Лекція-8.
Теоретичні аспекти інженерії знань
Поле знань
Стратегії одержання знань
Теоретичні аспекти витягу знань
Теоретичні аспекти структурування знань
8.1. Поле знань
Поле знань – це умовний неформальний опис основних понять і взаємозв,язків між поняттями предметної області, виявлених із системи знань експерта, у виді графа, діаграми, чи таблиці тексту.
8.1.1. Про мову опису поля знань
Поле знань Рz формується на третій стадії розробки ЕС – стадії структурування.
Поле знань, як перший крок до формалізації, представляє модель знань про предметну області, у тім виді, у якому її зумів виразити аналітик на деякій “своїй” мові. Назвемо цю мову L і розглянемо його бажані властивості, з огляду на те, що стандарту цієї мови поки не існує, а кожний інженер по знаннях змушений сам його винаходити.
По-перше, як і в мові будь-якої науки, у ній повинно бути якнайменше неточностей, властивим повсякденним мовам. Частково точність досягається більш строгим визначенням понять. Ідеалом точності, звичайно, є мова математики. Мова L, видимо, займає проміжне положення між нормальною мовою і мовою математики.
По-друге, бажано не використовувати в ній термінів інших наук в іншому, тобто новому, змісті. Це викликає непорозуміння.
По-третє, мова L, видимо, буде або символьною мовою, або мовою графічною (схеми, малюнки, піктограми).
При виборі мови опису поля знань не слід забувати, що на стадії формалізації необхідно її замінити на машинно-реалізовану мову представлення знань (MПЗ), вибір якої залежить від структури поля знань.
Традиційно семіотика включає (мал. 3.1):
синтаксис (сукупність правил побудови чи мови відносини між знаками);
cемантику (зв'язок між елементами мови і їхніми значеннями чи відношеннями між знаками і реальністю);
прагматику (відношеннями між знаками і їхніми користувачами).
Мал. 3.1. Структура семіотики
8.1.2. Семіотична модель поля знань
Поле знань Рz є деякою семіотичною моделлю, що може бути представлена як граф, малюнок, таблиця, діаграма, формула чи текст у залежності від смаку інженера по знаннях і особливостей предметної області. Особливості ПО можуть уплинути на форму і зміст компонентів структури Рz.
Розглянемо відповідні компоненти Рz (мал. 3.2).
Мал. 3.2. Структура поля знань
Синтаксис. Узагальнено синтаксичну структуру поля знань можна представити як
P = (I,O,M),
де I – структура вхідних даних, підлягаючих обробці й інтерпретації в експертній системі;
О – структура вихідних даних, тобто результату роботи системи;
М – операційна модель предметної області, на підставі якої відбувається модифікація I у O.
Включення компонентів I і O у Р обумовлено тим, що складові і структура цих інтерфейсних компонентів імпліцитно (тобто неявно) присутні в моделі репрезентації в пам'яті експерта. Операційна модель М може бути представлена як сукупність концептуальної структури Sk, що відбиває понятійну структуру предметної області, і функціональної структури Sf моделюючої схему міркувань експерта:
М = (Sk,Sf).
Sk виступає як статична, незмінна складова Р, у той час як Sf представляє динамічну, змінювану складову.
Мал. 3.4. Функціональна складова поля знань
Семантика. Семантика, що додає визначене значення пропозиціям любої формальної мови, визначається на деякій області. Фактично це набір правил інтерпретації пропозицій і формул мови. Семантика L повинна бути композиційною, тобто значення пропозиції визначається як функція значень його складових.
Семантика мови L залежить від особливостей предметної області, вона має властивість поліморфізму, тобто ті самі оператори мови в різних задачах можуть мати свої особливості.
Семантику поля знань Рz можна розглядати на двох рівнях. На першому рівні Ріzg є семантична модель знань експерта і про деяку предметну область Оg На другому рівні будь-яке поле знань Рz є моделлю деяких знань, і, отже, можна говорити про зміст його як деякого дзеркала дійсності. Розглядати перший рівень у відриві від конкретної області недоцільно, тому зупинимося докладніше на другому.
Прагматика. У якості прагматичної складової семіотичної моделі варто розглядати технології проведення структурного аналізу ПО, користуючись яким інженер по знаннях може сформувати Рz за результатами стадії витягу знань.
Таким чином, під прагматикою будемо розуміти практичні аспекти розробки і використання поля, тобто як від хаосу чернеток і стенограм сеансів витягу знань перейти до стрункої чи хоча б ясної моделі.