РОЗДІЛ 2
МЕТОДИКА ФОРМУВАННЯ БАЗ ЗНАНЬ
ІНТЕЛЕКТУАЛЬНОГО ТРЕНАЖЕРА
Одним з перших і головних етапів проектування ІТ є формування БЗ. Цей етап
полягає у формалізації ПО, що відповідають кожній з підсистем, та опису їх на
відповідних мовах подання знань. Однією з базових проблем на цьому етапі є
вибір раціональної МПЗ [36 – 39]. Саме МПЗ визначає архітектуру, можливості й
властивості системи, а також методи набуття знань. Зрештою, саме вона визначає,
наскільки система може називатися інтелектуальною.
2.1. Аналіз методів і моделей подання знань
В основі подання знань [40] лежать поняття семіотики – науки про знакові
системи (штучні і природні мови). У семіотиці розрізняють такі розділи:
синтактику, що має справу зі структурою (синтаксисом) знакових систем;
семантику, що розглядає зміст (інтерпретацію) знакових систем (інакше кажучи,
відповідність знакової системи іншій знаковій системі); прагматику, що має
справу з цілеспрямованістю знакових систем. В основному методи обробки знань
характеризують їх семантику. Прагматика знань виражається в архітектурі системи
– особливостях реалізації методів подання й обробки знань, реалізації
інтерфейсів системи із зовнішнім світом.
З погляду глибини розрізняють екстенсіональні (конкретні, поверхневі) та
інтенсіональні (абстрактні, глибинні) знання.
Екстенсіональні знання являють собою факти про об'єкти реального світу.
Інтенсіональні знання являють собою правила, що зв'язують між собою факти або
закономірності реального світу.
Методи, що використовуються для подання знання, підрозділяються на декларативні
й процедурні.
Декларативні знання містять опис об'єктів і відносин між ними. Їхня
інтерпретація або обробка здійснюється програмами.
Процедурні знання містять у явному виді опис процедур, тобто є тими, що
самоінтерпретуються. У цих процедурах можуть бути запрограмовані дії, пов'язані
зі зміною ПО та її моделі в БЗ. При цьому поточний стан подається у вигляді
набору спеціалізованих процедур, що обробляють певну ділянку БЗ. Включення
семантики в БЗ дозволяє підвищити ефективність пошуку рішень. Але це
досягається ціною спеціалізації БЗ, її орієнтації на особливості завдань, що
розв’язуються. Процедурні знання поступаються декларативним у можливостях для
накопичення й корекції знань.
Найпоширенішими варіантами декларативного подання є семантичні мережі й фрейми.
Іноді говорять про реляційні БЗ, істотно не відрізняючи їх від відповідних баз
даних (БД).
За ступенем формалізації розрізняють логічні та евристичні методи подання
знань. Логічні методи можуть бути описані у вигляді формальної теорії
(системи)
, (2.1)
де – алфавіт, – формули-факти, – формули-аксіоми, – правила-виводу.
Приклади логічних методів подання знань:
* обрахування висловлень (логіка предикатів) 1-го порядку;
* різні псевдофізичні логіки;
* продукційні моделі подання знань.
Евристичні методи подання знань засновані на застосуванні ряду прийомів,
принципів або підходів для опису знань у зручному для розуміння людиною або
обробки комп'ютером вигляді. Прикладами таких методів є:
* семантичні мережі;
* фрейми;
* об’єктивно-орієнтовне подання.
Евристичні методи є більш високорівневими методами подання знань і, як правило,
можуть бути описані за допомогою якого-небудь логічного методу із втратою ряду
властивостей, наприклад, таких, як наочність, універсальність.
Трохи осторонь від логічних і евристичних методів подання й обробки знань
перебувають нейронні мережі. Їх, звичайно, не відносять до методів інженерії
знань, а розглядають у рамках нейрокібернетики. Їхньою принциповою відмінністю
від методів інженерії знань є те, що в них знання містяться не у
формалізованому й локалізованому вигляді, а у вигляді стану безлічі
нейроподібних елементів і розподілені між цими елементами.
Логіка предикатів першого порядку. Логіка предикатів є розвитком алгебри логіки
(або логіки висловлювань) [41, 42]. У логіці висловлювань для позначення фактів
використовуються букви (імена або ідентифікатори), що не мають структури і
приймають значення "1" або "0" ("так" або "ні"). У логіці предикатів факти
позначаються - арними логічними функціями – предикатами , де – ім'я предиката
й – аргументи предиката. Імена предикатів неподільні, тобто є так званими
атомами. Аргументи можуть бути атомами або функціями , де – ім'я функції, а так
само, як і аргументи предикатів, є змінними або константами ПО. У результаті
інтерпретації (по-іншому, конкретизації) предиката, аргументи приймають
значення констант із предметної області (рядків, чисел, структур тощо).
При записі формул (виразів), крім логічних зв'язок "кон’юнкція" , "диз'юнкція"
"заперечення" "проходження" ("імплікація") , запозичених з логіки висловлень, у
логіці предикатів використовуються квантори загальності та існування .
Логіка предикатів 1-го порядку відрізняється від логік вищих порядків тим, що в
ній заборонено використовувати вирази (формули) як аргументи предикатів.
Вирішення завдань у логіці предикатів зводиться до доказу цільового твердження
у вигляді формули або предиката (теореми) з використанням відомого твердження
(формули) або аксіоми.
До недоліків логіки предикатів 1-го порядку як методу надання знань можна
віднести таке:
* монотонність логічного виводу, тобто неможливість перегляду отриманих
проміжних результатів (вони вважаються фактами, а не гіпотезами);
* неможливість застосування як параметра предикатів інших предикатів, тобто
неможливість формулювання знань про знання;
* детермінованість логічного виводу, тобто відсутність можливості оперування з
нечіткими знаннями.
Теорія нечітких множин і нечітка логіка. В основі теорії нечітких множин лежить
інте
- Київ+380960830922