Yrd. Doç. Dr. M. Fatih HOCAOĞLU Mühendislik ve Mimarlık Fakültesi Endüstri Mühendisliği Bölümü.

... konulu sunumlar: "Yrd. Doç. Dr. M. Fatih HOCAOĞLU Mühendislik ve Mimarlık Fakültesi Endüstri Mühendisliği Bölümü."— Sunum transkripti:

1

2 Yrd. Doç. Dr. M. Fatih HOCAOĞLU Mühendislik ve Mimarlık Fakültesi Endüstri Mühendisliği Bölümü

3  Üniversitemiz çok disiplinli bir yapıya sahip,  Çalışmalarımızın diğer disiplinlerle olan etkileşimi ve oluşturacağı sinerji, üniversitenin ana profilini oluşturacaktır,  Bilimsel üretimin en önemli gerekliliği, ilgilenilen konunun felsefi arka planına olan hakimiyete bağlıdır,  Bir kavramın anlaşılması, daha basit ifadelere dönüştürebilme becerisi ile tanımlanır,

4  Dil teorisi  Syntax, Semantic ve Grammar  Bir cümlenin bileşenlerine ayrılması (Grammar parsing) ve gramer kuralları  Kural tabanlı cümle üretimi  Mantıksal ifadelerden gramer kuralların üretimi  Modelleme dillerinde ifade  Dillere göre paradigma

5  Doğal dilin arka planında yer alan matematik gösterim nedir ?  Doğal dil ifadeleri mantık formülasyonu dönüşümü,  Paradigma ve gramer ilişkisi,  Bilgisayar dillerinin muhakeme ve dil yapısının izlenmesi

6 Doğal Diller •Türkçe •İngilizce •Fransızca •… Bilgisayar Dilleri •Prosedürel •Declarative •Virtual machine •.. Matematik Programlama •Diferansiyel Denklemler •Doğrusal Denklemler •İntegral Denklemler Mantıksal Programlama •Önerme setleri Modelleme Dilleri •FSA •Celluar Automata •Petri net Ortak Dil, gramer ve muhakeme mekanizması

7  Bilgi gösteriminin temel hareket noktası Kavramsallaştırmadır.  Kavramsallaştırma dünyanın, belirli bir amaç için, basitleştirilmiş bir soyutlamasıdır.  Ontoloji bu soyutlamaya ilişkin spesifikasyonları belirler.

8  Dil bir alfabe üzerinde tanımlanmış (∑), karakter katarları (string) (∑*) olarak tanımlanır.  Karakter katarları bir gramer kuralına tabi olarak üretilirler.  Bir mantıksal dilin bileşenleri;  Syntax  Semantic  Theorem proving  Önerme Mantığı (Propositional logic)  Dünya tasviri doğrulanan veya doğrulanmayan önermeler ve doğruluğuna inanılan olgular üzerinde kurgulanır  Birinci Derece Mantık (First-Order Logic); Nesneler, ilişkiler, özellikler ve fonksiyonlar  Dünya varlıkları ve aralarında kurulu ilişkileri açıklar  Temporal logic zaman sırasallık katarak bir adım ileriye taşır  Epistemological commitments; Bilginin stative bilgisi Ontolojik Betimleme

9  Değişkenler, sonlandırıcı semboller ve sonlandırıcı olmayan semboller (variable, non-terminal symbols, terminal symbols)  V: Değişkenler,  ∑: Alfabe (terminal ifadeler)  P: Kural seti, P Є V x(V U ∑)*  S: Başlangıç sembolü Context-Free Grammar tree

10 LanguageOntological CommitmentEpistemological Commitments Propositional logicFactsTrue/false/? First-order logicFacts, objects, relationsTrue/false/? Temporal logicFacts, objects, relations, timesTrue/false/? Probability theoryfactsDegree of belief 0..1 Fuzzy logicDegree of truthDegree of belief 0..1 Muhakeme Teknikleri • Modus Ponen, Modus tolen • And- elimination • And- introduction • Or- introduction • Double negation elimination • Unit resolution • Resolution

11  Kurulan bir cümle iki temel yapıda ele alınır:Eylem Bildiren ve Durum bildiren cümleler  Önerme içeriği: (e.g., “the door is closed”)  Örnek: Eylem Bildiren ▪ İstenilen durum = “the door is closed ” İstek İfade = “please close the door” ▪ Bilgilendirme içeriği = “the door is closed” ” İstek İfade = “the door is closed!” ▪ Sorgulama = “the door is closed” İstek İfade = “is the door closed?”

12  Kural tabanlı cümle oluşturma;  →  → Ali, Ahmet, Driver  → car; brake  → a;the  → ;  → stop;  → slowly; eventually, Always => => Ahmet drives => Ahmet drives frequently

13 Mantıksal Gramer Çözümlemesi Kavramsal ModelMantıksal ifadeler GramerGerçek Sistem Davranışı KM kullanarak TF kurulması Mantıksal çözümleme ve gramer kuralları üretimi Gerçek dünya ifadeleri Paradigma

14 IF Brake=“pushed” Then Car=“stop” IF Brake=“pushed” Then Car=“stop” Olaylar arası sembolik zaman bilgisi If brake is pushed, then the car stops. If brake is pushed, then the car stops. If brake is pushed, then the car stops. If brake is pushed, then the car stops. If brake is pushed, then the car stops. eventually If brake is pushed, then the car stops. eventually  ( Brake=“pushed”  (Car=“stop”))  ( Brake=“pushed”  (Car=“stop”)) P V ¬P = 1

15 S  A  B, S  ¬A, B   B, B  ¬B  B S  A  B, S  ¬A, B   B, B  ¬B  B S  A  B, S  ¬A, B  B  B S  A  B, S  ¬A, B  B  B (A  (B)) ( A  (B)) B A AA S0 S1 S0S1 B A AA BB Mantıksal İfade Gramer Kuralları FSA

16 S0 S1 S0 brake(stand_by,12.0). car(moving,12.0). ….. brake(stand_by,12.0). car(moving,12.0). ….. A B ¬A A ¬B B S0 A B ¬A S0 S1 B A S0 S1 B ¬B S0 ¬A S0 ¬A S0 A B A B A B A B ¬A S0 S1 B A S0 S1 B A S0 S1 B A S0 S1 B A S0 S1 B ¬B S0 S1 B ¬B S0 S1 B ¬B S0 S1 B ¬B S0 S1 B ¬B (Brake=“pushed”  (car=“stops”)) S0S1 B A AA BB

17  Bir cümlenin oluşumu – alfabe, kelime ve cümle  Bir dilin grameri,  Kurallı cümle oluşturma,  Dil ve muhakeme,  Dil ifadelerinin mantıksal tanımı ve matematiksel çözümlemesi

18

19 Deklarative programlama vs. Prosedürel Programlama Nesne Yönelimli Mantık Programlama Fonksiyonel Programlama

20  Declarative (bildirimsel)  Prosedürel  Yorumlayıcılar  Virtual machine

21  Bildirimsel diller varlıkları tanımlama esaslıdır, bir çözümü tarif etmek üzerine kurgulanmazlar. Problem tanımı ile çözüm arasında bir topolojik benzerlik kurulabilir.  Prosedürel diller temelde problemin tanımlanmasından sonra farklı bir algoritmik çözüm geliştirirler ve topolojik benzerlik yoktur.

22  Önerme (Proposional) mantığı ve birinci derece mantık (first-order logic) üzerine kurgulanmış bir dünya betimlesi vardır.  Tasvir edilen dünya doğruluğu kabul edilen olgular (fact) ve doğruluğu veya yanlışlığı ispat edilecek olan önermeler ile ispat için kullanılan bir muhakeme mekanizması ile kurgulanır.

23 anne(Anne,Cocuk):-evli(Baba,Anne),baba(Baba,Cocuk). kardes(Cocuk1,Cocuk2):-baba(Baba,Cocuk1),baba(Baba,Cocuk2), Cocuk1\=Cocuk2, anne(Anne,Cocuk1),anne(Anne,Cocuk2). evlat(X,Y):-baba(Y,X),anne(Z,X),evli(Y,Z). ogul(X,Y):-evlat(X,Y), erkek(X). kizEvlat(X,Y):-evlat(X,Y),kiz(X). akraba(X,X,kendisi). akraba(X,Y,kardes):-kardes(X,Y). akraba(X,Y,babasi):-baba(X,Y). akraba(X,Y,annesi):-anne(X,Y). erkek(fatih). // Erkek çocuklar erkek(salih). erkek(hikmet). kiz(melltem). // Kız çocuklar kiz(ayse). kiz(melek). baba(habip,fatih). Baba(habip,salih). baba(habip,hikmet). baba(habip,melek). baba(habip,meltem). baba(habip,ayse). Evli(habip,gülizar). BİLGİTABANI

24 Fatih’in babasının oğlu olduğu halde kardeşi olmayan kişi kimdir ? baba(X,fatih),ogul(Z,X), not(kardes(fatih,Z)),akraba(fatih,Z,L). SORGU Doğal Dil Dönüşümü Fatih’in babasının oglu olan fakat fatih’in kardeşi olmayan kişi kimdir ve Fatih ile akrabalık ilişkisi nedir ?

25  Her adımda çözümde gelişme görülür, int factorial=1; For (int i=1; i<=n; i++) factorial=factorial*i;  Doğal Dil açılımı  Bir sayının faktöryeli, 1’den başlanarak, o sayıya kadar olan tam sayıların birer artımlı olarak çarpımıdır.  Procedural – not declarative  Her adım problemin daha basit bir formuna dönüştürülerek en ilkel, bilinen formuna doğru basitleştirme yapılır. N! = N* (N-1)! factorial(1,1). factorial(X,F):-N is F-1, factorial(K, N),!, X is K*F.  Bir sayının faktöryeli o sayının bir eksiginin faktöryeli ile çarpımına eşittir. Fact, dünya ile ilgili bilinen Problemin anlatımı, çözüm tanımı değil.

26  Dünya bir fonksiyonlar ailesi olarak tasvir edilir.  Her bir fonksiyon bir girdi parametre setine, çıktı parametresine ve prosedüre sahiptir.  Büyük çaplı problemlerin çözümünde yönetilmesi zor bir çözümdür: 7 değişken kuralı  NYP fonksiyon tanımları içerisinde bir tür iç tasarım unsuru olarak hala geçerlidir.

27  Varlıklar birbirlerinden ayırt edilmelerini sağlayan özniteliklere ve fonksiyonlara sahiptirler. Çevrelerindeki varlıklar ile olay etkileşimine sahiptirler.  Dünya tasvirinde kullanılan doğal dil ifadelerinde yer alan Öznelerin nesne (sınıf) fiillerin sınıflara ait fonksiyon ve özellik tanımlamalarının öznitelik olarak tasarlanması doğal dil-OOP arası bir çeviri olarak düşünülebilir.

28 • Çok biçimlilik • Veri saklama • Soyutlama • Miras mekanizması • Esneklik • Orthogonality

29  NYP’de karşılaşılan ana sorunlar;  Kod saçılması  Saçılmış isterler  İster kümeleri  Cephe tabanlı programlama; Birbirlerini çapraz kesen ilgileri ayrıştırarak modülerliği güçlendirmeyi amaçlayan bir paradigmadır.  NYP’nin dayandığı ontolojiden daha farklı bir paradigmaya sahip değildir. Sunulan paradigma yazılım teknolojine ilişkindir.

30  Esin kaynağı insan benzeri varlık davranışlarıdır,  Temel özellikleri;  Proactive  Reactive  Social  Otonom  %90+ yazılım mühendisliği %10- Yapay Zeka  Bir ortamda varolurlar ve ardıl olarak tanımlı fonksiyonları icra ederek görevlerini tamamlamazlar, bulundukları çevrede tanımlı olaylara amaçlarını sağlayacak şekilde reaksiyon gösterirler.

31 Otonom Öğrenmeİşbirliği Akıllı Arayüz

32  FSM (FSA)  Varlıkların durumları ve durum geçişleri ile eylem yürütmeleri tasvir edilir.  Bond Graph  Dinamik fiziksel sistemlerin modellemesinde kullanılır,  Enerji, güç, sinyal, akış gibi fiziksel öğelerin modellenmesinde yaygın olarak kullanılır,  Düğümler ve aralarında tek-çift yönlü akışlar olarak tasarlanırlar  Celluar automaton  Birbiri ile etkileşimli, durumsallık bilgisi olan sonlu sayıda hücre modeli ile dünya kurgulanır.

33  Bir dil tanımı doğal dil dahil tüm dilleri evrensel bir genelleme ile tanımlamalıdır.  Syntax  Semantic  Grammar bu tanımlamanın elemanlarıdır  Dillerin birbirleri arasında dönüşümü;  Doğal dillerin arkaplanını oluşturan algoritmik yapıya,  Matematiksel dillerin bir ontolojik arkaplana sahip olmasına bağlıdır.  Bir muhakeme mekanizması dil tanımını muhakeme algoritması ile tümleştirir, Doğal Diller Mantıksal İfadeler Matematik Programlama Bilgisayar Dilleri Modelleme Dilleri

34  Sistem tasarımında doğal dilden başlayan ve VV&A sürecine kadar devam eden sürecin her aşamasında geçiş tasarımı güçlendirir,  Süreç kontrolü sağlar,  Süreç raporlamalarını ve taraflar arasında uzlaşımı güçlendirir,  Ortak bir dil üzerinde kavramları birleştirir,  Süreçler ve dillerin daha geniş bir ontolojik betimleme iddiasına sahip olmasını sağlar, test eder,  İfadelerin nesnelleştirilerek daha güçlü olarak kavranmasını sağlar.

35

36

37

38

39 IF Brake=“pushed” Then Car=“stop” Olaylar arası sembolik zaman bilgisi If brake is pushed, then the car stops. eventually If brake is pushed, then the car stops. eventually  ( Brake=“pushed”  (Car=“stop”)) P V ¬P = 1