4. Модели процесса формализации знаний

В условиях информационной технологии процесс накоплена данных в информационной базе должен быть нацелен на формирование знаний. Особое значение этот процесс приобретает при решении неформализуемых задач, т. е. задач, которые не имеют формальных методов решения, описанных в соответствующей литературе. Тогда способность хранить, накапливать и формировать знания берет на себя ЭВМ, а способность применить знания в соот­ветствии с поставленной целью для решения требуемых задач воз­лагает на себя пользователь. Несмотря на значительное влияние на решение неформализуемых задач эвристической составляющей необходимо развитие технологии их решения в условиях использова­ния средств вычислительной техники и прежде всего персональных ЭВМ. Эта технология по существу представляет собой технологию автоформализации профессиональных знаний. В основе ее реализа­ции лежит модель представления знаний. Такая модель может быть выбрана на базе моделей имитации интеллектуальной (мыслитель­ной) деятельности человека, разработанных в теории искусственного интеллекта. К настоящему времени в искусственном интеллек­те разработано большое число моделей представления знаний. В ос­нове этих моделей лежит утверждение, что на «некотором глубоком уровне все типы представления знании эквивалентны между собой»

В идеологическом плане представить знания в ЭВМ — это зна­чит определить некоторые исходные нерасчленяемые объекты, пра­вила формирования на их основе новых объектов и в итоге получить описание знаний. Формальный способ описания и есть модель представления знаний. В качестве исходных нерасчленяемых объектов выступают значения данных. Отношения между данными определяют правила образования новых объектов. Выполняя от­дельные процедуры над отношениями между данными, структури­руют данные и формируют знания. Структуризация данных в форм­альной модели должна быть представлена в виде конкретного конструктивного процесса, различные интерпретации элементов этого процесса приводят к разным моделям представления. Исполь­зование знаний, хранимых в ЭВМ для решения конкретных задач, требует соответствия модели представления знаний и модели пред­ставления задач. В теории искусственного интеллекта получили применение различные представления знаний. Среди них прежде всего следует выделить продукционные модели, которые могут быть одновременно отнесены к декларативному и процедурному способам представления знаний. Подход к формализации знании в этих моделях осуществляется на базе представления нерасчленяемых объектов в виде букв. Множество букв объединяется в ал­фавит, конструктивный процесс реализуется путем написания и графического сопоставления отдельных слов, а также заменой вхождения одних слов в другие с помощью новых слов. Модель представ­ления задачи отображается здесь графом пространства состояний. Вершины графа — это состояние процесса поиска решения, ду­ги — это связи между состояниями. Если провести разметку вершин графа с помощью букв, то путь поиска решения представляет собой слово, состоящее из меток вершин графа. Конструктивный процесс определяется как последовательность подстановок, задава­емых продукциями. Если подграф графа состояний содержит лишь одну вершину, то эта вершина отображает элементарную задачу и для представления знаний можно воспользоваться редукционной моделью. В основе этой модели лежит сведение задачи к подзада­чам т. е. редукция. Эта модель отображается И-ИЛИ-графом, на основе которого задача разбивается на подзадачи. Если известно, что для решения необходимо использовать какой-либо один из выделенных подграфов, то дуги, входящие в вершины, называются дугами типа «ИЛИ» и отношение между вершинами определяется ИЛИ-структурой взаимосвязей подзадач. Если для решения задачи должно использоваться несколько выделенных подграфов, то дуги, входящие в вершины, определяющие эти задачи, помечаются в виде гипердуг типа «И», отношение между такими вершинами определя­ется в редукционной модели как И-структура взаимосвязей подза­дач. Наличие двух типов взаимосвязей, т. е, типов «ИЛИ», «И», позволяет представлять граф пространства состояния в виде дерева без циклов. Таким образом, сведение задачи к подзадачам на основе формального представления процесса поиска решений в виде И-ИЛИ-графа реализует конструктивный процесс также на основе подстановки различных символов.