13. Явное и неявное использование знаний

В общем случае, основными частями СОЗ(системы основанной на знаниях) являются:

- База знаний;

- Механизм обработки знаний;

- Интерфейс.

В общем случае базой знаний являются выделенные явно знания о предметной области. В стандартный набор процедур, образующих базу знаний, входят процедуры ввода и кодировки информации, процедуры проверки введенной информации на непротиворечивость с ранее записанной информацией, процедуры пополнения знаний.

Доступность знаний в машинной форме и возможность прямого их использования для решения конкретных задач является характерной чертой БЗ и систем баз знаний.

Прямое использование знаний из БЗ для решения задач обеспечивается механизмом получения решений (МР) – второй основной частью СБЗ, называемой также механизмом или машинной вывода, механизмом обработки знаний, решателем, планировщиком и т.п. МР позволяет извлекать из БЗ ответы на вопросы, получать решение задач, формулируемых в терминах знаний, хранящихся в базе знаний.

В любом случае МР содержит процедуру (алгоритм) получения решения, т.е. специальное алгоритмическое знание, которая называется метапроцедурой.

С классической точки зрения архитектура систем, основанных на знаниях есть такая архитектура, которая содержит символьную модель мира, представленную в явной форме, и в которой принятие решений осуществляется на основе рассуждений логического или псевдо-логического типа.

Интерфейс (ИФ) обеспечивает работу с БЗ и МР на языке достаточно высокого уровня, приближенным к профессиональному языку специалистов в той прикладной области, к которой относится СБЗ. ИФ можно разделить на внутренний и внешний. Во внутреннем организуется взаимосвязь между интеллектуальными устройствами и (или) интеллектуальными программами. Внешний – это человеко-машинный интерфейс, т.е. комплекс дружественных (интеллектуальных) программных средств, обеспечивающих взаимодействие пользователя с системой.

При решении задач большой размерности, как правило, не существует единого метода достижения цели. В связи с этим возникает необходимость в апробации нескольких возможных путей решения и появляется стремление оценить на каждом этапе успешность достижения конечного результата. Такая оценка должна основываться на знаниях о конкретной решаемой задаче, которые , как уже отмечалось, могут быть распределено представлены в алгоритмически схемах ее решения. В основе указанного принципа неявного использования знаний лежат две концепции, называемые в литературе концепцией представления и поиска решения задач в пространстве состояний и концепцией декомпозиции задач на подзадачи.

14. Представление задач в пространстве состояний.

Этот подход сформировался в результате глубокого анализа игровых задач. В большинстве игр имеется конечное число позиций, которые могут быть достигнуты при использовании фиксированного набора правил, определяющих процедурную составляющую задачи. При описании последовательностей действий решения игровой задачи перечисляют возможные состояния, которые достигаются из заданного начального состояния. Это множество состояний (пространство) может быть представлено в виде некоторой структуры (обычно граф, дерево, сеть, список, матрица и др.), в которой указаны: начальный элемент (например, корень дерева), соответствующий начальному состоянию, текущие состояния и конечное (терминальное) состояние, соответствующие цели. Рассматриваемая концепция реализуется в рамках двух аспектов:

- Представление задачи в виде пространства состояний;

- Поиска эффективного решения в нем.

Пространство состояний состоит из множества описателей всех достижимых состояний, образованного в результате применения к текущим состояниям допустимых для поиска цели операторов. Реализация первого из аспектов сводится к выполнению процедур:

- Выбор структур для описания состояний задачи – Н;

- Однозначное описание начального состояния задачи – S₀;

- Определение и перечисление множества операторов {Q_k}, переводящих одно состояние задачи в другое, включая ограничения на их применение {P_k}, т.е. {Q_k , P_k };

- Однозначное описание целевого состояния задачи – S_t.

Тогда представление задачи в пространстве состояний равносильно построении коннектора (описателя) R: R=<H,S₀,{Q_k , P_k}S_t>

Вполне допустимо, что для некоторых интеллектуальных задач представление, связанное с введением пространства состояний может оказаться весьма искусственным. Однако для большинства таких (лабиринтных) задач подобная формализация является совершенно естественной.