3.1.2. Моделирование поля знаний

Свойства языка формирования поля знаний:

1. Минимизация неточностей (максимизация строгости определения понятий).

2. Неиспользование терминов других наук в нетрадиционнм смысле.

3. Символьный либо графический характер языка.

Существует ряд языков представления знаний, не нашедших широкого применения: структурно-логический языка sll(Вольфенгаген), язык к-систем (Кузнецов), уск (Мартынов).

Идеи разработки языка представления знаний близки к идеям разработки универсального языка науки. Два основных подхода к разработке универсального языка сложились к XVII веку: языки-классификации и логико-конструктивные языки.

Языки-классификации основываются на идеях Ф. Бэкона. К ним относятся языки Вилкинса и Далгарно.

Логико-конструктивные языки основаны на идеях поиска универсального метода познания (Р. Декарт, Г. Лейбниц). Лейбниц основал учение о символах (знаках), развитое под названием «семиотика» Г. Ламбертом в XVIII веке.

Семиотика включает:

• синтаксис – совокупность правил построения языка или отношения между знаками;

• семантику – связь между элементами языка и их значениями или отношения между знаками и реальностью;

• прагматику – отношения между знаками и их пользователями.

3.1.3. Семиотическая модель поля знаний

3.1.3.1. Синтаксис

Структура поля знаний представлена на рисунке:

П = <I, O, M>,

где I– структура исходных данных, подлежащих обработке и интерпретации в экспертной системе;

O– структура выходных данных, т.е. результата работы системы;

M– операционная модель предметной области.

Включение IиOв П обусловлено тем, что их составляющие и структура имплицитно (неявно) присутствуют в модели репрезентации в памяти эксперта.

M = <S_k, S_f>,

где S_k– концептуальная (понятийная) структура предметной области;

S_f– функциональная структура, моделирующая рассуждения эксперта.

S_f = <A, R_A>,

где A– множество понятий предметной области;

R_A– функциональные связи между понятиями, отражающие модель или стратегию принятия решения в предметной области.

3.1.3.2. Семантика

Семантика семиотической модели должна быть композиционной, т.е. значение предложения определяется как функция значений его составляющих.

Семантика языка обладает свойством полиморфизма, т.е. одни и те же операторы языка в разных задачах могут иметь свои особенности.

Процесс формирования поля знаний:

O_g– действительность предметной областиg

I_i(1-я трансляция) – восприятие и интерпретация действительностиO_gэкспертомi

M_gⁱ– семантическая репрезентация действительностиO_gв памяти экспертаi

V_i(2-я трансляция) – вербализация опытаi-го эксперта

T_i– текст

C_i– речевое сообщение

I_j(3-я трансляция) – восприятие и интерпретация сообщенийT_iилиC_ij-м аналитиком

M_g^ij– модель мира в памяти аналитика

K_j(4-я трансляция) – кодирование и вербализация моделиM_g^ij

P_g^ij– поле знаний

3.1.4. Иерархичность поля знаний («пирамида» знаний)

Любая система, объект, предметная область может быть описана на различных уровнях детализации и обобщения. Разделение по уровням описания называется в теории Месаровича стратификацией. В соответствии с этим вводят понятие «пирамиды» знаний, т.е. совокупности из нескольких концептуальных структур S_k, расположенных иерархично и отличающихся детальностью описания знаний о предметной области. S_k, расположенные наверху такой пирамиды отличаются невысокой детализацией, высоким уровнем обобщений, глубоким теоретическим характером знаний о предметной области или совокупности предметных областей. Sk, расположенные внизу пирамиды, наоборот, отличаются большей детализацией и более эмпирическим характером знаний. Функциональные структуры Sf, на различных уровнях пирамиды знаний также будут отличаться.

Для математического описания пирамиды знаний вводят понятие гомоморфизма – отображения некоторой системы E, сохраняющего основные операции и основные отношения этой системы.