книги из ГПНТБ / Садовников, В. И. Потоки информации в системах управления

подачи на автоматические устройства (электронные, счетно-аналитические и т. п.) обработки информации.

В настоящее время известны информационные языки (ИЯ), предназначенные для поиска научно-технической литературы ![Л. 8, 31, 44]. Так как структура любого ИЯ определяется в основном его функциями, рассмотрим кратко сущность такого поиска.

Содержание каждого литературного источника (кни­ ги, журнала, статьи и т. п.), называемого документом, представляется в виде набора характерных для данного текста слов, называемых ключевыми словами. Наборы ключевых слов в различных текстах одной и той же тематики отличаются не только из-за различия содержа­ ния, но также из-за наличия синонимии. Для построения ИЯ библиографической информационно-поисковой си­ стемы (ИПС) из массива ключевых слов, характеризую­ щих тексты рассматриваемой тематики, составляется стандартный набор терминов со строго фиксированными лексическими значениями [Л. 64], в котором устранены синонимы.' Эти термины, представленные отдельными словами или группами слов, называются дескрипторами, а наборы таких терминов — словарем дескрипторов (иногда — тезаурусом [Л. 71]). Для каждого документа составляется набор дескрипторов, называемый поиско­ вым образом документа (ПОД). Для поиска необходи­ мой литературы составленный запрос переводится на ИЯ и представляется набором дескрипторов, называе­ мым поисковым образом запроса (ПОЗ). Сам поиск проводится, как правило, сравнением ПОЗ и ПОД. Ос­ новой для такого сравнения является принятый в кон­ кретной системе критерий смыслового соответствия меж­ ду поисковыми образами.

Описанный поиск информации производится с по­ мощью дескрипторного ИЯ без грамматики. Более эф­ фективными являются дескрипторные ИЯ с граммати­ кой, в которых дескрипторы, относящиеся к ПОД, и де­ скрипторы, входящие в состав ПОЗ, снабжаются допол­ нительными символами, указывающими на семантиче­ скую роль этих дескрипторов (субъект процесса, объект процесса, атрибут, причина и т. п.). Иногда роль де­ скрипторов определяется их положением в наборе поискового образа. Применение таких ИЯ позволяет улучшить полноту и точность информационного' поиска.

77

Однако поиск с помощью любого из дескрипторных ИЯ приводит к выдаче излишних документов или, нао­ борот, к потере нужных документов (информационный шум).

Применительно к задаче описания потоков информа­ ции наиболее близок метод дескрипторного языка с грамматикой. Этот метод с учетом специфики задачи описания потоков реализуется и развивается следующим образом.

Содержание каждого документа представляется в ви­ де набора СК потока информации, элементами которых являются свойства (характеристики и признаки) исход­ ных объектов. Из-за наличия синонимии эти свойства могут быть записаны по-разному в различных докумен­ тах исследуемого объекта управления. Свойства исходных объектов выбираются в качестве дескрипторов ОИЯ, по­ сле чего составляется тезаурус ОИЯ (словарь дескрип­ торов), в котором устранены синонимы. Каждая СК опи­ сывается набором дескрипторов, порядок расположения которых определяется форматом компоненты (§ 1-4, п. «б»), В задаче описания потоков производится описа­ ние и поиск структурных компонент, а не документов, как в случае библиографического поиска. Характерной особенностью ОИЯ рассматриваемого применения явля­ ется то, что в нем не допускается информационный шум. Это означает, что одни и те же объекты, описанные на ОИЯ независимо различными лицами, получают один и тот же код, и обратно, одним и тем же кодам ОИЯ со­ ответствуют одни и те же объекты.

Кроме того, отметим, что использование ОИЯ при описании информации в отличие от таких способов опи­ сания, как, например, объектно-характеристические таб­ лицы ГЛ. 34] и т. п., в которых элементы информации идентифицируются через номера таблиц и документов, делает это описание более гибким и независимым от носителя информации.

Отметим также, что постоянные ссылки в этой работе на документы и примеры, построенные на документах, отражают скорее широко распространенный -на практи­ ке подход к изучению потоков информации, чем суще­ ство дела. Говоря точнее, использование ОИЯ в качестве средства описания СК объективизирует описание потока, делает его независимым от носителей и форм представ­ ления информации и равно пригодным как для описания

78

существующих, так и проектируемых новых информа­ ционных систем.

В дальнейшем будем различать естественный и искус­ ственный уровни ОИЯ.

Естественный уровень ОИЯ

Исследование отраслевого естественного языка, на котором записываются сообщения об исходных объектах, показывает, что этот язык в известной степени нормали­ зован. Однако такая стихийная нормализация несовер­ шенна с точки зрения требований, предъявляемых к язы­ ку, для описания СК потоков информации. При разра­ ботке ОИЯ необходима дополнительная нормализация, учитывающая синтаксический, семантический и праг­ матический аспекты.

Синтаксически нормализованный язык четко опреде­ ляет встречающиеся в нем выражения, поэтому с по­ мощью только синтаксических средств можно опреде­ лить, имеет ли смысл в таком языке данное выражение. Преимущество синтаксически нормализованного языка состоит в его ясной структуре. Семантическая нормали­ зация позволяет установить однозначную связь языковых знаков и их значения (смысла). Семантически нормали­ зованный язык располагает словарем с единым и точ­ ным соответствием слов и понятий. С точки зрения праг­ матики, нормализация языка повышает действенность слов и словосочетаний за счет применения языковых сте­ реотипов при описании различных процессов и явлений, т. е. для обозначения нормализованных ситуаций исполь­ зуются нормализованные обороты речи, что способствует повышению экономичности мышления.

СК, наименования которых записаны на естествен­ ном и нормализованном языках, эквивалентны по смыс­ лу, но внешне отличны друг от друга. Содержание СК, записанной на естественном языке, передается грамма­ тически правильным предложением, а на нормализован­ ном языке — некоторым канонизированным предложе­

79

Пример этой же СК, записанной на нормализованном языке: «Количество слитков прокатанных; в течение смены (смена, число, месяц, год); номер плавки; марка стали; размеры слитка; номер бригады».

Запись СК. на естественном языке содержит знамена­ тельные члены предложения (характеристику и призна­ ки), служебные слова и знаки препинания (Л. 5]. Зна­ менательные члены предложения в свою очередь содер­ жат знаменательные слова, служебные слова и знаки пре­ пинания. Знаменательные слова имеют самостоятельный смысл (самостоятельное логическое значение). Служеб­ ные слова не способны выступать самостоятельно в функции членов предложения и служат для выражения различных семантико-синтаксических отношений между знаменательными словами.

Примером служебных слов в СК, записанной на есте­ ственном языке, могут служить связки между знамена­ тельными словами и между знаменательными членами предложения: в, на, с, при, по, имеет, находится, и, кото­ рый, пустая связка (при наличии причастного оборота) и т. п.

Синтаксическое нормирование состоит в том, что СК, записанная на естественном языке, разбивается на ряд словосочетаний [Л. 5]. Каждое словосочетание соответ­ ствует характеристике или признаку компоненты и пред­ ставляет собой соединение двух или более знаменатель­ ных слов вместе с относящимися к ним служебными сло­ вами и знаками препинания.

Примеры словосочетаний:

1.Характеристика — «Количество слитков, поступивих в цех слябинг с завода «Днепроспецсталь»

2.Признак — «Марка стали».

Каждая характеристика строится так, что на первом месте располагается понятие-категория.

В естественном языке, используемом в конкретной отрасли, категории обычно отражают наиболее общие количественные характеристики сырья, материалов, гото­ вой продукции, агрегатов и т. л. Примерами из области прокатного производства являются следующие понятиякатегории: количество, вес, продолжительность, расход, цена и т. д.

Справа от категории находится понятие, называемое центральным логическим термином (ЦЛТ). ЦЛТ обозна­ чает объекты, характеристика которых дается полным

80

наименованием структурной компоненты. В состав ЦЛТ, кроме наименований объектов, могут входить одно или несколько понятий, обозначающих свойства этих объек­ тов. Примеры характеристик такого вида приведены в табл. 1-24.

В том случае, когда понятие-категория характери­ зует свойство объекта, справа от категории стоит поня­ тие, обозначающее это свойство. Примеры таких харак­ теристик приведены в табл. 1-25.

Иногда понятие-категория состоит из нескольких слов, часть которых расположена в начале характеристики, а остальные — в конце. Между этими словами распола­ гается ЦЛТ. Примером могут служить характеристики, приведенные в табл. 1-26.

Структура временного признака такова, что на пер­ вом месте располагается понятие, отражающее интервал или момент времени. Справа от него (в скобах) распо­ лагается ряд понятий, которые отражают возрастающую последовательность временных интервалов (моментов), элементом которой является данный интервал (момент).

кущий момент смены, смена, число, месяц, год)» и т. д. Структура прочих признаков отражает специфику объек­ та управления каждой конкретной отрасли.

При объединении выделенных словосочетаний в нор­ мализованное предложение порядок относительного рас­ положения элементов предложения определяется форма­ том СК. Элементы нормализованного предложения от­ деляются точкой с запятой.

Семантическая нормализация обеспечивается созда­ нием словарей характеристик, признаков и синонимов (тезауруса ОИЯ).

С точки зрения лиц, использующих нормализованный язык, преимуществом нормализованной записи является ясная структура, однозначная связь языковых знаков и их значения (смысла), экономичность мышления за счет того, что нормализованные ситуации обозначаются нор­ мализованными средствами. Недостаток нормализацииотносительное неудобство чтения записи на нормализо­ ванном языке.

Искусственный уровень ОИЯ

Отраслевой информационный язык оперирует едини­ цами двух видов: дескрипторами и структурными компо­ нентами.

Дескрипторы — это знаки, передающие информацию о характеристиках, признаках и значениях признаков исходных объектов; структурные компоненты — это зна­ ки, передающие семантическую информацию, т. е. описы­ вающие состояния исходных объектов. Знаками ОИЯ

82

искусственного уровня являются восьмеричные цифро­ вые коды.

ОИЯ задается тезаурусом>„(словарем дескрипторов) и синтаксисом (правилом построения наименований струк­ турных компонент с использованием дескрипторов). Де­ скрипторы в тезаурусе разбиты на классификационные группы с указанием синонимов для тех дескрипторов, которые этого требуют. Разработка тезауруса и синтак­ сиса производится одновременно на основании определе­ ния структурной компоненты (§ 1-4, п. «б») и текстов естественного языка, используемого в данной отрасли производства для описания сообщений об исходных объ­ ектах.

Тезаурус ОИЯ

Тезаурус состоит из трех частей: прямого и обращен­ ного словарей (аналогично, например, русско-английско­ му и англо-русскому словарям) и словаря синонимов. Прямой словарь используется в процессе обследования объекта управления для записи наименований структур­ ных компонент на ОИЯ-

Обращенный словарь используется на всех этапах проектирования автоматизированной системы, когда не­ обходимо перейти от наименований структурных ком­ понент, записанных в кодах ОИЯ (искусственный уро­ вень ОИЯ), к наименованиям компонент, записанных с использованием лексики естественного языка (естест­ венный уровень ОИЯ). Словарь синонимов необходим как при разработке прямого словаря, в котором не дол­ жно быть синонимов, так и при обследовании объекта управления, когда одним и тем же (по смыслу) свойст­ вам исходных объектов должен быть присвоен один и тот же код ОИЯ. Наличие отдельного словаря синони­ мов, а не объединенного с прямым словарем, обусловле­ но необходимостью иметь перечень синонимов, располо­ женных в алфавитном порядке, так как в процессе работы с тезаурусом возникает необходимость поиска дескриптора — представителя группы синонимов по од­ ному из синонимов этой группы.

Прямой словарь состоит из трех списков: первый

список {р} содержит дескрипторы-характеристики исход­ ных объектов; второй список {21} — дескрипторы, пред-

ставляющие собой временные признаки исходных объек­

Словарь оформляется в виде таблицы (см. приведен­ ный ниже фрагмент тезауруса ОИЯ для прокатного про­ изводства). В первом списке прямого словаря в первой графе располагаются дескрипторы; во второй — коды, соответствующие этим дескрипторам; в третьей — отно­ шения (язык для записи отношений — см. § 1-4, п. «ж»). Синтаксическое и семантическое определения кодов ха­ рактеристик и отношений приведены в § 1-4, п. «ж». От­ ношение, соответствующее некоторой характеристике, показывает, что любая СК, содержащая эту характе­ ристику, может быть получена преобразованием СК, содержащих характеристики, указанные в формуле спра­ ва от знака равенства (с целью сокращения записи знак равенства не записывается).

Кроме записи отношений третья графа списка (ц) используется для обозначения характеристик, входящих в состав исходных (относительно арифметических опера­ ций) компонент. Эти характеристики обозначаются

втретьей графе индексом «исх.». Обозначенная таким индексом характеристика может быть исходной на том объекте управления, для которого разрабатывается дан­ ный конкретный ОИЯ. На другом объекте эта характери­ стика может входить в состав вычисляемой СК. Наличие

втретьей графе списка {р} индекса «—» говорит о том, что СК, содержащая отмеченную таким образом харак1 теристику, не может быть получена с помощью правила

(1.4.1).

После записи отношений в выводе каждой характе­ ристики выявляются и устраняются противоречивые характеристики (§ 1-4, п. «з»).

Пусть, например, в описке fp) прямого словаря в стро­ ке, соответствующей дескриптору-характеристике 021, в третьей графе записана формула 015 + 016. Эта запись означает, что любая СК, содержащая дескриптор-харак­ теристику 021 и некоторый набор дескрипторовпризна­ ков, может быть получена с помощью арифметической операции сложения из двух СК, одна из которых содер­

84

ков, совпадающий с набором этих признаков у искомой СК.

Запись индекса «исх.» в строке, соответствующей дескриптору-характеристике 047, означает, что эту ха­

положения дескрипторов в словаре следующий. Первым сверху располагается граничный (сверху) временной интервал; затем — интервал, являющийся одним из эле­ ментов граничного; затем — интервал, являющийся од­ ним из элементов второго интервала, и т. д.

В третьем списке {z2, . . ., гп} прямого словаря в пер­ вой графе записываются дескрипторы-признаки; во вто­ рой— соответствующие им коды; а в третьей — отноше­ ния признаков, которые используются при выводе и за­ писи формул преобразования структурных компонент с использованием правила (1.4.2). Отношения признаков показывают, что каждому значению признака, стоящего слева от знака отношения, соответствует группа значе­ ний признака, указанного справа от этого знака.

Пусть, например, в списке {z2, ..., zn) прямого сло­ варя в строке, соответствующей дескриптору-признаку 206, в третьей графе записано 206-<—>-Т 207 Т.Эта запись вводится в § 1-4, п. «ж» и означает, что каждому значе­ нию дескриптора-признака 206 соответствует опреде­ ленная группа значений признака 207. В строке, соответ­ ствующей дескриптору-іпризнаку 207, записывается отно­ шение Т207 —>-206, которое означает, что группе зна­ чений дескриптора-признака 207 соответствует одно определенное значение дескриптора-признака 206 (см. приведенный ниже фрагмент тезауруса). Все дескрипто­ ры прямого словаря кодируются путем сквозной нуме­ рации.

Обращенный словарь тезауруса состоит из двух спи­ сков: списка дескрипторов-свойств (характеристик и признаков) и списка дескрипторов-значений свойств. Выделение самостоятельного списка дескрипторов-значе-

85