Rappresentazione di conoscenza Procedurale sartori@disco.unimib.it

Sommario Conoscenza procedurale Strumenti: le reti di influenza Strumenti: le reti di Petri Strumenti: le reti SA Esempio: modellare la consocenza procedurale nella realizzazione di biciclette da corsa

Conoscenza procedurale Conoscenza relativa alle azioni ed ai processi che possono essere attuati all’interno di uno specifico dominio Possibili interazioni tra processi devono essere considerate P3 P2 t0 P1 P3 P2 t0 P1

Strumenti a disposizione Reti di influenza Reti SA P3 P2 t0 P1 Reti di Petri

Reti di Influenza Morfologia a grafo I nodi rappresentano: Input al sistema Elaborazione di conoscenza parziali Risultati Gli archi rappresentano Influenze tra i nodi Una arco tra due nodi implica l’esistenza di una relazione procedurale tra i nodi collegati

Esempio: la rete di influenza del progetto INCOMPRO

Legenda Input o elaborazioni parziali Output Notazione molto semplice ma sufficiente a rappresentare correttamente i flussi informativi in un progetto complesso Si può dettagliare a piacere: come?

Number Form Thickness Rigidity Work. cond. Lay-up Resin Fibers Process Displacement Load Thick./Displ. Fatigue Component Complexity Cost Weight Time

Cosa è cambiato? Input Entità inferite Output Output da utilizzare come criteri di ordinamento degli output non tratteggiati

Le relazioni tra i nodi Un arco rappresenta una relazione di influenza non meglio specificata tra due entità Spiega che l’entità da cui parte la freccia è fondamentale nel determinare l’entità in cui essa entra, ma dice nulla sul come E’ possibile aggiungere una spiegaizone in linguaggio naturale o formale, come pure un esempio applicativo In questo modo, si possono testare i risultati di un’intervista strutturata, focalizzata o simulazione di scenario

Esempio Component Work. cond. Working environments Temperature Pressure Others Blade of the impeller Flare gas with water Chlorine with sulphuric acid Ethylene with acetic acid Hydrogen with water NOx with HNO3 + water 20°  60° C 200  600 KPa Propeller Saline water 10°  40° C 10 Bar Damping is required for the applications below 500 mm and over 1000 mm Boom 20°  100° C 1 Bar Panel NONE -20°C  60°C Acoustic properties Fire resistance Smoke resistance

Conclusioni sulle reti di influenza Notazione semplice ed estendibile Nessun modello formale particolare Utili come guida alle fasi di acquisizione della conoscenza Utili per la stesura di Knowledge Protocols

Reti di Petri e Reti SA Rappresentazione della conoscenza di processo: Struttura delle attività Dinamica delle transizioni di stato Percorsi alternativi Percorsi paralleli Problemi di ‘blocco’ dovuto a varie ragioni Trattamento delle eccezioni e dei cambiamenti modifiche locali o permanenti Implicazioni sul contesto in cui il processo opera

La complessità I processi organizzativi definiscono un contesto Distribuito Senza uno stato globale percepibile (fittizio) Leggibile da diversi punti di vista

La potenza espressiva Stati, azioni e interazioni Località di stati e azioni Il comportamento globale ‘emerge’ dalla composizione di comportamenti locali Facilità di cogliere la natura distribuita dei processi reali

Reti di Petri: struttura delle attività Stati : detto posto Azioni : detta transizione Causalità: detto flusso Località: Ogni stato locale è definito dalle azioni locali che lo producono o che sono da esso dipendenti Ogni transizione locale è definita dagli stati locali da cui dipende o che essa genera

Un esempio A B s1 s2 a e a s5 s3 s4 b g s7 b c s6 s8 d d

Reti di Petri: il comportamento Lo stato corrente è rappresentato da una ‘marca’ : Stato = condizione vera/falsa Il comportamento è rappresentato in termini di cambiamento di stato: Regola di scatto di una transizione

Concessione e regola di scatto di una transizione Un transizione può scattare quando sono marcati tutti i suoi posti di ingresso: un’azione può vere luogo quando tutte le sue precondizioni sono verificate. scatto Lo scatto di una transizione toglie la marca da tutti i suoi posti di ingresso e mette una marca in tutti i suoi posti di uscita: il verificarsi dell’azione rende false le sue precondizioni e rende vere le postcondizioni.

Un esempio …. A B

Reti SA: Modellazione di realtà complesse Una disciplina per costruire il modello basata su: Approccio bottom-up Derivare le componenti del sistema dalla realtà Costruzione di modelli per ciascuna di esse (componenti elementari) Comporre tali modelli nel sistema complessivo

Semantica ben definita Derivano dalle Reti di Petri un modello matematico sottostante Operatori , leggi di composizione e strumenti modellistici potenti e ben fondati Tools di supporto per descrizioni complesse

Componente Elementare In genere, non contiene concorrenza ma solo non determinismo. È una macchina a stati (un automa a stati finiti) con: il nome della componente elementare che rappresenta i posti interpretati come stati locali della componente elementare le transizioni interpretate come azioni individuali o di interazione la marcatura iniziale definita dal posto che rapprresenta lo stato iniziale

Un esempio mi alzo fork mi vesto faccio colazione join esco

Dalle componenti al sistema Un sistema e’ costruito per composizione dei modelli delle sue componenti elementari Due operazioni di composizione che si basano sulla dualita’ tra posti e transizioni

T- composizione La T- composizione avviene in tre fasi: 1- distinguendo le azioni locali alla componente dalle sue interazioni con altre componenti: etichettatura delle transizioni 2- sovrapponendo le transizioni con la stessa etichetta e attribuendo alla transizione risultante come posti di ingresso/uscita l’insieme dei posti di ingresso/uscita delle transizioni sovrapposte. 3- se in ciascuna componente compaiono più transizioni che rappresentano la stessa interazione, la sovrapposizione di transizioni è operata solo dopo aver generato in ogni componente un opportuno numero di copie di tali transizioni.

Un esempio semplice

Un esempio A A B B s1 s2 s1 s2 a con B e con X a e con X a con A s5 s5 g g s7 b s7 b s6 s6 c con Y c con Y d con A e C s8 s8 d con C d con B e C

Un esempio più complesso...

Idem Risorsa condivisa Componente A Componente B disponibile riserva uso uso risorsa risorsa non disponibile rilascio rilascio risorsa risorsa

S-composizione Identificando i posti che rappresentano lo stesso stato in diverse componenti Sovrapponendo tali posti e attribuendo al posto risultante come transizioni di ingresso/uscita l’insieme delle transizioni di ingresso/uscita dei posti sovrapposti. Consente la semplificazione del modello in alcune situazioni Consente la costruzione incrementale del modello

Conclusioni Reti di Petri e SA sono modelli formali per la descrizione di processi Possono essere usati per la rappresentazione di conoscenze procedurali Utili in associazione con altri modelli per la rappresentazione di altri tipi di conoscenze Per maggiori dettagli: corsi di Linguaggi di Programmazione e Gest. Cond. Della Conoscenza

Per casa? Individuare le conoscenze procedurali nell’esempio del della bicicletta da corsa Sviluppare una rete di influenza di tali conoscenze Individuare possibili punti in cui utilizzare una rete SA