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 S_k, отражающей понятийную структуру предметной области, и функциональной структуры S_f, моделирующей схему рассуждений эксперта:

 

М = (S_k, S_f).

 

S_k выступает как статическая, неизменная составляющая Р, в то время как S_f представляет динамическую, изменяемую составляющую.

Формирование S_k 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 S_k и S_f представлен на рис. 3.3 и 3.4.

Структура S_f включает понятия предметной области А и моделирует основные функциональные связи R_A или отношения между понятиями, образующими S_k. Эти связи отражают модель или стратегию принятия решения в выбранной ПО. Таким образом S_f 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

 

Рис. 3.4.Функциональная составляющая поля знаний

 

Семантика языка L зависит от особенностей предметной области, она обладает свойством полиморфизма, то есть одни и те же операторы языка в разных задачах могут иметь свои особенности.

Семантику поля знаний Pz можно рассматривать на двух уровнях. На первом уровне Pⁱ_Zg есть семантическая модель знаний эксперта i о некоторой предметной области O_g. На втором уровне любое поле знаний Pz является моделью некоторых знаний, и, следовательно, можно говорить о смысле его как некоторого зеркала действительности. Рассматривать первый уровень в отрыве от конкретной области нецелесообразно, поэтому остановимся подробнее на втором. Схему, отображающую отношения между реальной действительностью и полем знаний, можно представить так, как показано на рис. 3.5.

Рис. 3.5.«Испорченный телефон» при формировании поля знаний

 

Как следует из рисунка, поле Pⁱ_Zg — это результат, полученный «после 4-й трансляции» (если говорить на языке информатики).

• 1-я трансляция (I_i) — это восприятие и интерпретация действительности Опредметной области gi-м экспертом. В результате I_i в памяти эксперта образуется модель M_gi как семантическая репрезентация действительности и его личного опыта по работе с ней.

• 2-я трансляция (V_i) — это вербализация опыта i-го эксперта, когда он пытается объяснить свои рассуждения S_i и передать свои знания Z_i инженеру по знаниям. В результате V_iобразуется либо текст T_i,либо речевое сообщение C_i

• 3-я трансляция (I_i) — это восприятие и интерпретация сообщений T_iили С_i j-м инженером по знаниям. В результате в памяти инженера по знаниям образуется модель мира M_gi.

• 4-я трансляция (К_j) — это кодирование и вербализация модели M_gi в форме поля знаний P^ij_Zg.

Более всего эта схема напоминает детскую игру в «испорченный телефон»; перед инженером по знаниям стоит труднейшая задача — добиться максимального соответствия M_gi и P^ij_Zg. У читателей не должно возникать иллюзий, что P_Zg отображает O_s. Ни в коем случае, ведь знания — вещь сугубо авторизованная, следовало бы на каждой ЭС ставить четкий ярлык i-j, то есть «база знаний эксперта i в понимании инженера по знаниям j». Стоит заменить, например, инженера по знаниям j на h, и получится совсем другая картина.

 

Пример 3.1

Приведем пример влияния субъективных взглядов эксперта на M_gi и V_i. Реальность (О_g): два человека прибегают на вокзал за 2 минуты до отхода поезда. В кассы — очередь. В автоматических кассах свободно, но ни у того, ни у другого нет мелочи. Следующий поезд через 40 минут. Оба опаздывают на важную встречу.

Интерпретация 1-го эксперта (I₁): нельзя приходить на вокзал менее чем за 10 минут. Интерпретация 2-го эксперта (I₂): надо всегда иметь мелочь в кармане.

Вербализация 1-го эксперта (V1): опоздал к нужному поезду, так как не рассчитал время.

Вербализация 2-го эксперта (V₂): опоздал, так как на вокзале неразбериха, в кассах толпа.

Последующие трансляции еще больше будут искажать и видоизменять модель, но теперь уже с учетом субъективного восприятия инженеров по знаниям.

Таким образом, если считать поле знаний смысловой (семантической) моделью предметной области, то эта модель дважды субъективна. И если модель M_gi (см. рис. 3.5) —. это усеченное отображение O_g, то само Pz — лишь отблеск M_gi через призму V_i и M_gi.

 

Прагматика. В качестве прагматической составляющей семиотической модели следует рассматривать технологии проведения структурного анализа ПО, пользуясь которым инженер по знаниям может сформировать Pz по результатам стадии извлечения знаний.

Таким образом, под прагматикой будем понимать практические аспекты разработки и использования поля, то есть как от хаоса черновиков и стенограмм сеансов извлечения знаний перейти к стройной или хотя бы ясной модели.

Подробнее эти вопросы освещены в параграфах 3.4. и 4.4. Однако поле знаний, несмотря на все старания инженера по знаниям и эксперта, всегда будут лишь бледным отпечатком реально существующей предметной области, ведь окружающий нас мир так изменчив, сложен и многообразен, а то, что хранится в нашем сознании, так плохо поддается вербализации. Тем не менее с точки зрения научной методологии без продуманного, четкого и красивого поля знаний не может идти и речи о создании базы знаний промышленной ЭС.

Пирамида» знаний

 

Иерархичность понятийной структуры сознания подчеркивается в работах многих психологов [Брунер, 1971; Веккер, 1976]. Поле знаний можно стратифицировать, то есть рассматривать на различных уровнях абстракции понятий. В «пирамиде знаний» каждый следующий уровень служит для восхождения на новую ступень обобщения и углубления знаний в предметной области. Таким образом, возможно наличие нескольких уровней понятийной структуры S_k Представляется целесообразным связать это с глубиной профессионального опыта (например, как в системе АВТАНТЕСТ [Гаврилова, Червинская, 1992]) или с уровнем иерархии в структурной лестнице организации (рис. 4.12 главы 4). Естественно, что и стратегии принятия решений, то есть функциональные структуры S_f, на различных уровнях будут существенно отличаться. Если попытаться дать математическую интерпретацию уровней пирамиды знаний U = (U,, U₂, U₃,..., U_n), то наиболее прозрачным является понятие гомоморфизма — отображения некоторой системы Е, сохраняющего основные операции и основные отношения этой системы. Пусть

 

E = (E₁(o_i: I Î l), (r_j: j Î J))

 

некоторая система с основными понятиями o_i; i Î I и основными отношениями г_j; j Î J.

Гомоморфизмом системы Е в однотипную ей систему Е':

 

E' = (E',(o'_I : i Î I), (r'_j : j Î J)),

 

называется отображение

Ф: Е Þ Е',

 

удовлетворяющее следующим двум условиям:

 

Ф(o_i (е1..., e_nj)) = о_i'(Ф (е1),..., Ф (e_nj));

 

(е₁.... e_m) Î r_j Þ (Ф (е₁),..., Ф (e_m) Î r¢_j.

Для всех элементов е₁,..., е_m из Е и всех i Î I, j Î J.

Согласно введенным обозначениям уровни пирамиды суть гомоморфизмы моделей (то есть понятий и отношений) предметной области

 

Ф: М Þ М',

 

где М = (A, R, S); М' = (A', R', S'), А' — мета-понятия, или понятия более высокого уровня абстракции; R' — мета-отношения; S' — мета-стратегии. Восходя по ступеням пирамиды, мы получаем систему гомоморфизмов, что соответствует результатам, полученным в когнитивной психологии об уменьшении размерности семантического пространства памяти с увеличением опыта экспертов.

⇐ Предыдущая6789101112131415Следующая ⇒

Поделиться:

Воспользуйтесь поиском по сайту: