Вопрос 2 . Характеристика систем представления и обработки знаний на основе онтологий.
Онтологии используются в процессе программирования как форма представления знаний о реальном мире или его части, иначе говоря, как модель предметной области. Хотя термин «онтология» изначально философский, в информатике он принял самостоятельное значение.
Здесь есть два существенных отличия:
- онтология в информатике является формой представления знаний, причем такой формой, которую компьютер сможет легко обработать;
- информационные онтологии создаются всегда с конкретными целями решения практических задач; они оцениваются больше с точки зрения применимости, чем полноты, замкнутости и корректности.
Экзаменационный билет № 6
Функциональные модели представления знаний.
Системные подходы к планированию действий.
Определение знания. Знание – это вид информации подобно программам и данным, хранимой в базах знаний и отражающей знания человека – специалиста (эксперта) в определённой предметной области. Знания представляют собой множество возможных или прошедших или текущих или будущих ситуаций в объектах и (или) процессах определённых типов и способы перехода от одних их описаний к другим в окружающей среде. Понятие знания определяется как взаимосогласованное множество фактов, убеждений (гипотез) и правил.
Состояния знаний. Типовыми состояниями знаний считаются такие состояния, как хаос знаний, поле знаний, пирамида знаний, база знаний. Хаос знаний не имеет границ и не обладает связностью. Поле знаний характеризуется определёнными границами. Пирамида знаний помимо границ имеет и определённого типа связность. База знаний определяется как семантическая модель, предназначенная для представления в компьютере знаний, накопленных в определённой предметной области. Вместе с тем, база знаний является основной составной частью интеллектуальных систем.
Процессы, связанные со знанием.
процесс – система событий, определяемая объектом или явлением и действительная при некоторых условиях;
процесс представляет собой течение событий, происходящих в соответствии с намеченной целью или результатом.
Процессы, связанные со знанием: получение, концептуализация, структуризация, формализация, описание, отображение, извлечение, хранение, моделирование, обработка, тиражирование, сопровождение, мотивация, обучение, накопление, интерпретация, планирование, оптимизация, защита, развитие, генерация, мониторинг, управление, распределение, интеграция, конвергенция, активизация, уничтожение, прогнозирование, экономика.
Основные фазы обработки знаний. Основными фазами домашинной обработки знаний считаются получение, концептуализация, структуризация, формализация и описание. Указанные фазы справедливы для любых проблемных и предметных областей. Состав и содержание фаз автоматической обработки знаний зависят от архитектурных особенностей систем, в которых она выполняется.
Представление знаний. Представление знаний трактуется как наука о выражении знаний в форме, с которой может оперировать компьютер. Наряду с этим, представление знаний рассматривается как интегральный процесс, образуемый составными процессами. Основными образующими процессами представления знаний являются получение, концептуализация, структуризация, формализация, описание и отображение.
В контексте образовательной программы магистратуры по направлению 09.04.02 – «Информационные системы и технологии» система представления знаний это технический объект, реализующий соответствующую функциональность.
Приобретение знаний. Приобретение знаний интерпретируется как интегральный процесс, образуемый всеми выше перечисленными процессами, связанными со знанием. Согласно выше рассмотренным определениям приобретение знаний является крупногранулярным процессом по отношению к представлению знаний. Определяющим фундаментом приобретения знаний является симбиоз научной, образовательной, профессиональной и просветительской деятельности.
В контексте образовательной программы магистратуры по направлению 09.04.02 – «Информационные системы и технологии» система приобретения знаний это технический объект, реализующий соответствующую функциональность.
В архитектурном плане технический объект может быть реализован в виде программы, программной системы, системы поддержки принятия решений, информационной системы, информационно-вычислительной системы, интеллектуальной информационной системы, информационной управляющей системы, электронной обучающей системы и других формах реализации необходимой функциональности. Многообразие архитектурных профилей систем представления и приобретения знаний обеспечивается обширными возможностями информационных и инфокоммуникационных технологий.
Модель онтологии представляется кортежем
,
где
– множество понятий (концептов)
,
образующих онтологию
;
– количество концептов;
– множество атрибутов концепта
(
– количество атрибутов, описывающих
концепт
;
– отношение непосредственного
наследования. Отношение
задаётся
матрицей размером
.
Элементы этой матрицы определяются
следующим образом: если концепт
в онтологии непосредственно наследует
концепту
,
то элемент матрицы
,
в противном случае
.
Эксперт формирует модель нового понятия,
указывая набор определяющих понятий
атрибутов
.
Из корневого концепта онтологии и
непосредственно наследующих ему
концептов для вводимого концепта
формируется множество потенциальных
концептов родителей
таких, что
.
Корневой концепт
также вводится в формируемое в процессе
процедуры отношение
.
Элементы отношения
определяют
потенциально возможные места размещения
вводимого концепта
.