Chương 3: Nguyên tắc và kiến trúc nhận thức
3.1 Nguyên tắc nhận thức
Chương này mô tả một tập hợp các nguyên tắc chính để thiết kế và hiểu các kiến trúc nhận thức.
3.1.1 Nhận thức
Nhận thức là quá trình thu nhận dữ liệu và thông tin mới, phân tích những dữ liệu và thông tin đó để hiểu được ý nghĩa và tầm quan trọng của chúng, đồng thời tạo ra dữ liệu, thông tin và kiến thức mới bổ sung cho sự hiểu biết về hoạt động của hệ thống và môi trường của nó.
Hình 3.1: Phiên bản đơn giản hóa của vòng điều khiển FOCALE
Nhận thức máy móc là một tập hợp các quá trình bắt chước cách bộ não con người thu nhận và hiểu dữ liệu và thông tin cũng như tạo ra dữ liệu, thông tin và kiến thức mới. Máy móc thực hiện quá trình này bằng cách sử dụng nhiều loại vòng điều khiển khép kín khác nhau. Vòng kiểm soát kín nhận thức là vòng kiểm soát chọn lọc dữ liệu và hành vi để theo dõi có thể giúp đánh giá trạng thái đạt được một bộ mục tiêu và tạo ra dữ liệu, thông tin và kiến thức mới để tạo điều kiện thuận lợi cho việc đạt được các mục tiêu đó. Vòng điều khiển Observe-Orient-Decide-Act (OODA), được tăng cường với khả năng học tập và suy luận, đã được khuyến nghị làm cơ sở để xây dựng các vòng điều khiển nhận thức. Tài liệu tham khảo xác định một vòng điều khiển nhận thức được xây dựng dựa trên điều này và bổ sung quản lý chính sách được trình bày trong Hình 3.1. Trong cách tiếp cận này, hai chức năng mới, được gọi là “plan” và “learn”, được đưa vào khung OODA cơ bản. Trong khi vòng lặp dường như là tuần tự, điều này chỉ đơn thuần là để thuận tiện cho việc biểu diễn. Việc quan sát, định hướng,
quyết định và hành động diễn ra liên tục. Bước định hướng rất quan trọng, vì nó xác định cách thực hiện các quan sát, quyết định và hành động. Như Boyd đã quan sát, mọi người hành động theo cách họ nhận thức thế giới, trái ngược với cách thế giới thực sự là như thế nào. Điều này cũng áp dụng cho máy móc.
Khối chức năng Quan sát chấp nhận đầu vào từ hệ thống đang được quản lý; điều này được thể hiện bằng dữ liệu hoạt động, quản trị và quản lý. Những dữ liệu này cũng được gửi đến Trình quản lý ngữ cảnh, trình quản lý ngữ cảnh sẽ diễn giải những dữ liệu này theo các mục tiêu kinh doanh hiện tại. Kết quả được chuyển đến Trình quản lý chính sách, sau đó sẽ đưa ra các chính sách chi phối hoạt động của tất cả sáu khối chức năng của vòng điều khiển FOCALE (được hiển thị trong hình chữ nhật màu vàng).
Khối chức năng Định hướng lấy dữ liệu đầu vào đã nhập và chuẩn hóa chúng bằng cách sử dụng một tập hợp các mô hình và bản thể học. Về mặt khái niệm, các mô hình cung cấp các dữ kiện và các bản thể luận bổ sung thêm ý nghĩa cho các dữ kiện đó. Chức năng này rất quan trọng, vì nó cho phép tổng hợp dữ liệu và thông tin từ nhiều nguồn khác nhau để có được bức tranh toàn cảnh hơn về tình hình.
Phần Kế hoạch cung cấp quá trình xử lý phản ứng, cân nhắc và phản xạ đồng thời mô phỏng cách bộ não con người xử lý thông tin để nhận thức, lĩnh hội và dự đoán hành vi của Dịch vụ sẽ phát triển như thế nào so với (các) SLO của nó. Các quá trình phản ứng thực hiện các phản ứng ngay lập tức dựa trên việc tiếp nhận một kích thích bên ngoài thích hợp. Các quá trình như vậy không có ý nghĩa gì đối với các sự kiện bên ngoài “có nghĩa là gì”; thay vào đó, chúng chỉ đơn giản đáp lại bằng một số phản ứng kết hợp giữa bản năng và học được. Điều này cho phép hệ thống nhận thức nhận ra một tình huống đã gặp trước đó. Khi điều này được thực hiện, hệ thống có thể bỏ qua nhiều phần tính toán chuyên sâu của vòng điều khiển và thay vào đó đi theo "các phím tắt" qua vòng điều khiển thẳng đến chức năng đưa ra các hành động để thay đổi trạng thái hiện tại thành trạng thái mong muốn. Các quy trình cố ý nhận dữ liệu từ và có thể gửi "lệnh" đến các quy trình phản ứng; tuy nhiên, chúng không tương tác trực tiếp với thế giới bên ngoài. Quá trình này giải quyết các mục tiêu phức tạp hơn bằng cách sử dụng bộ nhớ để tạo và thực hiện các kế hoạch phức tạp hơn. Kiến thức này được tích lũy và khái quát hóa. Cuối cùng, các quá trình từ chối giám sát sự tương tác giữa các quá trình phản ứng và cân nhắc. Các quy trình này định dạng lại và điều chỉnh lại cách giải thích tình huống theo cách có thể dẫn đến các chiến lược sáng tạo và hiệu quả hơn. Nó xem xét những dự đoán nào trở nên sai, cùng với những trở ngại và khó khăn nào đã gặp phải, để ngăn hiệu suất dưới mức tối ưu tái diễn. Nó cũng bao gồm việc tự đánh giá lại bản thân, phân tích mức độ hiệu quả của các hành động đã được thực hiện để giải quyết vấn đề hiện tại.
Mô hình nhận thức được tạo dựa trên ba kiểu xử lý này, tạo ra một hoặc nhiều đường dẫn. Một số đường dẫn này có thể là phím tắt, bỏ qua một hoặc nhiều chức
năng khi đầu vào được nhận dạng và đầu ra được biết hoặc có xác suất xuất hiện đủ cao. Trong FOCALE, điều này được thực hiện bởi một tập hợp một hoặc nhiều máy trạng thái, trong đó mỗi trạng thái tương ứng với một dịch vụ and / or cấu hình mạng cụ thể. Siêu dữ liệu được thêm vào các trạng thái thích hợp để bao gồm thông tin tình huống chính.
Phần Hành động quyết định con đường phù hợp nhất để bảo vệ các mục tiêu kinh doanh trong tình hình hiện tại. Sau đó, nó sử dụng các cơ chế MDE để dịch tập hợp các nút đã chọn trong máy trạng thái thành một loạt lệnh để điều chỉnh lại các tài nguyên và dịch vụ bị ảnh hưởng, cũng như giám sát thông tin tài nguyên và dịch vụ thích hợp.
Phần Tìm hiểu / Lý do sử dụng nhận thức về ngữ cảnh và tình huống để hiểu dữ liệu và hành vi mới, so sánh các đầu vào mới đó với mục tiêu hiện tại, sau đó hình thành các hành động để bảo vệ và đạt được các mục tiêu đó, đồng thời học hỏi từ hậu quả của các hành động của nó. Nó kiểm tra sự thành công hay thất bại của việc tổng hợp các nguồn lực và dịch vụ để có thể liên kết hiệu quả của từng trạng thái với hệ thống thực tế đang được quản lý.