Устройство для выбора оптимальных решений Советский патент 1992 года по МПК G06F15/419 

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

Известен ряд устройств для выбора оптимальных решений. Например, известно устройство для выбора оптимальных решений авт. св. № 1167623, содержащее группу из I матриц размером пхп элементов памяти, первую группу схем сравнения, состоящую из I подгрупп по п схем сравнения в каждой подгруппе, группу сумматоров, состоящую из I подгрупп по п сумматоров в каждой подгруппе, первую, вторую, третью и четвертую группы блоков вычитания, первая и третья группы блоков вычитания состоят из I подгрупп по п блоков вычитания в каждой подгруппе, вторую, третью и четвертую группы схем сравнения, причем выходы элементов памяти соединены с соответствующими входами схем сравнения первой группы, выходы схем сравнения первой группы соединены с входами соответствующих блоков вычитания первой группы,выходы блоков вычитания первой группы подключены соответственно к входам схем сравнения второй группы, выходы которых соединены соответственно с первым входом блоков вычитания второй группы, выход блоков вычитания второй группы подключен к первому входу схем сравнения третьей группы, выходы схем сравнения третьей группы соединены соответственно с входами индикаторов группы, выходы элементов памяти соединены с соответствующим входом сумматоров группы, выходы сумматоров соединены соответственно с входами блоков вычитания третьей группы, выходы блоков вычитания третьей группы подключены соответственно к входам схем сравнения четвертой группы, выходы которых соединены соответственно с первым входом блоков вычитания четвертой группы, выходы блоков вычитания четвертой группы подключены ко второму входу соответствующих схем сравнения третьей группы, вторые входы блоков вычитания второй и четвертой групп объединены и являются входом устройства.

Недостатком этого устройства является етсутствие возможности для выбора оптимального решения при неопределенности в предположении, что никакие вероятностные характеристики возможных состояний системы (процесса) неизвестны.

Наиболее близким к предлагаемому устройству является устройство для выбора

оптимальных решений - заявка №. 4701297/24-24(048240) 1989 г., содержащее матрицу элементов памяти размерностью mxn, группу из m блоков выбора максимума,

группу из m блоков выбора минимума, группу из m сумматоров и группу из m индикаторов, две группы по m умножителей, вычитатель, четыре коммутирующих элемента, при этом выходы элементов памяти

0 матрицы соединены с соответствующими входами блоков выбора максимума и блоков выбора минимума, выходы блоков выбора минимума группы соединены с первыми входами соответствующих умножителей

5 первой группы, выходы блоков выбора максимума группы соединены с первыми входами соответствующих умножителей второй группы, выходы каждого умножителя первой и второй группы соединены соответст0 венно с первым и вторым входами сумматора группы, выходы сумматоров группы соединены с входами соответствующих индикаторов, первый вход вычитателя соединен с шиной задания показателя опти5 мизма, второй вход с шиной задания потенциала единицы, вторые входы умножителей первой группы соединены через первый коммутирующий элемент с шиной задания показателя оптимизма, а через второй ком0 мутирующий элемент - с выходом вычитателя, вторые входы умножителей второй группы соединены через третий коммутирующий элемент с выходом вычитателя, а через четвертый коммутирующий элемент - с

5 шиной задания показателя оптимизма, управляющие входы первого и третьего коммутирующих элементов соединены с шиной задания режима минимизации потерь, а управляющие входы второго и четвертого ком0 мутирующих элементов соединены с шиной задания режима максимизации выигрыша. Недостатком данного устройства является отсутствие возможности выбора оптимального решения в условиях неопределенности,

5 в предположении, что неизвестны показатели оптимизма лица, принимающего решения.

Цель изобретения - расширение функциональных возможностей устройства для

0 выбора оптимальных решений, в частности обеспечение возможности принятия решения в условиях неопределенности, в предположении, что никакие вероятностные характеристики неизвестны и отсутствует

5 показатель оптимизма лица, принимающего решения.

Поставленная цель достигается тем, что в устройство, содержащее блок элементов памяти показателей размерностью mxn, блок из п элементов выбора минимума, первый блок из п элементов выбора максимума, первый и второй блоки ключей по п комму- тирующих элементов, блок индикаторрв из m элементов, причем группы выходов блока элементов памяти показателей подключены к соответствующим группам входов блока элементов выбора минимума и первого блока элементов выбора максимума, группы уп- равляющих входов первого и второго блоков ключей подключены соответственно к входам выбора первого и второго режимов работы устройства, дополнительно введены первый и второй блоки вычитателей по mxn элементов, второй блок из m элементов выбора максимума, группа выходов которого подключена к группе соответствующих входов блока индикаторов, а группы входов - к соответствующим группам выходов первого и второго блоков вычита гелей, первые группы входов которых подключены к соответствующим группам выходов блока элементов памяти показателей, а вторые группы входов - к группам выходов соответственно первого и второго блоков ключей, группы информационных входов которых подключены к группам выходов соответственно блока элементов выбора минимума и первого блока элементов выбора максимума. При этом введение первого и второго блоков вычитателей обеспечивает вычисление значений возможных потерь при реализации каждой из m альтернатив соответственно для исходов, определяющих возможные потери или выигрыш. Использование второго блока элементов выбора максимума позволяет определять для каждой из альтернатив управления максимально возможные потери реализации соответствующей альтернативы независимо от выбора режима работы устройства.

На чертеже представлена структурная схема устройства для выбора оптимальных решений.

Устройство для выбора оптимальных решений содержит блок элементов памяти показателей 1 размерностью mxn, блок из п элементов выбора минимума 2, первый блох из п и второй блок из m элементов выбора максимума 3, первый и второй блоки ключей по п коммутирующих элементов 4, первый и второй блоки вычитателей по mxn элементов 5 и блок из m индикаторов 6, причем группы выходоа блока элементов памяти показателей 1 подключены к соответствующим группам входов блока элементов выбора минимума 2 и первого блока элементов выбора максимума 3, группы управляющих входов первого и второго блоков ключей подключены соответственно к входам 7-1 и 7-2, выбора первого и второго режимов работы устройства, группа выходов второго блока элементов выбора максимума 3 подключена к группе соответствующих входов блока индикаторов 6, а группы входов - к

соответствующим группам выходов пераого и второго блоков вычитателей 5, первые группы входов которых подключены к соответствующим группам выходов блока элементов памяти показателей 1, а вторые

0 группы входов - к группам входов соответственно первого и второго блоков ключей 4, группы информационных входов которых подключены к группам выходов соответственно блока элементов выбора минимума 2

5 и первого блока элементов выбора максимума 3.

Устройство может быть выполнено в интегральном исполнении, например, на микросхемах серии К155.

0 Устройство работает следующим образом. Данные, необходимые для принятия решений в условиях неопределенности, заданы в форме матрицы, строки которой соответствуют возможным альтернативам

5 управления, а столбцы - возможным состояниям системы (процесса). Каждому действию и каждому возможному состоянию системы (процесса) соответствует результат (исход), определяющий выигрыш (или поте0 ри) при выборе альтернативы и реализации данного состояния. В общем случае значения исходов U(A|, QJ) могут быть непрерывными функциями Ai.H QJ. В дискретном случае значения исходов представляются в

5 Форме матрицы

Q1 Q2 ... Qn Ai U(Ai,Qi) U(Ai,Q2)... U(Ai.Qn) A2 U(A2.Qi) U(A2,Q2) ... U(A2,Qn) U(Am,Qi) U(Am.Q2)... U(Am.Qn)

0В блок элементов памяти показателей 1

размерностью mxn заносятся результаты возможных исходов U(Aj, QJ) (,m, ,n). Устройство работает в двух режимах:

-выбор альтернативы управления по 5 исходным данным, предстэвпяющим возможные потери при выборе альтернативы управления и реализации возможных состояний системы (процесса);

-выбор альтернативы управления по 0 исходным данным, представляющим возможный выигрыш при выборе альтернативы управления i; реализации ьозможных состояний системы (процесса).

В первом режиме на вход 7-1 подается 5 разрешающий, а на вход 7-2 запрещающий сигналы, в блок элея .ентов памяти показателей 1 заносятся результаты возможных исходов UvAi.Qj) ( .m; ,n), представляющие собой возможные потери. Бло:с элементов выбора минимума 2 служит для

определения максимально возможной полезности деятельности субъекта управления в j-x условиях внешней среды (минимум потерь). На выходах блока элементов выбора минимума 2 получаются сигналы, равные

mln(U(Ak,Qj)). где ,n. ke 1.m.

Ak На выходах первого блока вычитателей 5

получаются сигналы, равные

U(Ai.Qj)-min(U(Ak,Qj)), где ,n, ,m, ke 1,m,

Ak а на выходах элементов 3 второго блока

выбора максимума

max(U(Ai,Qj)-mfn(U(Ak,Qil)), ,п, ,m, ke 1,т. QjAk

По показаниям элементов 6 блока индикаторов выбирается альтернатива управления, рациональным считается выбор альтернативы, дающей

(max(U(Ai.Qj)(U(Ak,Qj)))),

Ai Qj Ak

где .n, ,m, kel.m.

Во втором режиме на вход 7-1 подается запрещающий, а на вход 7-2 разрешающий сигналы. В блок элементов памяти показателей 1 заносятся результаты возможных исходов U(Ai,Qj)(,m, ,n), представляющие собой возможный выигрыш. Первый блок элементов выбора максимума 3 служит для определения максимально возможной полезности деятельности субъекта управления в j-x условиях внешней среды (максимум доходов). На выходах блока элементов выбора максимума 3 получаются сигналы, равные

max(U(Ak,Qj)), где ,n, ke1,m, ,m.

Ak На выходах второго блока вычитателей 5

получаются сигналы, равные

maxflKAk.QjIHXAi.Qj), .п, ,m, ke1,m, Ak

а на выходах второго блока элементов выбора максимума 3

max(max(U(Ak,Qj)HJ(Ai,Qj)), где ,n, ,m, kt 1 ,т. Q) Ak

По показаниям элементов 6 блока индикаторов выбирается альтернатива управления, рациональной считается альтернатива mln(max(max(U(Ak,Qj))-U(Ai.Qj))),

AI Qj Ak

,п, ,m, ke1,m.

Отметим, что независимо от того, является ли U(Ai,Qj) доходом или потерями, на индикаторах устройства в обоих случаях возможны потери по рассматриваемым

альтернативам. Следовательно, выбор альтернативы управления с минимальными потерями определяет оптимальное решение в условиях неопределенности.

Таким образом, заявляемое устройство

позволяет осуществлять выбор оптимального решения в условиях неопределенности в предположении, что никакие вероятностные характеристики неизвестны и отсутствует показатель оптимизма лица,

принимающего решения.

Формула изобретения Устройство для выбора оптимальных решений, содержащее блок элементов памяти

показателей, блок элементов выбора минимума, первый блок элементов выбора максимума, первый и второй блоки ключей, блок индикаторов, причем группы выходов блока элементов памяти показателей подключены к соответствующим группам входов блока элементов выбора минимума и первого блока элементов выбора максимума, группы управляющих входов первого и второго блоков ключей подключены соотоетственно к входам выбора первого и второго режимов работы устройства, отличающееся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей путем обеспечения выбора решения в условиях неопределенности, дополнительно введены первый и второй блоки вычитателей, второй блок элементов выбора максимума, группа выходов которого подключена к группе соответствующих входов блока индикаторов,

а группы входов - к соответствующим группам выходов первого и второго блоков вычитателей, первые группы входов которых подключены к соответствующим группам выходов блока элементов памяти показателей, а вторые группы входов - к группам выходов соответственно первого и второго блоков ключей, группы информационных входов которых подключены к группам выходов соответственно блока элементов выбора минимума и первого блока элементов выбора максимума.

Изобретение относится к области вычислительной техники и может быть использовано при разработке автоматизированных систем управления технологическими процессами и большими системами. Цель изобретения - расширение функциональных возможностей за счет обеспечения выбора решения в условиях неопределенности. Устройство содержит блок элементов 1 памяти показателей, блок элементов 2 выбора минимума, первый и второй блоки элементов 3 выбора максимума, первый и второй блоки ключей 4, первый и второй блоки вычитателей 5 и блок индикаторов 6. 1 ил. f-gh №hh сл с VI 2 СО ел Јь