
- •1. Введение в интеллектуальные системы.................................................................7
- •2. Разработка систем, основанных на знаниях ........................................................36
- •3. Теоретические аспекты инженерии знаний..........................................................55
- •4. Технологии инженерии знаний.............................................................................. 95
- •5. Новые тенденции и прикладные аспекты
- •6. Программный инструментарий разработки систем, основанных на знаниях............................................................................................................................194
- •7. Пример разработки системы, основанной на знаниях ................................….226
- •8. Представление данных и знаний в Интернете...................................................257
- •9. Интеллектуальные Интернет-технологии..........................................................300
- •1. Введение в интеллектуальные системы
- •1.1. Краткая история искусственного интеллекта
- •1.1.1. Предыстория
- •1.1.2. Зарождение нейрокибернетики
- •1.1.3. От кибернетики «черного ящика» к ии
- •1.1.4. История искусственного интеллекта в России
- •1.2. Основные направления исследований в области искусственного интеллекта
- •1.2.1. Представление знаний и разработка систем, основанных на знаниях (knowledge-based systems)
- •1.2.2. Программное обеспечение систем ии (software engineering for Al)
- •1.2.3. Разработка естественно-языковых интерфейсов и машинный перевод (natural language processing)
- •1.2.4. Интеллектуальные роботы (robotics)
- •1.2.5. Обучение и самообучение (machine learning)
- •1.2.6. Распознавание образов (pattern recognition)
- •1.2.7. Новые архитектуры компьютеров (new hardware platforms and architectures)
- •1.2.8. Игры и машинное творчество
- •1.2.9. Другие направления
- •1.3. Представление знаний и вывод на знаниях
- •1.3.1. Данные и знания
- •1.3.2. Модели представления знаний
- •1.3.3. Вывод на знаниях
- •1.4. Нечеткие знания
- •1.4.1. Основы теории нечетких множеств
- •123456789 10 Рис. 1.7. Формирование нечетких множеств
- •1.4.2. Операции с нечеткими знаниями
- •1.5. Прикладные интеллектуальные системы
- •2. Разработка систем, основанных на знаниях
- •2.1. Введение в экспертные системы. Определение и структура
- •2.2. Классификация систем, основанных на знаниях
- •2.2.1. Классификация по решаемой задаче
- •2.2.2. Классификация по связи с реальным временем
- •2.2.3. Классификация по типу эвм
- •2.2.4. Классификация по степени интеграции с другими программами
- •2.3. Коллектив разработчиков
- •2.4. Технология проектирования и разработки
- •2.4.1. Проблемы разработки промышленных эс
- •2.4.2. Выбор подходящей проблемы
- •2.4.3. Технология быстрого прототипирования
- •2.4.4. Развитие прототипа до промышленной эс
- •2.4.5. Оценка системы
- •2.4.6. Стыковка системы
- •2.4.7. Поддержка системы
- •3. Теоретические аспекты инженерии знаний
- •3.1. Поле знаний
- •3.1.1. О языке описания поля знаний
- •3.1.2. Семиотическая модель поля знаний
- •3.1.3. «Пирамида» знаний
- •3.2. Стратегии получения знаний
- •3.3. Теоретические аспекты извлечения знаний
- •3.3.1. Психологический аспект
- •3.3.2. Лингвистический аспект
- •3.3.3. Гносеологический аспект извлечения знаний
- •3.4. Теоретические аспекты структурирования знаний
- •3.4.1. Историческая справка
- •3.4.2. Иерархический подход
- •3.4.3. Традиционные методологии структурирования
- •3.4.4. Объектно-структурный подход (осп)
- •4. Технологии инженерии знаний
- •4.1. Классификация методов практического извлечения знаний
- •4.2. Коммуникативные методы
- •4.2.1. Пассивные методы
- •4.2.2. Активные индивидуальные методы
- •4.2.3. Активные групповые методы
- •4.3. Текстологические методы
- •4.4. Простейшие методы структурирования
- •4.4.1. Алгоритм для «чайников»
- •4.4.2. Специальные методы структурирования
- •4.5. Состояние и перспективы автоматизированного приобретения знаний
- •4.5.1. Эволюция систем приобретения знаний
- •4.5.2. Современное состояние
- •4.6. Примеры методов и систем приобретения знаний
- •4.6.1. Автоматизированное структурированное интервью
- •4.6.2. Имитация консультаций
- •4.6.3. Интегрированные среды приобретения знаний
- •4.6.4. Приобретение знаний из текстов
- •5. Новые тенденции и прикладные аспекты инженерии знаний
- •5.1. Латентные структуры знаний и психосемантика
- •5.1.1. Семантические пространства
- •5.1.2. Методы многомерного шкалирования
- •5.1.3. Использование метафор для выявления «скрытых» структур знаний
- •5.2. Метод репертуарных решеток
- •5.2.1. Основные понятия
- •5.2.2. Методы выявления конструктов Метод минимального контекста
- •5.2.3. Анализ репертуарных решеток
- •5.2.4. Автоматизированные методы
- •5.3. Управление знаниями
- •5.3.1. Что такое «управление знаниями»
- •5.3.2. Управление знаниям и корпоративная память
- •5.3.3. Системы omis
- •5.3.4. Особенности разработки omis
- •5.4. Визуальное проектирование баз знаний как инструмент познания
- •5.4.1. От понятийных карт к семантическим сетям
- •5.4.2. База знаний как познавательный инструмент
- •5.5. Проектирование гипермедиа бд и адаптивных обучающих систем
- •5.5.1. Гипертекстовые системы
- •5.5.2. От мультимедиа к гипермедиа
- •5.5.3. На пути к адаптивным обучающим системам
- •6. Программный инструментарий разработки систем, основанных на знаниях
- •6.1. Технологии разработки программного обеспечения - цели, принципы, парадигмы
- •6.1.1. Основные понятия процесса разработки программного обеспечения (по)
- •6.1.2. Модели процесса разработки по
- •6.1.3. Инструментальные средства поддержки разработки систем по
- •6.2. Методологии создания и модели
- •6.3. Языки программирования для ии и языки представления знаний
- •6.4. Инструментальные пакеты для ии
- •6.5. WorkBench-системы
- •7. Пример разработки системы, основанной на знаниях
- •7.1. Продукционно-фреймовый япз pilot/2
- •7.1.1. Структура пилот-программ и управление выводом
- •7.1.2. Декларативное представление данных и знаний
- •7.1.3. Процедурные средства языка
- •7.2. Психодиагностика – пример предметной области для построения экспертных систем
- •7.2.1. Особенности предметной области
- •7.2.2. Батарея психодиагностических эс «Ориентир»
- •7.3. Разработка и реализация
- •7.3.1. Архитектура системы и ее база знаний
- •7.3.2. Общение с пользователем и опрос испытуемых
- •7.3.3. Вывод портретов и генерация их текстовых представлений
- •7.3.4. Помощь и объяснения в эс «Cattell»
- •8. Представление данных и знаний в Интернете
- •8.1. Язык html и представление знаний 8.1.1. Историческая справка
- •8.1.2. Html - язык гипертекстовой разметки Интернет-документов
- •8.1.3. Возможности представления знаний на базе языка html
- •8.2. Онтологии и онтологические системы
- •8.2.1. Основные определения
- •8.2.2. Модели онтологии и онтологической системы
- •8.2.3. Методологии создания и «жизненный цикл» онтологий
- •8.2.4. Примеры онтологий
- •8.3. Системы и средства представления онтологических знаний
- •8.3.1. Основные подходы
- •8.3.2. Инициатива (ка)2 и инструментарий Ontobroker
- •Средства спецификации онтологий в проекте Ontobroker
- •Формализм запросов
- •Формализм представления и машина вывода
- •Аннотация Web-страниц онтологической информацией
- •8.3.3. Проект shoe - спецификация онтологий и инструментарий Общая характеристика проекта
- •Спецификации онтологий и инструментарий shoe
- •Формализм представления и машина вывода
- •Аннотация Web-документов на базе онтологии
- •Формализм запросов
- •8.3.4. Другие подходы и тенденции
- •9. Интеллектуальные Интернет-технологии
- •9.1. Программные агенты и мультиагентные системы
- •9.1.1. Историческая справка
- •9.1.2. Основные понятия
- •9.2. Проектирование и реализация агентов и мультиагентных систем
- •9.2.1. Общие вопросы проектирования агентов и mac
- •9.2.2. Инструментарий AgentBuilder
- •9.2.3. Система Bee-gent
- •9.3. Информационный поиск в среде Интернет
- •9.3.1. Машины поиска
- •9.3.2. Неспециализированные и специализированные поисковые агенты
- •9.3.3. Системы интеллектуальных поисковых агентов
- •Autonomy и Web compass - системы интеллектуального поиска и обработки информации
- •Проект системы marri
- •Прототип системы OntoSeek
- •(Onto)2 - агент поиска и выбора онтологий
5.3.4. Особенности разработки omis
Так как разработка систем корпоративной памяти - это, прежде всего программный проект, то для нее применимы традиционные технологии разработки больших программных систем. В каждом программном проекте первым шагом в разработке является анализ требований, в котором должны быть найдены ответы на следующие вопросы:
• Какие задачи должны поддерживаться?
• Какая информация необходима, чтобы решить эти задачи?
• Какой тип поддержки желателен пользователями?
• Каков уровень затрат на разработку?
• Какие изменения ожидаются в будущем?
При поиске ответов на эти вопросы следует учитывать:
1. Человеческий фактор. Основная причина неудач ранних опытных проектов OMIS заключалась в том, что разработчики игнорировали реальные потребности, способности, и цели пользователей системы [Malsch et al., 1993; Kuehn et al., 1994].
2. Стоимостной анализ. Во-первых, ядро проекта должно ориентироваться на критические процессы, «страдающие» от недостатка информационной поддержки. Во вторых, не следует перегружать начальную систему слишком большим количеством услуг, которые могут быть желательны, но не обещают быстрое возвращение инвестиций.
3. Эволюция знаний. Электронная поддержка особенно ценна в областях, подвергающихся быстрым изменениям, так как на таких предприятиях трудно обеспечить доступ к оперативной современной информации. В системах OMIS часто используют различные новые технологии обработки знаний, не имеющие пока общепринятых русскоязычных терминов и связанные с получением нового знания из анализа данных, например «открытие или разведка знаний» (Knowledge Discovery) и «разработка данных» (Data Mining). Разведка знаний представляет собой новое и быстро развивающееся направление, занимающееся «нетривиальным извлечением точной, ранее неизвестной и потенциально полезной информации из данных» [Piatetsky-Shapiro, Frawley, 1991]. В методах разведки данных используются различные подходы к анализу текста и числовых данных, плюс специальный инструментарий статистического анализа.
4. Чувствительность к контексту для естественно-языковых запросов. Система должна «понимать» контекст поступающих запросов. К примеру, она должна различать термины «размножение животных» и «размножение документов».
5. Гибкость. Система должна иметь возможность обрабатывать знания в различной форме и по разным темам в контексте работы данного предприятия.
6. Интеллектуальность. Система должна накапливать информацию о своих пользователях и о знаниях, которые она получает во время работы. Таким образом, со временем ее возможность «продуманно» предоставлять пользователям знания должна совершенствоваться.
До последнего времени при разработке OMIS остается целый ряд исследовательских вопросов [Kuehn and Abecker,1998]:
• Проблема обобщения моделей данных, словарей понятий или тезаурусов, онтологий Основание для объединенной эксплуатации данных, документов, и формального знания - построение объединенных мета-моделей данных и знаний. Полезны были бы процедуры автоматического порождения тезауруса из существующих массивов документов. Объединенная онтология/тезаурус может использоваться, чтобы улучшить поиск, фильтрацию и маршрутизацию документов.
• Проблема объединения логического вывода и информационного поиска. Объединенная эксплуатация формальных и неформальных представлений знаний и данных - это последовательное сближение логических методов и методов информационного поиска и индексации данных.
• Соединение деловых процессов и управления знаниями. Окончательная цель состоит в том, чтобы обнаруживать информационную потребность в течение выполнения производственного процесса и определять уместное знание в специфическом контексте задачи. Первый прагматический шаг в этом направлении описан в работе [Hinkelmann и Kieninger, 1997], где авторы предлагают использовать информацию контекста задачи для информационной фильтрации.
Корпоративная память интегрирует знания, чтобы в решении новых задач опереться на предварительно накопленный опыт. Таким образом, можно избегать повторения ошибок, опыт может расширяться систематически, и информационно-емкие процессы работы могут быть выполнены более эффективными способами. В отличие от экспертных систем первичная цель систем OMIS - не поддержка одной специфической задачи, а лучшая эксплуатация необходимого общего ресурса - знаний.
В настоящее время существует значительный интерес к КМ со стороны промышленных компаний, которые осознают высокий прикладной потенциал корпоративной памяти для решения целого ряда практических задач обработки информации. С другой стороны, не многие из проектов идут далее стадии прототипа, что очевидно показывает, что компании стараются избегать затрат и риска вложения капитала в новые технологии, которые еще не нашли широкого распространения.