6. Данные и знания. Основные понятия.

Данные и знания

При изучении интеллектуальных информационных систем традиционно возникает вопрос – что такте знания и чем же они отличаются от обычных данных.

Данные – отдельные факты, характеризующие объекты, процессы и явления в предметной области, а также их свойства.

При обработке на машине данные трансформируются, условно проходя следующие этапы:

0. D1 – данные как результат измерений и наблюдений;

1. D2 – данные на материальных носителях информации (словари-справочники, отчеты, протоколы, таблицы и т.д.);

2. D3 – модели (структуры) данных в виде диаграмм, графиков, функций;

3. D4 - данные в компьютере на языке описания данных;

4. D5 – базы данных на машинных носителях информации.

Знания основаны на данных, полученных эмпирическим путем. Это результат мыслительной деятельности человека, направленной на обобщение опыта, полученного в результате практической деятельности.

Знания – это закономерности предметной области (принципы, связи, законы), полученные в результате практической деятельности и профессионального опыта, позволяющие специалистам ставить и решать задачи в этой области.

При обработке на компьютере знания трансформируются аналогично данным:

1. Z1 – знания в памяти человека как результат мышления;

2. Z2 – материальные носители знаний (книги);

3. Z3 – поле знаний – условное описание основных объектов предметной области, их атрибутов и связывающих их закономерностей;

4. Z4 – знания, описанные на языках представления знаний (продукционные языки, семантические сети, фреймы);

5. Z5 – база знаний на машинных носителях информации.

Таким образом, знания – хорошо структурированные данные, или данные о данных.

Для хранения данных используются базы данных, характеризуемые большим объемом и относительно небольшой стоимостью хранения информации, а для хранения знаний – базы знаний, характеризуемые небольшим объемом и исключительной дороговизной информационных массивов. База знаний – основа любой интеллектуальной информационной системы.

Традиционно знания классифицируются по категориям:

0. поверхностные – знания о видимых взаимосвязях между отдельными событиями и фактами в предметной области. (Кнопка звонка).

1. глубинные – абстракции, аналогии, схемы, отображающие структуру и природу процессов, протекающих в предметной области. Эти знания объясняют явления и могут использоваться для прогнозирования поведения объектов. (устройство звонка).

Современные интеллектуальные информационные системы в основном работают с поверхностными знаниями, что связано с отсутствием универсальных методик, позволяющих выделять глубинные структуры знаний и работать с ними.

Помимо этой классификации, знания делят на процедурные и декларативные. Исторически первыми были процедурные знания, т.е. знания, представленные алгоритмами, которые управляли данными. Для изменения технологии управления данными требовалось внесение изменений в программу. Однако появление новых структур данных (таблиц, списков, абстрактных типов данных) все больше смещало акцент в сторону декларативности знаний. Сегодня знания приобрели чисто декларативную форму, т.е. знаниями считаются предложения, записанные на языках представления знаний, приближенных к естественному и понятных внешним пользователям.

7. Системы, основанные на знаниях. Экспертные системы.

   Экспертная система – это программа, которая ведет себя подобно эксперту в некоторой проблемной области. Она должна иметь способность к объяснению своих решений и тех рассуждений, на основе которых эти решения были приняты.

Экспертные системы должны решать задачи, требующие определенных знаний, поэтому они должны обладать этими знаниями. Поэтому их также называют системами, основанными на знаниях. Экспертные системы должны также иметь способность работать в условиях неопределенности. При разработке ЭС принято делить ее на три основных модуля:

База знаний содержит знания, относящиеся к конкретной прикладной области, в том числе отдельные факты, правила описывающие отношения и явления, а также методы и идеи по решению задач.

Машина логического вывода умеет активно использовать информацию, содержащуюся в базе знаний.

Интерфейс с пользователем отвечает за обмен информацией между пользователем и системой.

Принято рассматривать машину вывода и интерфейс как один модуль, называемый оболочкой.

Системы ИИ (системы искусственного интеллекта)- демонстрируют интеллектуальное поведение.

Системы основанные на знаниях используют декларативные (явные) знания, отделенные от остальной части системы

Экспертные системы используют экспертные знания для решения сложных задач выбранной предметной области

Экспертные системы- сложные программные комплексы, аккумулирующие знания экспертов в конкретных предметных областях и тиражирующие этот эмпирический опыт для консультации менее квалифицированных пользователей.