Отражение событий, состояний, процессов и

сценариев в рамках

«структурно-семантического» направления

событийного подхода

«Событийные» диаграммы со сложными «немыми» связями и

правилами формулирования событий

Вопрос: как изобразить процесс

(изменение событий/состояний объектов)

в графическом построении с помощью «узлов» и «связей»?

Недостаток предыдущих «событийных» методов

ОТСУТСТВУЮТ ПРАВИЛА ФОРМУЛИРОВАНИЯ ВЫСКАЗЫВАНИЙ

Ответ 9: приписать связям

не конкретные действия над объектами,

а просто «некий переход» («факт перехода»)

от одного узла к другому; в узлах же дать высказывания,

сформулированные по определенным правилам.

Известные виды диаграмм

• Сети Петри,

• Диаграммы деятельности (activity diagrams),

• Business Process Modeling Notation

Сети Петри

Petri, 1962

Круги (либо овалы) – узлы-позиции (places)

Горизонтальные линии (либо прямоугольники) – узлы-переходы (transitions)

Черные точки – «фишки» (tokens)

В узлах-переходах фишки могут быть «изгнаны» («побиты», fired)

Событие, обозначенное узлом-позицией, содержащим фишки, истинно, иное - ложно

Сети Петри

Jensen, 1997; Д.А. Зайцев, Т.Р. Шмелева, 2008; Jensen and Kristensen, 2009

Классические Простые раскрашенные

Временные раскрашенные

Все фишки одинаковы, переход из узла в узел мгновенен

Есть фишки разного рода, переход из узла в узел мгновенен

Есть фишки разного рода, переход из узла в узел занимает время t

Сети Петри

http://cpntools.org/_media/documentation/diningphilosophers.pdf

ПРИМЕР:

философы едят палочками.

PH – фишки-философы (philosophers),

CH – фишки-палочки (chopsticks).

Палочки (две) встречаются с философом (одним) в узле-переходе “Take Chopstick” и расстаются в узле-переходе “Put Down Chopstick”. В этих узлах набор фишек меняется за счет прихода или ухода палочек. Думает философ, расставшись с палочками. Ест – не расставаясь и не встречаясь с палочками. В этих узлах (позициях) набор фишек не меняется.

Диаграммы деятельности

Sowa, 2006

UML-диаграмма деятельности, отображающая процесс мозгового штурма.

Цель: представление той или иной деятельности в виде координированного последовательного и параллельного исполнения подчинённых элементов — вложенных видов деятельности и отдельных действий.

Овалы – виды деятельностиРомбы – точки принятия решений; Верхние горизонтальные линии – начало параллельных (альтернативных) видов деятельности; Нижние горизонтальные линии – окончание параллельных (альтернативных) видов деятельности;ё Черный кружок – начало (начальное состояние) деятельности; Черный кружок в белой кайме – окончание (конечное состояние) деятельности.

Business Process Model and Notation

http://bpmntraining.ru/

Отображает лишь те сценарии, которые нам интересны

Это диаграмма последовательностей (sequence diagram) с более упорядоченной семантикой

Преимущества

1. Видны отношения между процессами: совместимость, несовместимость, последовательность и так далее.

2. Видны конкретные сценарии.

3. Вероятно, можно отследить появление/исчезновение признака у предмета.

4. Можно отобразить сценарии, основанные на распространении признака от одного предмета другим: «X рассмеялся так, что и другие засмеялись вместе с ним».

Преимущества

5. Можно отобразить сценарии, основанные на связи между различными объектами с различными признаками: «Факир был пьян, и фокус не удался».

6. Можно отобразить сценарии с участием объектов, относительно которых не утверждается, а отрицается наличие того или иного признака или отношения («если стол НЕ деревянный… то…»; «НЕ деревянные столы нести туда-то и туда-то» и т.д.).

Преимущества

7. В некоторых случаях можно увидеть закономерности формирования сценариев (например, swim lanes).

8. Там, где несколько сценариев пересекаются на одном узле, видны отношения между ними.

Недостатки

1. Видны не все сценарии (и, соответственно, не все отношения между ними).

2. Правила формулирования событий заданы неявно.

Еще одна«событийная» диаграмма

со сложными «немыми» связями и правилами формулирования

событий

КУСТ СОБЫТИЙ

Архитектура куста событий (Pshenichny et al., 2009)

СО

БЫ

ТИ

Я Н

А

ВХ

ОД

Е

ВОЗДЕЙСТВИЯ СРЕДЫ

СО

БЫ

ТИ

Я Н

А

ВЫ

ХО

ДЕ

ВТОРИЧНЫЕ

СОБЫТИЯ

ПЕ

РВ

ИЧ

НЫ

Е

ВН

УТ

РЕ

НН

ИЕ

В

ЫС

КА

ЗЫВ

АН

ИЯ

(i

a)ПЕРВИЧНЫЕ ВНЕШНИЕ

ВЫСКАЗЫВАНИЯ (ib)

ВТОРИЧНЫЕ

ВЫСКАЗЫ-

ВАНИЯ

(ii)

ТР

ЕТ

ИЧ

НЫ

Е

ВЫ

СК

АЗЫ

ВА

НИ

Я

(iii

)

a) течение, b) влияние, c) разлив, d) слияние

Cj.ps recnf cj,snbq(Pshenichny and Kanzheleva, 2011)

• Союз течения «Flux» порождает из одного события (Ei) другое (Ej):

Ei Flux Ej.

• Союз влияния «Influx» порождает из одного события (Ei) под влиянием другого (Ej) третье (Ek):

Ei, Ej Influx Ek.

• Союз разлива «Furcation» порождает из одного события (Ei) много событий (Ei+1, Еi+2, …, Еn):

Ei Furcation Ei+1, Еi+2, …, Еn.

• Союз слияния «Conflux» порождает из многих событий (Ei, Ei+1, Еi+2, …, Еn-1) одно (Еn):

Ei, Ei+1, Еi+2, …, Еn-1 Conflux Еn.

Союзы куста событий (Pshenichny and Kanzheleva, 2011)

Модусы союза течения (Pshenichny and Kanzheleva, 2011)

1. Изменение предмета от одного вторичного события к другому с тем же признаком:

ii SiPk Flux Modus 1 ii SjPk

2. Изменение предмета от одного вторичного события к другому с меняющимся признаком без семантического отношения между предметами и признаками:

ii SiPk Flux Modus 2 ii SjPl

3. Изменение предмета от одного вторичного события к другому с меняющимся признаком с семантическим отношением между предметами и признаками:

ii SiPj Flux Modus 3 ii SPjPSi

4. Изменение (смена наличия отсутствием или наоборот) признака от одного вторичного события к другому:

ii Si~Pk Flux Modus 4 ii SiPk,ii SiPk Flux Modus 4 ii Si~Pk

5. Изменение типа событий: от внутреннего первичного к вторичного, от вторичного к третичному или от внутреннего первичного к третичному:

ia SiPk Flux Modus 5 ii SiPk;ii SiPk Flux Modus 5 iii SiPk;ia SiPk Flux Modus 5 iii SiPk

6. Изменение общности предмета – от общего предмета к частному: ia any SiPj Flux Modus 6 ii some SiPj;ii any SiPj Flux Modus 6 ii some SiPj.

Типовые вопросы к эксперту по модусу 1 (Pshenichny and Kanzheleva, 2011)

1.Изменение предмета от одного вторичного события к другому с тем же признаком:

ii SiPk Flux Modus 1 ii SjPk

Si превращается в Sj?

Si производит (выделяет из себя) Sj и продолжает существовать после этого?

Si просто влияет на Sj, при этом оба существуют независимо друг от друга?

В зависимости от ответов события ii SiPk и ii SjPk либо

соединяющая их связь маркируются, и эта метка учитывается в выводе новых событий

Трагедия американского народа (по-русски)

Трагедия американского народа (по-русски)

Трагедия американского народа (по-русски)

Черным показаны сценарии, могущие возыметь место, красным – сценарии, возымевшие место в действительности.

Трагедия американского народа (по-русски)

Трагедия американского народа (по-русски)

Трагедия американского народа (по-русски)

Трагедия американского народа (по-русски)

Рокеры не прощают предательства

Представление в виде куста событий одного извержения

вулкана Этна (Италия; Behncke and Pshenichny, 2009)

Черным показаны сценарии, могущие возыметь место, красным – сценарии, возымевшие место при извержении 16.11.2006 г.

Сравнение трех разны извержений вулкана Этна

16 ноября 2006 г 19 ноября 2006 г 24 ноября 2006 г

Расчет значений вероятности средствами куста событий

(Pshenichny et al., 2009)• Вероятностная интерпретация куста событий• Введение значений безусловной вероятности

для некоторых узлов• Преобразование куста событий в

байесовскую сеть доверия• Вероятностный вывод в байесовской сети• Введение результатов в куст событий

Можно непосредственно преобразовывать куст событий в куст вероятностей, минуя байесовскую сеть (Pshenichny et al., 2005)

…

…

…

…

…

…

…

…

…

…

ВРЕМЕННЫЕ ЗНАЧЕНИЯ КООРДИНАТЫ

ВЕРОЯТНОСТЬ

ФИЗИЧЕСКИЕ ПАРАМЕТРЫ

ТЕРМИНОЛОГИЯ

ЧТО УГОДНО ЕЩЕ

ФУНКЦИИ ПРИНАДЛЕЖНОСТИ, ПЕРЕХОДНЫЕ ВАРИАНТЫ

Введение данных в куст событий

Технологическая схема

Хранение кустов событий и формирование запросов по ним

СЕМЕЙСТВА КУСТОВ:

1. Сбор данных по конкретным событиям, расчеты сходства/различия;

2. Разъяснение высказываний экспертов, коллективные рассуждения, расчеты с использованием логической и субъективной вероятностей

СТРУКТУРЫ ИЗ ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНО СОЕДИНЕННЫХ КУСТОВ:

Моделирование областей знания «в ширину», формирование запросов по предметам, признакам, событиям, процессам и сценариям

СТРУКТУРЫ ИЗ ВЛОЖЕННЫХ КУСТОВ:

Моделирование областей знания «в глубину», формирование запросов по данным и метаданным в базах данных, иерархиях и онтологиях.

Преимущества

СУДИТЕ САМИ…

НедостаткиОЧЕНЬ ГРОМОЗДОК

Последний ответ на вопрос…

…приписать связям события, а узлам – свойства этих событий (например, продолжительность) – и не понятийный и не событийный подход.

• Гармонограммы (К. Адамецкий, Санкт-Петербургский технологический институт, 1896)

• Диаграммы Ганта (Gantt, 1910–1915)• Цепочки событий (event chains, Intaver Institute Inc.,

2002-2012, http://www.intaver.com/)• и другие подходы

Тема для отдельного разговора

ЗаключениеМетоды моделирования событий, состояний, процессов

и сценариев

Понятийные Событийные

С п

рост

ым

и го

воря

щим

и св

язям

и

С п

рост

ым

и не

мы

ми

связ

ями

Со

слож

ным

и не

мы

ми

связ

ями

и со

юза

ми

со с

лож

ным

и го

воря

щим

и св

язям

и и

узл

ами-

дей

стви

ями

С п

рост

ым

и не

мы

ми

связ

ями

Со

слож

ным

и не

мы

ми

связ

ями

и со

юза

ми

Без правил формулирования

событий

Со

сл

ож

ны

ми

н

емы

ми

св

язя

ми

, со

юза

ми

и

пр

ави

лам

и

фо

рм

ули

ро

ван

ия

со

бы

тий