一种基于知识库系统的毁伤计算快速响应方法

摘要：分析了毁伤计算快速响应的重要性及目前计算服务的局限性，阐述了知识库系统的基本原理及体系结构，构建了毁伤计算知识库，建立了一种基于知识库系统的毁伤计算快速响应算法。

关键词：知识库系统；毁伤计算

中图分类号：TP391.9 文献标识码：A 文章编号：1009-3044（2013）17-4091-03

高技术条件下的局部战争，作战节奏越来越快，这就对指挥员快速裁决提出了更高的要求。担负着毁伤计算任务的毁伤计算模型远程维护与服务系统，对其计算精度要求更高，计算速度的要求更快。

毁伤计算模型远程维护与服务系统是一个分布式系统，具体结构如图1所示。由于网络的延迟、服务器计算性能的限制等影响因素，如果按部就班地采用由客户向服务器提交计算申请，再由计算服务器进行计算将计算结果通过网络传回客户端的方式极大地限制了计算请求的响应速度。

另外，计算服务器的负载可能很不平衡。在战时，可能由于计算请求数量太多造成服务器性能下降，网络堵塞，严重影响响应速度；而在平时，服务器可能会由于计算请求数量过少而闲置，间接浪费了系统的有效资源。该文提出了一种基于知识库的毁伤计算快速响应方法来解决此问题。

1 知识库系统的基本原理

知识是人类对客观世界的认识，通常知识是先由底层数据经过分类、归纳、综合等处理过程而得到的上层信息，这种信息再经过解释、比较、推理得到我们所获取的知识，这种过程主要是在语义的层面来进行的[1]。

一个系统之所以能在求解问题的过程中体现出高水平的智能理解和智能行为，主要是由于它能够利用专业领域的概念、事实、方法、模型以及领域的启发性知识，这就是知识原理的定义。

知识数量的多少与搜索解空间的大小存在着反比例关系[2]，一般来说，拥有的领域知识愈多，则搜索的解空间愈小。也就是说，人或系统拥有的知识越多，则解决问题的能力也就越强。

2 知识库系统的体系结构

知识库系统包括知识的获得、利用和管理三个方面，知识库、推理机及存贮器是知识库系统的三个组成要求，知识库系统的核心组成部分是知识库和推理机构[48]。

知识库系统的体系结构如图2所示。

其中知识库是用来存放知识的实体[3]。知识库的知识要求无矛盾性和无冗余性。因知识库的存贮容量巨大，快速的知识存取功能是知识库实现实用化的一个关键。

推理机构是利用知识的执行体，是决定知识库系统性能好坏和工作效率高低的关键性部件。

知识库管理系统是知识库建立、更新、维护、管理、使用的功能体。

知识获取接口是完成从知识源抽取的知识，通过向某一种知识表示语言的转换，并完成知识同化的功能部件。

用户接口是一种向用户提供使用知识库的手段，并向用户提供问题求解的功能部件。用户接口通常是一种知识查询语言。

3 基于知识库系统的毁伤计算快速响应

3.1 毁伤计算知识库的构建

本系统中毁伤计算知识库的获取方式有以下两种：

1） 用户提交计算申请，由服务器计算完成之后，将该计算模型、计算步骤和计算结果添加到知识库；

2） 在服务器没有计算请求时，由模型计算服务器从模型库中随机抽取模型，产生参数，在后台进行计算，然后，将计算模型、计算步骤和计算结果添加到知识库。

3.2 毁伤计算知识库的管理

知识库建好以后的主要问题就是对其维护[4]。知识库的数据量是在不断增加的，这必然导致访问速度的下降。如何解决海量数据的访问速度问题，是我们要解决的关键。所以我们在构建知识库数据库时，为编码库和模型库建立相应的索引，根据插值查找算法来提高数据的访问速度[5]。

3.3 基于知识库系统的毁伤计算快速响应算法

算法流程包括以下几个步骤：

1）有用户计算请求时：

1 用户向系统服务器提交计算申请；

2 系统服务器调用知识库，查询知识库中是否有该计算，如果没有，转第3步；如果有，转第5步；

3 调用模型计算服务器计算该请求；

4 将该计算加入知识库；

5 将计算步骤和计算结果信息返回给用户。

具体流程如图3所示。

2）无用户计算请求时：

1 由计算服务器从模型库中随机选取模型；

2 计算服务器按照模型参数的取值范围随机产生参数数值；

3调用知识库，查询知识库中是否有该计算，如果没有，转第4步；如果有，转第1步；

4 计算服务器进行计算；

5 将该计算加入知识库；

6 返回第1步进行新一轮计算。

具体流程如图4所示。

需要指出的是，用户请求的计算与计算服务器自身的计算存在优先级问题，用户请求的计算优选级要高于计算服务器自身的计算请求，也就是说，无论计算服务器是否正在进行计算，只要有用户请求的计算时，就要先计算用户请求的计算。因为用户的需求始终是排在第一位的。

参考文献：

[1] 朱习军.智能决策支持系统的知识库结构及知识表示研究[D].济南：山东科技大学，2000.

[2] 胡风华，刘冰.基于知识库系统的智能搜索引擎研究[J].情报科学，2009，5（11） .

[3] 曹文君.知识库系统原理及其应用[M].上海：复旦大学出版社，1995.

[4] 冯艳红，王阿川.基于Web的森林防火专家系统知识库的构建[J].林业机械与木工设备，2005（1）.

[5] 卢厚清，王宁生，沈发鸿.关于模糊综合评判取大取小算法问题的讨论[J].系统工程理论与实践，2001（4）：124-128.