Тысяча полезных мелочей    

АЛГОРИТМ МАКСИМИЗАЦИИ ФУНКЦИИ ОЦЕНКИ СЕМАНТИЧЕСКОЙ ЗНАЧИМОСТИ СТРОКОВОГО ШАБЛОНА

АЛГОРИТМ МАКСИМИЗАЦИИ ФУНКЦИИ ОЦЕНКИ СЕМАНТИЧЕСКОЙ ЗНАЧИМОСТИ СТРОКОВОГО ШАБЛОНА

Комар Ф.В. Статья в формате PDF 113 KB

В настоящее время активно ведется работа по созданию методов автоматизированного интегрирования баз данных. [1] В большинстве случаев эти методы базируются на оценках семантического сходства объектов. Однако описание семантики объектов является нетривиальной задачей, которая до сих пор окончательно не решена. Таким образом, исследования методов описания семантики объектов являются актуальной задачей. [2]

Рассмотрим возможность использования строковых шаблонов в качестве семантической хаpaктеристики множества семантически сходных строк. В качестве языка строковых шаблонов будем использоваться общеизвестный язык регулярных выражений. [3] Любой строковый шаблон определяет некоторое множество строк. И можно считать, что строковый шаблон является некоторым семантическим описанием множества строк. Семантической значимостью можно считать некоторую обобщенную численную оценку, хаpaктеризующую то, насколько данный шаблон точно описывает заданное множество строк.

Пусть  - множество строк, обладающих сходной семантикой,  - некоторый набор, множеств строк,  - некоторый шаблон. Определим функцию:

         (1)

где  - функция, которая возвращает количество строк из множества , которые удовлетворяют шаблону , а  - объем множества . Значение функции pF будем кратко называть частотой появления шаблона  на множестве .

Определим функцию:

         (2)

где  - набор множеств строковых значений.

Определим функцию:

     (3)

где  - множество значений i- го атрибута,  - набор всех множеств значений атрибутов, кроме i- го. Примем значение функции pV как численное выражение семантической значимости шаблона  относительно множества строк  в контексте набора множеств строк .

Таким образом, задача семантической хаpaктеристики некоторого множества строк относительно набора множеств других строк может быть сведена к задаче максимизации функции семантической значимости шаблона.

Для решения задачи максимизации функции семантической значимости используем генетический алгоритм [4] представленный на рисунке 1.

Использование генетического алгоритма подразумевает представление в генетическом виде информации о шаблоне, поэтому прежде чем перейти к описанию разработанного алгоритма, определим способ кодирования информации о шаблоне в виде генов.

 

Рис. 1. Генетический алгоритм максимизации функции семантической значимости

 

Рис. 2. Древовидная структура шаблона

В общем случае структура шаблона, может содержать любое количество подшаблонов, а сам шаблон может быть представлен в виде дерева. Узлами дерева будут ялвяться подшаблоны, которые в свою очередь содержат другие подшаблоны. Листья дерева будут представлять собой шаблоны, которые не содеражат подшаблоны, но хаpaктеризуются множеством допустимых символов. Пример древовидной структуры шаблона показан на рисунке 2.

В терминах эволюционных алгоритмов каждый подшаблон представляет собой хромосому. Множество генов объединенных в древовидную структуру будут представлять шаблон, а в терминах эволюционного поиска - особь. Хромосома может состоять из различного количества генов. При этом гены определяют множество допустимых символов подшаблона в случае, если данный подшаблон является листом в дереве подшаблонов, или определяют набор подшаблонов в случае, если данный подшаблон содержит другие подшаблоны. Значение минимального и максимального количества вхождений данного подшаблона так же кодируются в виде генов.

Так как основная задача поиска - отыскание шаблонов, наиболее точно описывающих определенный атрибут в контексте множества других атрибутов, то естественным образом можно определить фитнес функцию как функцию оценки семантической значимости атрибута в контексте множества атрибутов.

Начальную популяцию будем формировать на основе множества значений рассматриваемого атрибута. Каждое значение атрибута может быть закодировано в виде шаблона следующим образом:

На основании каждого символа значения атрибута формируется шаблон. Каждый подшаблон шаблона представляет собой лист в дереве подшаблонов, множество символов представлено одним текущим символом значения атрибута, максимальное и минимальное количество вхождений подшаблонов равно единице.

Определим оператор скрещивания как случайный обмен хромосомами между двумя особями. В терминах шаблонов, такого рода обмен будет представлять собой обмен некоторыми подшаблонами между двумя деревьями подшаблонов.

Рассмотрим следующие операции над шаблонами:

Добавление подшаблона - операция, добавляющая в дерево подшаблонов новый подшаблон.

Удаление подшаблона - операция удаляющая из дерева подшаблонов подшлаблон.

Изменения минимального количества вхождения подшаблона - изменение параметра подшаблона, хаpaктеризующего минимальное вхождения подшаблона.

Изменения максимального количества вхождения подшаблона - изменение параметра подшаблона, хаpaктеризующего максимальное вхождения подшаблона.

Уточнение множества символов подшаблона - замена текущего множества символов подшаблона на множество символов, стоящих ниже в иерархии групп символов.

Обобщение множества символов подшаблона - замена текущего множества символов подшаблона на множество символов, стоящих выше в иерархии групп символов.

Добавление символа в множество символов подшаблона - добавление символа, стоящего на том же уровне иерархии символов, что и остальные допустимые символы подшаблона.

Удаление символа из множества символов подшаблона - удаление символа из множества допустимых символов подшаблона.

Определим оператор мутации как случайное применение одной из вышеописанных операций к случайной хромосоме особи. В простейшем случае будем полагать применения любой операции равновероятным.

Предложенный выше алгоритм позволяет отыскать строковый шаблон, который в контексте рассматриваемых множеств строк дает максимум значения функции семантической значимости.

Таким образом, предложен метод описания семантики множества строк с помощью строковых шаблонов, определена функция численной оценки семантической значимости шаблона, а так же предложен алгоритм максимизации данной функции. Строковые шаблоны, которые дают максимум функции семантической значимости, могут быть рассмотрены как семантическая хаpaктеристика множества строк.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ:

  1. Глеб Лодыженский. Шлюзы как средство интеграции баз данных. // Открытые системы, №2, 1999.
  2. Цаленко М. Ш. Моделирование семантики в базах данных. - М.: Наука, 1989. - 287 c.
  3. Фридл Дж. Регулярные выражения, 2-е издание. - Спб.: Питер, 2003. - 464 с.
  4. Курейчик, В.М. Генетические алгоритмы / Л.А. Гладков, В.М. Курейчик, В.В. Курейчик. - М.: Физматлит, 2006.


СТРУКТУРА УПРАВЛЕНИЯ И РАЗВИТИЕ ВУЗОВСКОЙ НАУКИ

СТРУКТУРА УПРАВЛЕНИЯ И РАЗВИТИЕ ВУЗОВСКОЙ НАУКИ Статья в формате PDF 77 KB...

08 10 2026 23:17:19

ЛАЗЕРНАЯ ТЕРМИЧЕСКАЯ ОБРАБОТКА ТИТАНА

ЛАЗЕРНАЯ ТЕРМИЧЕСКАЯ ОБРАБОТКА ТИТАНА Статья в формате PDF 123 KB...

07 10 2026 16:16:20

ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЕ ЕСТЕСТВЕННОНАУЧНЫЕ ПРОЕКТЫ КАК ФАКТОР ФОРМИРОВАНИЯ ТВОРЧЕСКИХ СПОСОБНОСТЕЙ УЧАЩИХСЯ

ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЕ ЕСТЕСТВЕННОНАУЧНЫЕ ПРОЕКТЫ КАК ФАКТОР ФОРМИРОВАНИЯ ТВОРЧЕСКИХ СПОСОБНОСТЕЙ УЧАЩИХСЯ Школьная научно-исследовательская деятельность – это сочетание приемов и методов, направленных на решение актуальных проблем, которые служат активизации познавательной деятельности учащихся. Научно-исследовательская работа учащихся – это пpaктическая работа поискового хаpaктера, которая способствует расширению знаний учащихся, развитию их пpaктических умений. В процессе создания естественнонаучных проектов у школьников возрастает познавательный интерес к общим законам природы, стремление к приобретению обширных знаний, обогащается умственная деятельность учащихся, развивается умение мыслить творчески. ...

06 10 2026 8:23:36

СЕРЕБРЯНОЕ ОРУДЕНЕНИЕ ГОРНОГО АЛТАЯ

СЕРЕБРЯНОЕ ОРУДЕНЕНИЕ ГОРНОГО АЛТАЯ Приведены сведения о распространённости серебряного оруденения эпитермального типа серебро-сурьмяной и ртутно-серебряной формаций юго-востока Горного Алтая. Основную рудоконтролирующую роль в локализации оруденения осуществляли структурные факторы (разломы разных порядков). Рудные тела представлены жилами, жильными зонами и штокверками. Текстуры руд: вкрапленные, прожилково-вкрапленные, массивные, пятнистые, коррозионные, катакластические, друзовые, каркасные. Руды представлены серебро-сульфосольными ассоциациями минералов при ведущей роли аргентита, тетраэдрита, теннантита, бурнонита, зелигманита, гудмундита, джемсонита. Концентрации серебра в рудах варьируют от нескольких десятков до нескольких тысяч граммов на тонну. Прогнозные ресурсы серебра для Юстыдского рудного узла составили категорий Р1 – 5822 т, Р2 – 25347 т. ...

04 10 2026 21:31:33

ПЕТРОЛОГИЯ, ГЕОХИМИЯ И ФЛЮИДНЫЙ РЕЖИМ АНОРОГЕННЫХ ГРАНИТОИДОВ САНГИЛЕНА

ПЕТРОЛОГИЯ, ГЕОХИМИЯ И ФЛЮИДНЫЙ РЕЖИМ АНОРОГЕННЫХ ГРАНИТОИДОВ САНГИЛЕНА Приведены данные по петрологии и потенциальной рудоносности умеренно-щелочных гранитоидов Нагорного Сангилена, которые по сумме признаков отнесены к анорогенному типу. Показано ведущее значение в генерации этих фельзических интрузивных образований флюидного режима, в котором доминирующую роль играли концентрации плавиковой кислоты. ...

28 09 2026 1:11:16

СТРОИТЕЛЬНЫЕ ЭКО НАНОТЕХНОЛОГИИ

СТРОИТЕЛЬНЫЕ ЭКО НАНОТЕХНОЛОГИИ Статья в формате PDF 298 KB...

27 09 2026 21:22:28

РЕГУЛЯТОРНЫЕ ПЕПТИДЫ ИЗ ВНУТРЕННИХ ОРГАНОВ ЖИВОТНЫХ ПОСЛЕ ОСТРОЙ КРОВОПОТЕРИ

РЕГУЛЯТОРНЫЕ ПЕПТИДЫ ИЗ ВНУТРЕННИХ ОРГАНОВ ЖИВОТНЫХ ПОСЛЕ ОСТРОЙ КРОВОПОТЕРИ Цитомедины – это биологически активные соединения, продуцируемые органами и тканями, способные влиять на течение физиологических и биохимических процессов в организме для поддержания гомеостаза. Экспериментально выявлено, что пептиды (цитомедины), выделенные из тканей печени и сердца животных, влияют на адгезивные свойства клеток крови – увеличивают количество лейкоцитарно-эритроцитарных (ЛЭА), тромбоцитарнo-эритроцитарных (ТЭА) и лимфоцитарно-тромбоцитарных (ЛТА) агрегатов. Феномен лимфоцитарно-тромбоцитарной адгезии является ярким примером тесной взаимосвязи иммунитета и гемостаза, являющихся составными частями единой интегральной клеточно­-гумopaльной системы защиты организма. ...

23 09 2026 4:40:44

АКСИОЛОГИЧЕСКИЕ АСПЕКТЫ ЗДОРОВОГО ОБРАЗА ЖИЗНИ

АКСИОЛОГИЧЕСКИЕ АСПЕКТЫ ЗДОРОВОГО ОБРАЗА ЖИЗНИ Статья в формате PDF 119 KB...

22 09 2026 14:51:45

ФРАКТАЛЬНЫЕ КОМПЛЕКСЫ ПОЗНАНИЯ

Статья в формате PDF 271 KB...

13 09 2026 2:54:41

Степень АВ0-изоиммунизации женского организма

Степень АВ0-изоиммунизации женского организма Статья в формате PDF 105 KB...

11 09 2026 7:48:50

ХАРАКТЕРИСТИКА МЕТОДОВ АНАЛИЗА СТОЧНЫХ ВОД

ХАРАКТЕРИСТИКА МЕТОДОВ АНАЛИЗА СТОЧНЫХ ВОД Статья в формате PDF 254 KB...

07 09 2026 16:14:22

ЛАБОРАТОРНАЯ ДИАГНОСТИКА ЛИСТЕРИОЗА

ЛАБОРАТОРНАЯ ДИАГНОСТИКА ЛИСТЕРИОЗА Статья в формате PDF 138 KB...

01 09 2026 23:22:18

Еще:
Поддержать себя -1 :: Поддержать себя -2 :: Поддержать себя -3 :: Поддержать себя -4 :: Поддержать себя -5 :: Поддержать себя -6 :: Поддержать себя -7 :: Поддержать себя -8 :: Поддержать себя -9 :: Поддержать себя -10 :: Поддержать себя -11 :: Поддержать себя -12 :: Поддержать себя -13 :: Поддержать себя -14 :: Поддержать себя -15 :: Поддержать себя -16 :: Поддержать себя -17 :: Поддержать себя -18 :: Поддержать себя -19 :: Поддержать себя -20 :: Поддержать себя -21 :: Поддержать себя -22 :: Поддержать себя -23 :: Поддержать себя -24 :: Поддержать себя -25 :: Поддержать себя -26 :: Поддержать себя -27 :: Поддержать себя -28 :: Поддержать себя -29 :: Поддержать себя -30 :: Поддержать себя -31 :: Поддержать себя -32 :: Поддержать себя -33 :: Поддержать себя -34 :: Поддержать себя -35 :: Поддержать себя -36 :: Поддержать себя -37 :: Поддержать себя -38 ::