Название: Базы знаний интеллектуальных систем - Гаврилова Т.А.

Жанр: Информатика

Рейтинг:

Просмотров: 1257

В некотором смысле создание языка L очень близко к идеям разработки универсальных языков науки [Кузичева, 1987]. К XVII веку сложились два подхода в разработке универсальных языков: создание языков-классификаций и логико-конструктивных языков. К первому примыкают проекты, восходящие к идее Ф. Бэкона, — это языки Вилкинса и Далгарно. Второй подход связан с исследованиями в рамках поиска универсального метода познания, наиболее четко высказанного Р. Декартом, а затем в проекте универсальной характеристики Г. Лейбница. Именно Лейбниц наметил основные контуры учения о символах, которые в соответствии с его замыслами в XVIII веке развивал Г. Ламберт, который дал имя науке «семиотика». Семиотика в основном нашла своих адептов в сфере гуманитарных наук. В последнее время сложилась также новая ветвь семиотики — прикладная семиотика [Pospelov, 1995].

Представители естественных наук еще не до конца осознали достоинства семиотики только из-за того, что имеют дело с достаточно простыми и «жесткими» предметными областями. Им хватает аппарата традиционной математики. В инженерии знаний, однако, мы имеем дело с «мягкими» предметными областями, где явно не хватает выразительной адекватности классическогоматематического аппарата и где большое значение имеет эффективность нотации (ее компактность, простота модификации, ясность интерпретации, наглядность и т. д.). В главе 8 рассматриваются современные тенденции в этой области и вводится понятие систологического инжиниринга, как одного из подходов к семиотическому моделированию предметной области.

Языки семиотического моделирования [Осипов, 1988; Поспелов, 1986] как естественное развитие языков ситуационного управления являются, как нам кажется, первым приближением к языку инженерии знаний. Именно изменчивость и условность знаков делают семиотическую модель применимой к сложным сферам реальной человеческой деятельности. Поэтому главное на стадии концептуализации — сохранение естественной структуры поля знаний, а не выразительные возможности языка.

Традиционно семиотика включает (рис. 3.1):

• синтаксис (совокупность правил построения языка или отношения между знаками);

• семантику (связь между элементами языка и их значениями или отношения между знаками и реальностью);

• прагматику (отношения между знаками и их пользователями).

Рис. 3.1. Структура семиотики

3.1.2. Семиотическая модель поля знаний

Поле знаний Pz является некоторой семиотической моделью, которая может быть представлена как граф, рисунок, таблица, диаграмма, формула или текст в зависимости от вкуса инженера по знаниям и особенностей предметной области.

Особенности ПО могут оказать существенное влияние на форму и содержание компонентов структуры Pz.

Рассмотрим соответствующие компоненты Pz (рис. 3.2).

Синтаксис. Обобщенно синтаксическую структуру поля знаний можно представить как

П = (I,0,М),

где          I — структура исходных данных, подлежащих обработке и интерпретации в экспертной системе;

О — структура выходных данных, то есть результата работы системы;

М — операциональная модель предметной области, на основании которой происходит модификация I в О.

Рис. 3.2. Структура поля знаний

Включение компонентов I и О в Р обусловлено тем, что составляющие и структура этих интерфейсных компонентов имплицитно (то есть неявно) присутствуют в модели репрезентации в памяти эксперта. Операциональная модель М может быть представлена как совокупность концептуальной структуры Sk, отражающей понятийную структуру предметной области, и функциональной структуры Sf, моделирующей схему рассуждений эксперта:

М = (Sk, Sf).

Sk выступает как статическая, неизменная составляющая Р, в то время как Sf представляет динамическую, изменяемую составляющую.

Формирование Sk основано на выявлении понятийной структуры предметной области. Параграф 3.4. описывает достаточно универсальный алгоритм проведения концептуального анализа на основе модификации парадигмы структурного анализа [Yourdon, 1989] и построения иерархии понятий (так называемая «пирамида знаний»). Пример Sk и Sf представлен на рис. 3.3 и 3.4.

Структура Sf включает понятия предметной области А и моделирует основные функциональные связи RA или отношения между понятиями, образующими Sk. Эти связи отражают модель или стратегию принятия решения в выбранной ПО. Таким образом Sf образует стратегическую составляющую М. Семантика. Семантика, придающая определенное значение предложениям любого формального языка, определяется на некоторой области. Фактически это набор правил интерпретации предложений и формул языка. Семантика L должна быть композиционной, то есть значение предложения определяется как функция значений его составляющих.

Рис. 3.3. Концептуальная составляющая поля знаний