараторы настроены следующим образом. При совпадении кодов аргументов решений и ситуации на выходе компаратора будет "1". В случае различия кодов на выходе компаратора будет "0".

С выходов компараторов первой горизонтали блока 7 сигналы поступают на первые входы умножителей 8, где производится умножение этих сигналов на весовой коэффициент K, учитывающий важность первого аргумента. С выходов остальных горизонталей блока компараторов 7 и умножителей блока 8 сигналы через блок элементов ИЛИ 9 подаются на информационные входы сумматоров с накоплением блока 10.

После окончания подсчета по сигналу с пятого +m-выхода распределителя 11 импульсов на входы считывания сумматоров с накоплением блока 10 с их выходов число совпадений R_c аргументов каждого из n вариантов решений и текущей ситуации поступают на входы блока индикаторов 13. Следует отметить, что за счет наличия весового коэффициента в случае совпадения первого аргумента будет суммироваться не "1", а величина в K раз большая. Сравнивая показания индикаторов, можно выбрать рациональный вариант решения, который будет соответствовать наибольшему числу совпадений аргументов варианта решения и текущей ситуации.

Таким образом, описанное устройство существенно повышает достоверность принятия рационального решения за счет отсутствия необходимости получения информации для матрицы значений исходов статистического характера, выделения базового аргумента в процессе принятия решения и учета изменения важности этого аргумента благодаря анализу результатов опроса экспертов.

Промышленная применимость изобретения обосновывается тем, что оно может быть использовано в различных областях (отраслях) в процессе выбора рациональных решений.

Формула изобретения

Устройство для выбора рациональных решений, содержащее блок элементов памяти решений, выполненный в виде матрицы, и блок индикаторов, отличающееся тем, что оно дополнительно содержит блок элементов памяти ситуаций, блок элементов памяти опроса, блок компараторов, выполненный в виде матрицы, блок умножителей, блок элементов ИЛИ, блок сумматоров с накоплением, элемент памяти, сумматор с накоплением, делитель, генератор тактовых импульсов и распределитель импульсов, вход которого соединен с выходом генератора тактовых импульсов, первый выход распределителя импульсов - с входами записи элемента памяти, а также с входами записи всех элементов памяти блока элементов памяти решений, блока элементов памяти ситуаций и блока элементов памяти опроса, второй выход распределителя импульсов соединен с входами считывания элементов блока элементов памяти опроса, третий выход - с входом считывания элемента памяти, с четвертого по четвертый ⁺m-выходы - с входами считывания с первого по m-й элементов блока элементов памяти решений и блока элементов памяти ситуаций, пятый ⁺m-выход - с входами считывания сумматоров блока сумматоров с накоплением, выходы которых подключены к входам индикаторов блока индикаторов, а информационные входы - к выходам элементов блока элементов ИЛИ, первые входы которых соединены с выходами умножителей блока умножителей, а с второго по m-й входы - с выходами компараторов блока компараторов, начиная с второй строки, а выходы первой строки блока компараторов подключены к первым входам умножителей блока
умножителей, вторые входы которых соединены с выходом делителя, первый вход которого подключен к выходу сумматора с накоплением, а второй вход - к выходу элемента памяти, информационный вход которого является входом устройства, с первого по m-й входы сумматора с накоплением соединены с соответствующими выходами элементов памяти блока элементов памяти опроса, информационные входы которых являются входами первой группы входов устройства, информационные входы элементов памяти блока элементов памяти ситуаций являются входами второй группы входов устройства, а выходы каждого из элементов блока памяти ситуаций подключены к первым входам компараторов соответствующей строки блока компараторов, вторые входы которых соединены с соответствующими выходами элементов памяти блока элементов памяти решений, информационные входы которых являются входами третьей группы входов устройства.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2