39. Нечеткие множества.

"Человеческая логика" - это интеллектуальная модель с нечеткой структурой - в этом ее отличие от строгой логики. Более точно следует сказать, что исследователи логического направления ищут пути логического решения (в малой модели) задач, поставленных исследователями нелогического направления, и постепенно расширяют рамки логики. Примерами тому являются модальная логика, многозначная логика и т.п. В 80-х гг. было пересмотрено отношение к преимуществам и значимости логических методов, и они в различных формах стали применяться в нелогических моделях представления знаний. Это обусловлено, с одной стороны, необходимостью в точном представлении знаний, а с другой - ставшими очевидными пределами традиционных систем знаний, чрезмерно тяготеющих к эвристике.

Логическая модель – это модель представления знаний, в основе которой лежит формальная система.

Формальной системой – называют множество абстрактных объектов, для которых определены правила манипулирования без учета семантики.

Процесс обработки нечетких правил вывода в экспертной системе состоит из 4-х этапов:

1. Вычисление степени истинности левых частей правил – определение степени принадлежности входных значений к нечетким подмножествам.

2. Модификация нечетких подмножеств указанных в правых частях правил вывода в соответствии со значениями истинности полученными на 1-ом этапе.

3. Объединение или суперпозиция модифицированных подмножеств.

4. Скаляризация результата суперпозиции – переход от нечетких подмножеств к скалярным значениям.

Свойства нечетких систем помогающие решить сложные задачи:

1. Все правила выполняются параллельно, на основе параллельных вычислительных систем.

2. Нечеткие модели способны представлять суперпозиции состояний.

3. Нечеткие модели способны объединять конфликтующие мнения экспертов.

40. Онтологии. Основные понятия и типы онтологий.

Онтология - это точная спецификация некоторой предметной области. Формальное и декларативное представление, которое включает словарь (или имена) указателей на термины предметной области и логические выражения, которые описывают, что эти термины означают, как они соотносятся друг с другом, и как они могут или не могут быть связаны друг с другом.

Неформально онтология состоит из терминов и правил использования этих терминов, ограничивающих их значения в рамках конкретной области. На формальном же уровне, онтология это система, состоящая из набора понятий и набора утверждений об этих понятиях, на основе которых можно строить классы, объекты, отношения, функции и теории.

Поскольку в каждой области могут существовать различные понимания одних и тех же терминов, онтология определяет соглашение о значении терминов и является посредником между человеко- и машинно-ориентированным уровнем представления информации. Онтология существует в рамках договоренностей между членами сообщества, например, между пользователями некоторой информационной системы.

Для онтологий характерны две особенности: они могут быть множественными (составными), в которых различаются представления контекста одного и того же домена, а могут идентифицировать абстрактные уровни онтологий (быть уровнем выше других онтологий). Что касается второго случая, то возможно идентифицировать несколько уровней абстракции, на каждом из которых могут быть определены онтологии. Например, в области каждой научной дисциплины можно определить онтологии, еще уровнем выше можно описать онтологии научных областей, находящихся на стыке отдельных научных дисциплин. Еще выше поставим онтологию научной дисциплины вообще. Следующим уровнем абстракции мы поставим общие категории структур знаний. Такого рода обобщение приводит к необходимости различать виды онтологий, чтобы организовывать их в библиотеки онтологий.

Типы онтологий:

• Предметно-ориентированная онтология специфична для определенного типа артефактов. Примером может служить онтология для кораблей, нефтяных платформ, электрических цепей. Онтология предметной области обобщает понятия, использующиеся в некоторых задачах домена, абстрагируясь от самих задач. Так онтология предметной области для конструирования кораблей должна быть независима от любых видов прикладных задач.

• Онтология, ориентированная на задачу - это обычно онтология, используемая приложением. Она содержит термины, которые мы используем при разработке системы прикладных программ выполняющих задачу. Она может отражать специфику приложения, а может также содержать некоторые общие характеристики. Часто нужно определить, как понять значение частей онтологии задачи для их повторного использования, и как построить часть онтологии задачи из существующей предметно-ориентированной онтологии.

• Базовая техническая онтология описывает общие характеристики артефактов. Базовая техническая онтология обычно определяет знание, связанное c видами физических процессов: струя, тепло, энергия, мощность, электричество.

• Обобщающая онтология описывает категории - понятия верхнего уровня. Это базовый механизм "разделения мира". Она связана с понятиями из онтологии (в философском смысле), например Аристотеля. Пример: такие понятия как физические, функциональные, поведенческие, отношение "часть-целое".