Лекция №1
Основные определения и понятия
Учебная дисциплина «Представление знаний (ПЗ)» - тесно связана с теорией информации и имеет своей целью: сформулировать правила описания и вывода новых знаний из уже имеющихся знаний, оформленных в виде аксиом, редактировать знания и аксиомы, а главное сохранить накопленные знания на различных носителях. Итак, цель дисциплины – изучение способов фиксирования и накопления знаний.
ПРЕДСТАВЛЕНИЕ ЗНАНИЙ - есть процесс, конечная цель которого - представление информации (семантического смысла) в виде информационных сообщений (синтаксических форм). А именно, фраз устной речи, предложений письменной речи, страниц книги, понятий справочника, объектов географической карты, кадров фильма, персонажей картины и т.п.
Для того чтобы передать или принять информацию, необходимо пользоваться некоторой конструктивной системой правил для их представления и восприятия (прагматического смысла). Назовем такую систему правил формализмом.
Человек пользуется естественным формализмом – языком и письменностью. Язык, языковые конструкции развиваются благодаря тому, что человеческие знания постоянно нуждаются в языковом представлении, выражении, сжатии, хранении, обмене. Мысль, которую нельзя выразить в языковой конструкции, не может быть включена в информационный обмен. Язык и письменность – основные формы представления знаний.
Чем многообразнее язык народа, чем больше знаний он может отражать, тем богаче культура народа. В то же время, предложения и слова языка должны иметь однозначный семантический смысл. В решении проблемы формализации процесса представления знаний, особую роль играет язык математики как язык наук (не только точных, но и гуманитарных), основа изложения системы знаний в естественных науках.
Свой язык имеют химия, физика, экономика, информатика и.т.д. Языки наук часто пересекаются и обогащаются при исследовании междисциплинарных проблем.
Перечислим главные направления развития языка науки:
создание и использование типовых, "стандартных" форм изложения;
хранение знаний в сжатой форме;
ликвидация полисемии (смысловой многозначности) естественного языка.
Хотя, полисемия, обогащая естественный язык, делая его богаче и выразительнее, тем не менее, является в информационном обмене источником семантического шума, смысловой неоднозначности, а часто – и алогичности, неалгебраичности.
Информация – это поток событий или данных, который может быть обработан (воспринят, зарегистрирован или передан) с помощью некоторых правил (синтаксиса знаков, символов, образов, жестов, звуков, сенсорно-чувствительных приборов).
Данные - синтаксические сигналы или образы, актуализируемые с помощью некоторого источника, которые не содержат семантического смысла.
Знания – достоверная информация, проверенная на практике, обеспечивающая достижение любой цели посредством изучения структуры и связей познаваемого объекта, процесса или явления.
Информация (от лат. « informatio » – разъяснение, изложение) – это любые сведения о каком-либо событии (сообщения, данные, знания, абстракции, рисунки, схемы и т.п.). Какую информацию несут теории?
Примеры. Термодинамика: отражение меры хаоса (беспорядка). Философия: отражение материи, атрибут сознания, интеллектуальности. Теория информации: связи и отношения, устраняющие неопределённость. Кибернетика: управление через сообщения. Математика: любая сущность (переменная), изменяющая систему. Теория вероятностей: вероятность выбора.
Информация, таким образом, может быть представлена как кортеж A = < X, Y, f >, где Х – сведения о предметной области; множество Y – сообщения, отражающие эти сведения;
f – закон (правило) их актуализации Такие задачи люди решают ежедневно, однако часто правило f порой нельзя отыскать или построить явно. В этом случае приходится обходить искомый закон, сначала кодируя Х по правилу r, заменяя сведения Х на Х*, актуализируют их по закону f* и получают сообщения Y*. И, наконец, декодируют сообщение Y* в искомое сообщение Y по правилу g.
Информация – содержание сообщения. Сообщение – форма проявления или актуализации информации. Информация всегда имеет носитель. Актуализация информации связана с тем или иным носителем и может быть искажена.
Пример. Сведения о сути товара могут быть изложены в рекламе. При этом соответствие этой рекламы действительности может и не выполняться.
При поиске наиболее удобных, рациональных средств и форм информационного обмена человек чаще всего сталкивается с проблемой компактного, однозначного и достаточно полного представления знаний. Можно условно классифицировать знания в предметной области на понятийные, конструктивные, процедурные, фактографические знания и метазнания (5 классов). Понятийные знания - набор понятий, используемых при решении данной задачи, например, в фундаментальных науках и теоретических областях наук, т.е. это термины языка науки. Конструктивные знания - наборы структур, схем и взаимодействий между их элементами, например, в технике. Процедурные знания - методы, процедуры (алгоритмы) их реализации и идентификации, например, в прикладных науках. Фактографические - количественные и качественные характеристики объектов и явлений, например, в экспериментальных науках. Метазнания - знания о порядке и правилах применения знаний (знания о знаниях) без связи с реальной действительностью.
1.2. Методы получения и применения информации
Теория познания – это процесс интеграции информационных ресурсов, начиная с простых чувственных восприятий и до сложных аксиоматических и абстрактных теорий. Структура процесса познания объекта или явления, а также методы получения и применения информации представлены на рис.1.2:
- эмпирические (наблюдение, сравнение, измерение, эксперимент, беседа, опрос, тестирование, интервью);
- теоретические знания (построение теорий);
- эмпирико-теоретические (сочетание теории с экспериментом).
Наблюдение – это древнейший метод познания, который заключается в сборе первичной информации. Общая процедура наблюдения складывается из следующих процессов:
постановка задачи и цели (для чего, с какой целью?);
выбор объекта, предмета и ситуации (что наблюдать?);
выбор способа наблюдения, наименее влияющего на исследуемый объект и наиболее обеспечивающего сбор необходимой информации (как наблюдать?);
в
ыбор
способа регистрации наблюдаемого (как
вести записи);
обработка и интерпретация полученной информации (каков результат?).
Наблюдение входит составной частью и в два других метода – беседу и эксперимент. БЕСЕДА как психологический метод предполагает прямое или косвенное, устное или письменное получение от изучаемого сведений о его деятельности, в которой объективируются свойственные ему психологические явления. ИНТЕРВЬЮ – вид беседы, во время которой ставится задача получить ответы опрашиваемого на определённые, обычно заранее приготовленные вопросы. АНКЕТИРОВАНИЕ – это разновидность интервью, когда вопросы и ответы представляются в письменной форме.
ЭКСПЕРИМЕНТ – как метод научного познания отличается от наблюдения тем, что для исследования создаётся специальная ситуация (схема). Изучаемый объект, явление, система или субъект подвергается воздействию некоторых переменных, которые изменяются по некоторой программе. Экспериментатор фиксирует и регистрирует как изменение переменных, так и показателей реакций на них изучаемого объекта. Затем в анализе устанавливается зависимость между воздействием и реакцией, выводится математическое соотношение. Эксперимент – это теория в действии. Эксперимент – целенаправленное преобразование системы для изучения свойств системы.
Сравнение – установление общего и различного. Измерение – регистрация свойств и параметров. ТЕСТИРОВАНИЕ – оценка уровня знаний, констатация успешности деятельности, выявление способностей человека к той или иной деятельности.
Итак, процесс познания можно представить так. Это иерархическая система актуализации информации, в которой знания на каждом следующем уровне иерархии являются интегральным результатом актуализации знаний на предыдущем уровне. Процесс интеграции информационных ресурсов, получаемых с помощью простого чувственного восприятия и до сложных аксиоматических и абстрактных теорий.
Рис. 1.2. Структура процесса познания объекта или явления
Лекция №2
Представление знаний как основное звено процесса народного образования страны