Пусть есть система

E = <{o_i: iI}, {r_j: jJ}>,

где {o_i: iI} – множество понятий предметной области;

{r_j: jJ} – множество отношений предметной области.

Пусть предметная область на некотором уровне описания состоит из элементов e_i. Тогда каждое понятие предметной области будет составляться из ее элементов и представляться как o_i(e₁, …, e_m), а каждое отношение будет определяться тем множеством элементов, которые в него вошли: {e₁, …, e_m}r_j.

Гомоморфизмом системы E в систему E’:

E’ = <{o’_i: iI}, {r’_j: jJ}>

называется отображение

: EE’

такое, что

(o_i(e₁, …, e_m)) = o’_i((e₁), …, (e_m))

{e₁, …, e_m}r_j{(e₁), …, (e_m)}r’_j

В соответствии с введенными обозначениями уровни пирамиды знаний есть гомоморфизмы моделей предметной области:

: MM’

M = <A, R, S>,

где A – множество понятий;

R – множество отношений;

S – множество стратегий.

По отношений к модели некоторого уровня модель более высокого уровня будет метамоделью, состоящей из системы метапонятий, метаотношений и метастратегий.

3.1.5. Теоретические аспекты приобретения знаний

3.1.5.1. Особенности приобретения знаний

Проблемы приобретения (извлечения) знаний:

• организационные неувязки;

• неудачный метод извлечения, не совпадающий со струткурой знаний в данной области;

• неадекватная модель (язык) представления знаний.

Причины нежелательности выполнения функций аналитика (инженера по знаниям) экспертом:

1. Неполнота рассуждений эксперта в силу его склонности опираться не эмпирику, а не на теорию.

2. Возможность вербализировать в процессе диалога эксперта и аналитика невербальные знания эксперта.

3. Невладение экспертом методологией формирования моделей знаний.

Большинство инструментальных средств приобретения знаний ориентировано на конкретные ЭС с жестко обозначенной предметной областью и моделью представления знаний, т.е. не являются универсальными.

3.1.5.2. Психологический аспект приобретения знаний

Основные уровни общения:

1. Уровень манипулирования, когда один субъект рассматривает другого как средство или помеху по отношению к своей деятельности.

2. Уровень «рефлексивной игры», когда в процессе своей деятельности субъект учитывает «контрпроект» другого субъекта, но не рассматривает его самоценность и стремится к реализации своего проекта.

3. Уровень правового общения, когда субъекты пытаются согласовать проекты своей деятельности.

4. Уровень нравственного общения, когда субъекты принимают общий проект совместной деятельности.

В ходе общения велики потери информации:

Задумано 100%

Приобрело словесную форму 90%

Высказано 80%

Выслушано 70%

Понято 60%

Осталось в памяти 24%

Структурные компоненты модели общения в процессе извлечения знаний:

• участники общения (партнеры);

• средства общения (процедура);

• предмет общения (знания).

Слои психологических проблем извлечения знаний:

• контактный (S11);

• процедурный (S12);

• когнитивный (S13).

Контактный слой

В коллективе разработчиков должны складываться кооперативные, а не конкурентные отношения. Для кооперации характерна заинтересованность в успехах друг друга.

Значения параметров пола (S11_1) и возраста (S11_2) влияют на эффективность контакта но не являются критичными. Наилучшие результаты дают гетерогенные пары с разницей в возрасте 5-20 лет.

Личность (S11_3) – устойчивая система психологических черт, характеризующая индивидуальность человека. Рекомендуемые компоненты S11_3:

• доброжелательность;

• аналитичность;

• хорошая память;

• внимание;

• наблюдательность;

• воображение;

• впечатлительность;

• собранность;

• настойчивость;

• общительность;

• находчивость.

Темперамент (S11_4) имеет 4 основных разновидности: холерик, сангвиник, меланхолик, флегматик. Наиболее контактными являются холерики и сангвиники.

Важен также учет мотивации (S11_5).

Процедурный слой

Ситуация общения (S12_1) определяется следующими компонентами:

• место проведения сеансов (S12_1_1) – в небольшом помещении наедине, наиболее благоприятная дистанция общения – 1.2-3м (минимальнрое комфортное расстояние 0.7-0.8м);

• продолжительность проведения сеансов (S12_1_2) – 1.5-2 часа, с паузами через каждые 20-30 мин;

• время проведения сеансов (S12_1_3) – первая половина дня.

Оборудование (S12_2) включает:

• вспомогательные средства (S12_2_1) для повышения эффективности процесса извлечения знаний (наглядный материал: рисунки, графики диаграммы для контактера художественного типа и формулы, текст для контактера мыслительного типа) и для протоколирования результатов (запись на бумагу, магнитофонная запись, запоминание);

• освещенность (S12_2_2);

• мебель (S12_2_3).

Профессиональные приемы аналитика (S12_3) включают:

• темп (S12_3_1) – обязательно учитывается индивидуальный темп эксперта;

• стиль (S12_3_2) – сокращение потерь информации за счет сокращения длительности фраз – оптимальная длительность 72 слова (число Ингве-Миллера), обязателен учет невербальных средств передачи информации – мимики, жестов, интонаций;

• методы (S12_3_3).

Когнитивный слой

Когнитивный стиль (S13_1) – совокупность критериев предпочтения при решении задач и познании мира, специфическая для каждого человека.

Характеристики когнитивного стиля:

• полезависимость – поленезависимость (S13_1_1);

• импульсивность – рефлексивность (S13_1_2);

• ригидность – гибкость (S13_1_3);

• когнитивная эквивалентность (S13_1_4).

Поленезависимость – способность акцентировать внимание только на тех аспектах проблемы, которые необходимы для решения конкретной задачи и уметь отбрасывать все лишнее, т.е. не зависеть от окружающего задачу шумового поля. Поленезависимость важна и для эксперта, и для аналитика, т.к. сопровождается высокой способностью к пониманию, однако полезависимые люди более контактны.

Особенно полезны для общения гетерогенные пары.

Поленезависимость является характерной профессиональной чертой квалифицированных инженеров по знаниям. По некоторым данным, мужчины более поленезависимы, чем женщины.

Импульсивность – способность к быстрому принятию решений. Рефлексивность – склонность к рассудительности. Рефлексивность связана со способностью формирования понятий и продуктивностью решения логических задач. Рефлексивностью желательно обладать и эксперту, и аналитику.

Эксперт может себе позволить ригидность (что характерно для долго работающих над одной проблемой специалистов, особенно старшего возраста), инженеру по знаниям эта характеристика противопоказана.

Когнитивная эквивалентность характеризует способность человека к различению понятий и разбиению их на классы и подклассы. Чем уже диапазон когнитивной эквивалентности, тем более тонкую классификацию способен производить индивид, тем большее количество признаков понятий он может выделтиь. Обычно у женщин диапазон когнитивной эквивалентности уже, чем у мужчин.

Семантическая репрезентативность (S13_2) исключает навязывание эксперту некой модели представлений и заставляет аналитика последовательно воссоздавать модель мира эксперта, используя как неформальные методы, так и математический аппарат, например, многомерное шкалирование.

3.1.5.3. Лингвистический аспект приобретения знаний

Слои лингвистических проблем извлечения знаний:

• «общий код» (S21);

• понятийная структура (S22);

• словарь пользователя (S23).

«Общий код»

«Общий код» решает проблему языковых «ножниц» между профессиональной терминологией эксперта и обыденной литературной речью аналитика. Грубо говоря, «общий код» – это тот язык, который должны получить эксперт и аналитик путем последовательного покомпонентного сближения их языков. Языки аналитика и эксперта состоят приблизительно из одних и тех же компонентов:

• общенаучная терминология (S21_1) (для аналитика – из теоретической литературы);

• специальная терминология предметной области (S21_2) (для аналитика – из специальной литературы, для эксперта – принятая ранее);

• бытовой язык (S21_3);

• неологизмы и профессиональный жаргон (S21_4) (у аналитика на момент начала общения отсутствует).

Выработка общего кода начинается с составления словаря предметной области. Затем следует группирование терминов и выбор синонимов. Разработка общего кода заканчивается группировкой терминов по понятийной близости.

Понятийная структура

Понятийная структура – это модель взаимосвязей понятий предметной области, которая рассматривается в рамках семиотического подхода (см. выше). Таким образом, при формировании понятийной структуры выстраиваются отношения функциональных зависимостей, структуризации, иерархии между понятиями предметной области.

Словарь пользователя

Имеется в виду отдельный словарь для создания дружественного интерфейса с пользователем ЭС. Необходимы специальные приемы, увеличивающие «прозрачность» и «доступность» системы. В качестве основы пользовательского словаря используется словарь общего кода.

3.1.5.4. Гносеологический аспект приобретения знаний

Процесс приобретения знаний аналитиком является познавательным процессом, и особенностями этого процесса являются:

1. Необходимость наиболее полного и точного познания знаний эксперта.

2. Возможность выявления новых закономерностей, не формулируемых экспертом в явном виде или вообще ему неизвестных.

Высокая точность, высокая полнота знаний, перемещение знаний от уровня эмпирик на уровень теорий повышают эффективность формируемой БЗ. В процессе приобретения знаний идеальным случаем является прохождение по т.наз. гносеологической цепочке: фактобобщенный фактэмпирический законтеоретический закон.

Знание имеет два уровня:

1. Эмпирический (наблюдения, явления).

2. Теоретический (законы, абстракции, обобщения).

«Научность» знания, сформированного аналитиком в процессе приобретения знаний, оценивается в соответствии со следующими критериями:

• внутренняя согласованность (S31);

• системность (S32);

• объективность (S33);

• историзм (S34).

Внутренняя согласованность заключается в минимизации отрицательных свойств экспертного знания: модальности, противоречивости, неполноты.

Модальность знания означает возможность его существования в различных конструкциях существования и долженствования: эксперт знает, что …; эксперт думает, что … и т.п.

Системность ориентирует аналитика на рассмотрение любой предметной области с позиций закономерностей системного целого и взаимодействия составляющих его частей.

Объективность основывается на глубине описания знания.

Требование историзма: структура поля знаний и БЗ должны допускать под стройку и коррекцию как в период разработки, так и во время эксплуатации ЭС.