Обчислювальні моделі, задачі та синтез програм

Ядром ІППП є планувальник, який синтезує алгоритм розв’язку задачі, програма розв’язку конструюється цілком (режим компіляції) або реалізується через послідовність кроків планувальника (інтерпретація). Синтез здійснюється з використанням бази знань. У розвинених ІППП використовуються обчислювальні моделі предметної галузі. Об’єкти та відношення між ними описуються певною мовою, щодо цього їм відповідають змінні, а відношенням – функції, значеннями змінних є дані. На їх основі формуються обчислювальні задачі, які мають вигляд

ЗНАЮЧИ М ОБЧИСЛИТИ Y1, Y2,..., YN ЗА X1, X2,…, XK.

Тут Y1, Y2,..., YN та X1, X2,…, XK – відповідно вхідні та вихідні змінні, а М – обчислювальна модель (ОМ). Останню можна зобразити різними способами: графічно, мовою специфікацій та з використанням формул певної логічної мови. Графічне зображення обчислювальної моделі – це семантична мережа спеціального типу, вузлам якої відповідають змінні та відношення. Змінні позначаються колами, відношення – овалами чи прямокутниками, в середині яких розміщується опис реалізації відношення.

Формулювання задачі розбиває множину змінних, які входять до ОМ, на підмножини вхідних та вихідних змінних. Будь-яка із змінних може бути вхідною і вихідною. Якщо вхідних змінних достатньо для знаходження вихідних, то задача є розв’язуваною і для її розв’язку можна сконструювати програму. На одній обчислювальній моделі можна розв’язати множину задач; вважається, що рівняння завжди можна розв’язати відносно будь-якої із змінних, що входять до нього. Проте ОМ не є алгоритмічним описом – у ній не визначено порядок виконання операторів.

Розв’язок зводиться до знаходження в орієнтованому графі ОМ шляху, який веде від вихідних даних до таких результатів, цю стратегію називають плануванням від даних. Можливим є також планування від цілі: тоді планувальник шукає шлях від вихідних змінних задачі до вхідних.