WWW.DISSERS.RU

БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА

   Добро пожаловать!

Pages:     ||
|

Разработан предметный посредник, являющийся точкой входа в интегрированную ИС. Он отвечает на запросы пользователей интегрированной ИС, осуществляя взаимодействие со всеми программными адаптерами, поиск и агрегацию данных. Фрагмент ответа приведен на рис. 8. В настоящее время к предметному посреднику выполнено подключение источников данных для ИС “BandGap” и “Кристалл”.

Отмечается, что оригинальная методика интегрирования Webинтерфейсов ИС и их информационных источников позволила объединить ИС по свойствам веществ и технологиям их получения. Таким образом, реализована интегрированная ИС, которая может использоваться как конечными пользователями для поиска и сбора информации, так и программными средами в качестве информационного источника по свойствам веществ и технологиям их получения.

Рис. 8. XML-документ с фрагментом ответа предметного посредника интегрируемой ИС.

В четвертой главе отмечено, что интеграция ИС является первым шагом к разработке интеллектуальных ИС. Интегрированная ИС решает проблему поиска затребованных пользователем сведений об определенных веществах и их свойствах в различных интегрируемых источниках данных. Дальнейшая интеллектуализация разработанной интегрированной ИС связана с ее оснащением программными комплексами анализа огромных массивов химической информации и с поиском взаимосвязей в этих данных. Найденные взаимосвязи позволят прогнозировать свойства еще экспериментально неизученных веществ, оценивать их параметры и принимать решение о путях поиска новых веществ с заданными свойствами. Это расширит возможности интегрированной ИС, превращая ее из компьютерного справочника в интеллектуальную ИС.

В рамках диссертационной работы были проведены исследования по использованию данных из интегрированной ИС для поиска сложных взаимосвязей в химической информации и их применению для конструирования новых неорганических соединений, перспективных для использования в электронной промышленности. Физико-химической основой разработки такой системы является Периодический закон, из которого следует, что существуют периодические зависимости между свойствами соединений и свойствами элементов, входящих в их состав. Поскольку все известные соединения, информация о которых хранится в ИС, должны подчиняться Периодическому закону, то, следовательно, возможен поиск закономерностей образования соединений определенных типов с использованием компьютерных методов анализа информации интегрированной ИС.

На основе системного анализа процесса компьютерного конструирования неорганических соединений разработана методика использования интегрированной ИС в качестве источника данных исследовательских систем, используемых для принятия решений при исследовании неорганических соединений (рис. 9).

Прогнозирующая ИС используется, если в интегрированной ИС нет данных по соединениям с нужными свойствами. При этом первый этап компьютерного конструирования – это экспертный анализ информации в специализированных БД с целью выбора соединений-прототипов, свойства которых близки к требуемым. Затем ведется отбор информации об известных аналогах по составу и/или типу кристаллической структуры в общих БД. Каждая система описывается в виде набора значений свойств химических элементов, входящих в её состав. На данном этапе эксперт отбирает свойства, по которым будет вестись анализ. Данные о свойствах химических элементов извлекаются из БД по свойствам химических элементов. Как правило, используется множество самых различных свойств элементов и/или их простых соединений.

Рис. 9. Методика использования интегрированной ИС в СППР.

Далее используются программы распознавания образов (были использованы системы распознавания образов “Распознавание”, разработанная в ВЦ РАН, и “Confor”, разработанная в Институте кибернетики Национальной АН Украины), анализирующие интервалы изменения значений свойств, которые соответствуют различным классам систем. В качестве обучающей используется часть выборки соединений-аналогов. Результатом этого этапа является гипотеза о взаимосвязях в наборе свойств химических элементов, разделяющая системы на разные классы. Затем ИС осуществляет распознавание классов веществ, согласно полученной гипотезе. Прогнозирование осуществляется на экзаменационной выборке, являющейся частью выборки соединений-аналогов. Если точность прогноза превышает указываемый пользователем-экспертом порог (обычно 80%), то гипотеза считается верной, а иначе отбрасывается.

На заключительном этапе в гипотезу подставляются наборы значений свойств элементов – компонентов еще не исследованных систем, и пользователь-эксперт получает прогноз, будет ли образовываться в данной системе соединение заданного состава. Аналогично можно получить прогноз соединений с определенным типом кристаллической структуры или с параметрами, значения которых находятся в определенном интервале.

После экспериментальной проверки результатов прогнозирования информация помещается в разработанную интегрированную ИС, пополняя соответствующие БД. При этом, если эти данные не совпадают с результатом прогноза, то пользователь может инициировать переобучение системы с учетом новых экспериментальных сведений. За счет использования большей выборки, очень часто, обучающей системе удается найти больше взаимосвязей, построить лучшие гипотезы и тем самым повысить точность будущих прогнозов.

На основе предложенной методики проведены эксперименты по использованию интегрированной ИС для анализа больших массивов хранящейся информации с целью поиска взаимосвязей в данных и использования их для конструирования новых веществ с заданными свойствами. Получены следующие результаты:

• Осуществлено конструирование еще не полученных перспективных полупроводниковых соединений состава ABX2 (X = S, Se, Te). Сравнение результатов расчетов с новыми экспериментальными данными показало, что из проверенного прогноза только 3 оказались неправильными, т.е. ошибка прогнозирования составила менее 5 %.

• Для соединений состава ABX2 (X = S, Se, Te) с кристаллической структурой халькопирита решена задача прогноза ширины запрещенной зоны, при этом ошибка прогнозирования оказалась порядка 20 %, а при применении метода “голосования” результатов прогнозов с использованием различных алгоритмов удалось добиться правильных прогнозов.

• Осуществлен прогноз более сложных по составу соединений A2B2(XO4)3 с кристаллической структурой лангбейнита, перспективных для поиска новых пьезоэлектрических, сегнетоэлектрических, нелинейнооптических, электрооптических и люминесцентных веществ. Из 17 экспериментально проверенных прогнозов 12 оказались верными, т.е. ошибка прогнозирования составила менее 30 %.

На основе анализа полученных результатов сделан вывод о перспективности использования разработанной интегрированной ИС как информационной основы для программного комплекса компьютерного конструирования неорганических соединений.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ В диссертационной работе получены следующие результаты:

• на основе анализа современных технологий интеграции гетерогенных информационных систем, выработаны критерии и осуществлен выбор программной платформы для реализации информационной системы;

• на основе проведенного анализа архитектуры информационных систем по свойствам веществ и технологиям их получения разработан комплексный подход к интеграции информационных систем, как на уровне пользовательских интерфейсов, так и на уровне информационных источников;

• на основе теории множеств формализовано понятие релевантной информации, содержащейся в интегрируемых информационных системах рассматриваемой предметной области;

• разработана методика интеграции распределенных Web-приложений информационных систем с учетом требований информационной безопасности, оснащенная поисковым механизмом для обнаружения релевантной информации, которая содержится в интегрируемых информационных системах;

• разработана методика интеграции разнородных информационных источников на основе предложенных механизмов разрешения конфликтов гетерогенности и схемы предметной области;

• разработан, реализован и внедрен в ИМЕТ РАН программный комплекс, интегрирующий информационные системы по свойствам веществ и технологиям их получения, который позволяет пользователям осуществлять доступ ко всей информации, хранящейся в интегрированных информационных системах;

• использование интегрированной ИС для анализа больших массивов хранящейся информации с целью поиска взаимосвязей в данных и использования их для прогнозирования свойств веществ показало, что средняя ошибка прогнозирования – менее 20 %.

ПУБЛИКАЦИИ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ Статьи в журналах, рекомендованных ВАК для опубликования результатов диссертационных работ:

1. Н.Н. Киселева, И.В. Прокошев, В.А. Дударев, В.В. Хорбенко, И.Н. Белокурова, В.В. Подбельский, В.С. Земсков. Система баз данных по материалам для электроники в сети Интернет // Неорганические материалы, 2004, т.40, №3, стр. 380-384.

2. В.А. Дударев, Н.Н. Киселева, В.С. Земсков. Интегрированная система баз данных по свойствам материалов для электроники // Перспективные материалы, 2006, №5 – стр. 20-25.

3. Н.Н. Киселева, В.А. Дударев, А.В. Столяренко, В.С. Земсков. Компьютерное конструирование неорганических соединений, перспективных для поиска новых материалов для электроники // Изв.ВУЗов. Материалы электронной техники, 2006, №3 – стр. 61-68.

Статьи и тезисы докладов:

4. И.Н. Белокурова, В.А. Дударев, В.С. Земсков и др. Базы данных по материалам для электроники, доступные пользователям Интернета // Информационное общество, 2001, №5, с.24-27.

5. В.А. Дударев. Программа удаленного администрирования базы данных по физико-химическим свойствам веществ. XXVIII Гагаринские чтения. Тезисы докладов Международной молодежной научной конференции. М.: МАТИ, 2002 – стр. 18-19.

6. В.А. Дударев. Программа удаленного администрирования базы данных по свойствам кристаллов акустооптических, электрооптических и нелинейнооптических веществ. “Новые информационные технологии”. Тезисы докладов. Том 2. М.: МГИЭМ, 2002 – стр. 359-360.

7. В.А. Дударев. Подходы к интеграции российских баз данных по материалам для электроники. “Новые информационные технологии”. Тезисы докладов.

М.: МГИЭМ, 2004 – стр. 83-85.

8. N.N. Kiselyova, V.A. Dudarev, et al. The Distributed System of Databases on Properties of Inorganic Substances and Materials. “Information Research, Applications and Education – i.Tech” – Proceedings of Third International Conference.

Sofia: FOI-Commerce, 2005. pp. 22-27.

9. V.F. Kornyshko, V.A. Dudarev. Software Development for Distributed System of Russian Databases on Electronics Materials. “Information Research, Applications and Education – i.Tech” – Proceedings of Third International Conference. Sofia:

FOI-Commerce, 2005. pp. 27-33.

10. В.А. Дударев. Разработка программного обеспечения интегрированной системы баз данных ИМЕТ РАН по свойствам материалов для электроники.

“Научный сервис в сети Интернет: технологии распределенных вычислений”. Труды Всероссийской научной конференции. М.: МГУ, 2005 – стр.

227-229.

11. В.А. Дударев. Создание интегрированной системы баз данных по материаловедению. Труды молодых специалистов ИМЕТ им. А.А. Байкова РАН 2005: Сб. статей под ред. Ю.К. Ковнеристого и др. – Москва, Издательство Интерконтакт Наука, 2005 – стр. 148-150.

12. В.А. Дударев, К.Ю. Колыбанов. Повышение экономической эффективности разработки полифункциональных материалов на основе интеграции баз данных. Ученые записки МИТХТ, выпуск 14: Сб. статей под ред.

В.С. Тимофеева и др. – Москва, Изд.-полиграф. центр МИТХТ им. М.В. Ломоносова, 2005 – стр. 79-80.

13.V. Kornyshko, V. Dudarev. Software Development for Distributed System of Russian Databases on Electronics Materials // Int. Journal “Information Theories & Applications”, vol. 13, number 2, 2006. pp. 121-126.

14.N. Kiselyova, V. Dudarev et al. The Distributed System of Databases on Properties of Inorganic Substances and Materials. // Int. Journal “Information Theories & Applications”, vol. 12, number 3, 2005. pp. 219-224.

Подписано в печать 09.11.2006. Сдано в производство 13.11.2006.

Формат бумаги 60х90 1/16. Объем 1,25 п.л.

Тираж 100 экз. Заказ № Отпечатано в ООО "Фирма БЛОК" 107140, г.Москва, ул. Краснопрудная, вл.13. т.264-Изготовление брошюр, авторефератов, печать и переплет диссертаций

Pages:     ||
|



© 2011 www.dissers.ru - «Бесплатная электронная библиотека»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.