Глава 3. Представление знаний

 

Одной из ключевых проблем создания ИИ является проблема представления и ис­пользования знаний. Ее разработка осуществляет­ся различными направлениями ИИ.

Проблемы представления и использования знаний о мире, в кото­ром функцио­нирует ИИ, являются основными при построении его системы управления. В чем же сущность этих проблем и како­ва их специфика?

В области ИИ понятие о знаниях сформировалось в ходе исследо­ваний по соз­данию принципов и техники работы с большими объе­мами данных и по построению баз данных (БД). Эффективность БД во многом зависит от того, каким именно спо­собом организовывают­ся, структурируются данные в памяти ЭВМ. До недавнего времени основную роль в этом играли формальные характеристики данных: при­надлежность их некоторой табличной рубрике, вхождение в одну тематическую группу и т. д.

Однако эффективность БД может быть существенно повышена, если связывать хранящуюся информацию не за счет форм тех или иных документов (таблиц, спи­сков), а за счет тех отношений, кото­рые существуют между фактами в объекте управления или в естест­венной среде. И отношения эти должны быть не случай­ными, ситуа­тивными, а отражать существенные связи объекта, его природу, т. е. возникла необходимость отображения в БД знаний об объекте. Такие БД стали на­зывать интеллектуальными базами данных или базами (системами) знаний.

Итак, каждая БЗ является математической моделью некоторой области при­кладного, неформализованного знания. Система понятий и отношений такой модели отображает систему понятий и отношений прикладного знания, а зависимости, су­ществующие в модели, ап­проксимируют соответствующие зависимости в нем. Раз­работанные модели должны быть зафиксированы в памяти ЭВМ и использоваться для решения прикладных задач. Создание БЗ предполагает решение следующих взаимосвязанных проблем. Прежде всего необходимо формализовать соответст­вующую об­ласть прикладного знания. Это трудная задача, поскольку решается она вручную и требует совместной работы специалистов-прикладников и математиков. Для проведения формализации требуется выбрать или построить концептуальную схему модели. Разработка методологии всех этих операций и составляет содержание первой проблемы  проблемы формализации.

Вторая проблема  проблема представления знаний  связана с разработкой формального аппарата для описания способов их фикса­ции в памяти ЭВМ.

Разработка теории вычислений и других преобразований, прово­димых в построен­ных моделях, составляет третью проблему  про­блему использования знаний.

И, наконец, четвертая, технологическая проблема, решением ко­торой занимаются системные программисты,  это проблема разра­ботки средств программной под­держки моделей, т. е. создания баз знаний и систем управления ими.

Основное внимание в ИИ уделяется второй и третьей из перечис­ленных проблем, причем ведущая роль отводится проблеме представ­ления. На практике ее разрабатывают совместно с вопросами построе­ния концептуальных схем моделей знаний, и многие по­лагают, что именно эта проблема является основной для современного ИИ.

К настоящему времени в области разработки БЗ достигнуты значительные ус­пехи. Полученные результаты послужили толчком к созданию полезных и интерес­ных систем нового класса, имеющих широкое практическое применение,  эксперт­ных систем, которые могут быть использованы в качестве советчиков и консультан­тов в самых разных сферах человеческой деятельности.