3.1-B 階層構造のモデリング
4402012
今福 珠英
階層構造の認識によるモデリング
(1)故障関連樹
 (2)Lーシステム
 (3)フレーム
 (4)クラスとインヘリタンス

(1)故障関連樹(fault tree/FT)


故障あるいは事故発生のメカニズム
を階層的に表現
対象とする故障や事故を頂上事象、
それに関連する項目を下位事象とす
る
故障関連樹ーつづき


頂上事象、下位事象を“AND”あるいは
“OR”の論理で結合
それ以上展開することができない基本事
象に至るまで同様な操作を続ける
故障関連樹
故障関連樹の基本記号
<表3.1 故障関連樹の基本記号>
要素
ANDゲート
ORゲート
事象
基本事象
記号
ANDゲートとORゲート
ANDゲート…入力事象がすべて生起するとき出力事象が発生
ORゲート…入力事象のうち1つが生起するとき出力事象が発生
ランプのつかない電気回路
(a) 電気回路
図3.13 電気回路の故障関連樹
電気回路の故障関連樹木
(b) FT
図3.13 電気回路の故障関連樹
(2)L-システム(Linden-mayer systems)


発生過程での細胞分裂や生物の形づくり
のモデル
生物の生長を記録するのに細胞の分割機
構を説明する
「書き換えシステム」
を数学的な方法で用いた。
L-システムの記号表現

オートマトンの一つであり、
状態規則…Q
書き換え規則… δ
初期状態…q0(∈Q)
の3つの組<Q, δ、q0>で表現される
L-システムの書き換え


5種類の状態を書き換え規則によって、初
期状態q0から3回書き換えて二進木構造
が得られる
L-システムは階層の入れ子構造によって
複雑な形態を生成するため単純さの中に
面白さがあるモデル
(3)フレーム

システムの階層構造の記述に適した
データ構造としてフレーム(Frame)が
ある
(3)フレーム その2

型にはまった状況を表現する
属性および属性値の対の組によって
対象の性質が記述可能であること
フレームの基本構造…その1
フレーム
・属性(スロット名)
・属性値(スロット
値)
ファセット(facet)
…側面
スロット1(スロット名)
ファセット:データ(スロット値)
スロット2
デフォルト値(default value)
…暗黙の期待値
<図3.16 フレーム>
タクシードライバーのフレーム
基本動作1
メソッド:
空車走行中にお客に
出会えば乗車させる
基本動作2
スーパークラス
メジロタクシードライバーのフレーム
上位フレーム
値:タクシードライバー
サブクラス
現在の状態
値:完全歩合給
図3.17 フレームによる階層構造の表現
フレームの基本構造…その2

各フレームにその上位(あるいは下位)の
フレームを示すスロットを設けることで、フ
レーム間の階層構造を表現することができ
る
リストによって実現が可能
フレームの基本構造…その3
フレームの上位下位関係
・コンセプト間の包括的関係
・コンセプトと個別的存在
・全体と部分
(4)クラスとインヘリタンス

フレームを利用して個別的存在(イン
スタンス、instance)を一般的コンセプ
ト(クラス、class)に結びつけることが
できる
フレームとオブジェクト指向



フレームのスロットにメソッドなどを追加
1つのオブジェクト
オブジェクト指向の考え方にはフレームか
らの影響が入っている
共通した性質をもつ個々のオブジェクトを
汎化してクラスを作る
※オブジェクト指向…オブジェクトを中心として問題を取り扱
うアプローチ
インヘリタンス(inheritance)


上位下位のフレーム間での性質の継承(イ
ンヘリタンス、inheritance)によって、無駄
のない知識表現ができる
インヘリタンスを利用することで体系化され
た,簡明なモデリングが可能になる。
クラスの階層構造


スーパークラス(super class)…
あるクラスに対してより一般化(汎化、
generalization)した上位のクラス
サブクラス(sub class)…
あるクラスに対して個別化
(特化、specialization)した下位のクラス
スーパークラスの性質を継承する
タクシードライバーのフレーム
基本動作1
メソッド:
空車走行中にお客に
出会えば乗車させる
基本動作2
スーパークラス
メジロタクシードライバーのフレーム
上位フレーム
値:タクシードライバー
サブクラス
現在の状態
値:完全歩合給
図3.17 フレームによる階層構造の表現
フレーム
型
スロット1
クラス
スロット2
インヘリタンス
ユタカ君のフレーム
実体
上位フレーム
値:メジロタクシードライ
バー
現在の状態
値:空車走行
インスタンス
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