Les mecanismes d'exploitation de Tropes

Les mecanismes d'exploitation de Tropes utilisent les connaissances contenue dans une base de connaissances de maniere a en deduire de nouvelles. L'instanciation et la classication sont les mecanismes fondamentaux disponibles; les t^aches et les contraintes sont des mecanismes plut^ot exterieurs, m^eme s'ils ont ete integres au modele.

10.3.1 L'instanciation

Elle se fait en premier lieu au niveau du concept, en donnant des valeurs aux attributs (au moins a tous les attributs-clefs), puis au niveau des classes en en precisant une dans chaque point de vue; la classe-racine est prise par defaut si aucune classe n'est speciee dans un point de vue. L'instance n'est creee que si toutes les contraintes de tous les attributs auxquels a ete assignee une valeur sont satisfaites.

10.3.2 La classication

La classication dans Tropes a pour but de determiner dans chacun des points de vue la classe la plus specialisee a laquelle l'instance peut ^etre rattachee; elle represente neanmoins plus qu'une simple concatenation du mecanisme decrit sur les LRPO (Cf. section 9.2.4), car elle prote de l'existence des passerelles pour ameliorer l'etiquetage des classes avec les marquess^ure,possibleetimpossible. De plus, elle utilise egalement

10.3 Les mecanismes d'exploitation de Tropes 127 l'hypothese d'exclusivite en eliminant lors de la recherche toutes les classes surs d'une classe etiquetee s^ure.

L'utilisation des passerelles repose sur leur semantique; en eet, si une passerelle existe entre les n classesC

1

;:::;C

n et la classeC, et que les classes C 1

;:::;C

n sont s^ures, alors la classe C peut ^etre etiquetee s^ure egalement. Reciproquement, s'il existe une passerelle partant de la classeCpour aller a la classeC

0et que la classeC

0a ete marquee impossible, alors la classe C est aussi etiquetee impossible (une version encore plus generale de cette propriete comporte plusieurs sources dont toutes sauf une sont s^ures et une destination etiquetee impossible, alors la derniere source est impossible) (gure 10.2).

P2 P1 P2 P1 I I

Classification multi-points de vue de I

État initial État final

: possible : impossible

: sûre Classe :

Figure 10.2 - : La classication multi-points de vue dans Tropes [Mari~no et al.90]. L'etat initial represente une instance I rattachee aux classes-racine de chaque point de vue. Apres l'operation de classication, les classes ont ete etiquetees selon la satisfaction des contraintes de leurs attributs par les valeurs des attributs de l'instance, et en usant des passerelles entre les points de vue.

La classication des objets composites, qui fait intervenir les attributs dont la nature

estcomposant, se divise en deux mecanismes. Lors de la classication minimale, un

com-posant n'est classe dans son concept que si cela est necessaire pour classer son composite; la classication maximale, plus co^uteuse, cherche egalement a positionner les composants le plus bas possible dans leurs concepts respectifs [Mari~no91].

Les mecanismes d'inference qui suivent (t^aches et contraintes) sont des extensions au noyau.

10.3.3 Le modele de t^aches

Tropesse demarquedes LRPO au niveau du calcul des valeurs des attributs en ce sens qu'il n'utilise pas l'attachement procedural classique qui lie un attribut dans une classe a une methode par une facette specique; dans Tropes, cette information est reportee au niveau du concept et est placee dans la denition des attributs-concept. Ce mecanisme a ete choisi pour se debarrasser du probleme de l'utilisation de l'attachement procedural pour determiner l'appartenance d'une instance a une classe; en eet, activer une methode d'une classe a laquelle on veut tester l'appartenance de l'instance, c'est deja prejuger de cette appartenance [Rechenmann92]. Le detachement procedural de Tropes permet de selectionner la t^ache ou la methode a activer pour calculer la valeur d'un attribut en

fonction de cette valeur en classant l'instance dans une hierarchie de specialisation de t^aches.

Le modele de t^aches propose [Gensel et al.92] est base sur la denition d'un concept

t^ache qui organise l'ensemble des t^aches destinees au calcul de valeur d'attributs en

hie-rarchies. Les attributs qui decrivent une instance du concept t^ache sont:

 son but qui decrit en une cha^ne de caracteres l'objectif que la t^ache permet d'at-teindre;

 ses entrees representees par une ensemble de valeurs;

 son traitement: cet attribut decrit la strategie de resolution a appliquer pour re-soudre la t^ache en donnant les sous-t^aches sous forme de composants; la resolution de la t^ache passe par celle de chacune de ces sous-t^aches de decomposition;

 ses sorties representees comme les entrees par un ensemble de valeurs et dont le type doit ^etre satisfait par le resultat de la t^ache.

Dans la hierarchie de t^aches, on distingue quatre types de t^aches suivant le niveau de precision des divers composants. Une t^ache est diteabstraite avec but abstrait lorsque sa classe ne fournit qu'une description generale. Une t^ache est diteabstraite avec but concret

lorsque sa classe indique explicitement le but atteint mais ne denit pas le traitement precisement. Une t^ache est dite concrete non terminale lorsque sa classe decrit une de-composition en sous-t^aches particulieres. Une t^ache est diteconcrete terminale lorsque sa classe indique une procedure (gure 10.3).

Tâche Abstraite Tâche Matrice 2 matrices ^{1 matrice} Inversion Matrice Inversion Inversion Matrice

Complexe ^MatriceRéelle

But Concret But Abstrait

Procédure Tâche Concrète _{Décomposition}

Opérations Opérations ^Opérations Inversion Matrice Non Inversion Matrice Définie Positive

Symétrique ^{Définie Positive}_Symétrique

Figure 10.3 - : Le concept T^ache. Les operations sur les matrices deviennent de plus en plus precises au fur et a mesure qu'on descend dans la hierarchie, passant de t^aches generales utiles pour la structuration de la connaissance (Operations Matrice, Operations 2 Matrices et Operations 1Matrice) pour arriver aux t^aches concretes d'inversion auxquelles une decomposition ou un code executable (sous forme de procedure) est disponible.

L'execution d'une t^ache [Gensel et al.93] debute par l'instanciation du concept t^ache. Cette instance est ensuite classee dans la hierarchie de t^aches jusqu'a trouver la classe

10.4 Re exivitede Tropes 129 la plus specique a laquelle elle appartient. Si cette classe est une t^ache concrete non terminale, le processus se poursuit par l'instanciation successive et recursive des t^aches de decomposition; la reussite de la t^ache est reportee a celles de ces sous-t^aches. Si la classe est concrete terminale, la procedure adequate est lancee; sa reussite ou son echec determine celle de la t^ache.

10.3.4 Les contraintes

La declarativite et les capacites d'inference d'un modele tel queTropespeuvent ^etre etendues par la denition et la maintenancede relations mathematiquesentre les attributs. Les contraintes peuvent ^etre denies aux dierents niveaux que sont les concepts, les classes et les instances. D'autre part, ces reseaux de contraintes sont dynamiques: des contraintes peuvent ^etre ajoutees ou supprimees a tout moment.

Un Module d'Integration de Contraintes et de Relations aux Objets (Micro) a ete concu. Couple a Tropes, il y est charge de la maintenance des reseaux de contraintes.

Micro propose une panoplie de contraintes pre-denies classiques (numeriques et boo-leennes), mais aussi speciques aux attributs multivalues de Tropes (ensemblistes, sur des listes), ou plus originales (conditionnelles, d'evolution).Microutilise une representa-tion par objets des contraintes et gere les liens entre les attributs contraints des instances de Tropeset les attributs des instances de contraintes associees. Les techniques de pro-pagation reposent sur des methodes generiques de maintien de la consistance associees aux classes de contraintes. La maintenance des contraintes numeriques exploite les principes de l'arithmetique des intervalles. La resolution des contraintes est basee sur un algorithme de forward-checking parametrable pour les domaines nis et sur une methode de frac-tionnement dynamique pour les domaines innis ou continus.

Les contraintes s'averent un puissant outil de maintien de la coherence pour le modele. La maintenance des contraintes assure la consistance du domaine d'un attribut contraint et, par la m^eme, est amenee a modier son type. Le type eectif d'un attribut contraint (dans le concept, la classe, ou l'instance) est alors calcule par Micro apres la phase de propagation, puis transmis au module de gestion des types. Les contraintes etendent donc la denition des types des attributs.

Enn, les contraintes ont ete utilisees pour l'extension du modele lui-m^eme. Ainsi, le partage de proprietes entre un objet composite et ses composants, le passage de parametres entre une t^ache et ses sous-t^aches, la semantique des liens de modelisation de relation et les requ^etes eectuees a base de ltres, sont decrits et contr^oles par des contraintes.

10.4 Re exivite de Tropes

Une particularite utile du systeme Tropes est sa re exivite, c'est-a-dire le fait que les entites m^eme du modele sont denies dans le formalisme de Tropes, sous forme de concepts, points de vue, classes, etc. L'inter^et de cette auto-denition est de permettre l'extensibilite du modele, sans avoir a casser pour reconstruire ensuite. Nous en ferons la preuve en implementant le formalisme des cartes genomiques en etendant le meta-modele, c'est-a-dire la couche supplementaire qui fait que toutes les entites du modele sont decrites en son sein.

Pratiquement, ceci signie que tout concept d'une base de connaissances est aussi une instance d'un meta-concept, qui est appele Concept; de m^eme, tout point de vue, toute classe, tout attribut, etc., est instance du concept correspondant au meta-niveau. La gure 10.4 montre les meta-concepts les plus importants, et qui sont tres fortement interconnectes,Concept, Point-de-vue et Classe.

Concept

Concept Point de vue Classe

Point de vue Classe

Figure 10.4 - : Le meta-modele de Tropes. Le concept Concept regroupe toutes les instances de concept, dont lui-m^eme, les autres concepts du meta-modele commePoint-de-vue et Classe, et tous les concepts denis dans une base de connaissances, commeFragment-genomique; ce concept ne comporte qu'un seul point de vue et qu'une seule classe, instances respectivement des deux autres meta-concepts montres ici, qui sontPoint-de-vue et Classe. Les eches representent le lien d'instanciation.

Il est deja possible de prejuger de l'extension a eectuer dans le conceptConcept pour regrouper les concepts modelisant les entites cartographiques qui seront amenes a ^etre compares entre eux. Au lieu que ces concepts soient des instances du concept Concept, il sura de les faire instances d'une sous-classe de la classe Concept, creee a cet eet (Cf.x11.2).

Chapitre 11

Implementer les cartes genomiques