раздел 2
Комплексная модель представления знаний «Грамматика - Исчисление Предикатов -
Таблицы Решений»
2.1. Экспертная система, ориентированная на лингвистическое представление
решаемой задачи
Выбор модели представления знаний определяется теми задачами, которые должна
будет решать проектируемая ЭС. Поэтому рассмотрим процесс решения задачи и
структурную схему ЭС, ориентированной на анализ семантики состояния решаемой
задачи, выраженной естественно-языковой конструкцией (ЕЯК), с использованием
логических рассуждений в процессе решения.
Для начала опишем процесс решения задачи экспертом. Чтобы система могла
демонстрировать способности человека-эксперта, умеющего решать задачи в
некоторой конкретной ограниченной предметной области, необходимо смоделировать
действия, которые выполняет эксперт в ходе решения поставленной проблемы.
Проанализируем поведение эксперта при решении задачи.
Деятельность эксперта разбивается на несколько этапов:
- необходимо понять поступившую задачу, сформулированную на некотором входном
языке. Для этого из языковой структуры выделяется смысл языкового сообщения;
- анализируя смысл входного сообщения, на основе имеющихся у эксперта знаний в
данной предметной области, устанавливается наличие объектов и их свойств,
присутствующих в языковой формулировке задачи, т.е. сущности, а также связи
между этими сущностями;
- исходя из полученного набора сущностей и типов связей между ними, эксперт
выбирает необходимую для решения задачи пошаговую стратегию. При этом он знает,
как выполнить каждый шаг этой стратегии.
Эксперт должен:
- знать язык, на котором формулируется ЕЯК;
- понимать смысл, выраженный некоторой ЕЯК;
- осознать круг знаний, которыми он обладает;
- уметь извлекать знания, необходимые для решения некоторой задачи;
- уметь выбрать стратегию решения задачи, шаг решения в зависимости от
возникшей ситуации, выраженной ЕЯК;
- уметь выполнить шаг решения задачи.
На первом этапе работы эксперту необходимо понять задачу, сформулированную на
некотором языке, выделив при этом из языковой структуры смысл этого языкового
сообщения. Для этого он должен обладать знаниями о языке, на котором
формулируется задача. Лингвистические знания включают в себя лексику,
синтаксис, семантику. С помощью лексических знаний из входного сообщения
вычленяются известные словоформы (лексемы) и устанавливаются отдельные атрибуты
лексем. Синтаксические знания позволяют определить структуру языковой
конструкции, т.е. наличие и тип смысловых связей между отдельными лексемами. С
помощью семантических знаний определяется смысловая нагрузка лексем и
словосочетаний в зависимости от выявленных синтаксических связей. Необходимо
отметить, что для правильного процесса анализа входной языковой конструкции
требуется применение не только лингвистических знаний, но и знаний о предметной
области, поскольку из-за имеющейся многозначности лексем в языках, близких к
естественным, необходимы дополнительные средства разрешения возникающих
неопределенностей. С помощью знаний о предметной области, эксперт определяет
нужную семантическую нагрузку лексем и связей между ними. Таким образом,
эксперт получает правильный смысл входной языковой конструкции.
Так как начальной позицией работы эксперта, решающего задачу, является
расшифровка смысла некоторой языковой конструкции, в структуре ЭС первым
модулем является языковой процессор (ЯП), выполняющий ту же работу.
ЯП играет особую роль в рассматриваемой ЭС, поскольку от результатов его работы
зависит формирование рабочей БЗ. В данном случае роль ЯП не сводится к роли
интерфейса, передающего некоторую информацию, а трактуется гораздо шире, а сам
ЯП может рассматриваться как отдельная ЭС по распознаванию некоторого языка.
Обрабатывая языковую конструкцию L языковым процессором, получаем ее
семантический эквивалент S. Семантический эквивалент S языковой конструкции L
может быть представлен атрибутными синтаксическими деревьями, семантическими
функциями или любыми другими структурами, отражающими отношения между
сущностями в явном виде и позволяющие формальное манипулирование сущностями,
свойствами и отношениями. Получив S, и используя предметную БЗ, БЗ стратегий
решения задачи, ЭС на уровне формального вывода получает решение поставленной
задачи.
Предполагается, что задача формулируется в виде ЕЯК. Для определения смысла ЕЯК
используются не только языковые знания (морфология, синтаксис, семантика), но и
знания о предметной области. Если информации в ЕЯК и соответствующих БЗ
недостаточно, чтобы детерминировать смысл, обрабатывать все возможные смыслы
или выдавать соответствующую информацию, не обрабатывая такой смысл, выдавать
сообщения о недостаточности информации для решения задачи. В дальнейшем мы
полагаем, что смысл некоторой ЕЯК детерминирован. Результатом анализа является
сформированное атрибутное синтаксическое дерево (АСД). В качестве узлов этого
дерева фигурируют терминальные и нетерминальные символы атрибутной
КС-грамматики, использованной ЯП при анализе языковой конструкции. Узлы,
помеченные нетерминальными символами, имеют дополнительные атрибуты в
зависимости от спроектированной грамматики и атрибут–строку, в которую
помещается часть строки ЯК, соответствующая данному нетерминалу и определенная
в результате разбора данного нетерминала.
На основании полученного АСД, которое является семантическим эквивалентом
входной ЯК, можно определить содержащиеся в ней факты и выбрать необходимые для
осуществления шага решения знания и умения. Для этого необходимо осуществить
обход АСД и проанализировать полученные семантические отношения межд
- Київ+380960830922