!7. Представление информации в интеллектуальных системах. Данные и знания.

Для того чтобы поместить знания в информационную систему, их необходимо представить определенными структурами данных, соответствующих выбранной среде разработки интеллектуальной системы. Поэтому при разработке информационной системы сначала осуществляются накопление и представление знаний, причем на этом этапе обязательно участие человека, а затем знания представляются определенными структурами данных, удобными для хранения и обработки в ЭВМ. Знания в ИС существуют в следующих формах:

исходные знания (правила, выведенные на основе практического опыта, математические и эмпирические зависимости, отражающие взаимные связи между фактами; закономерности и тенденции, описывающие изменение фактов с течением времени; функции, диаграммы, графы и т. д.); описание исходных знаний средствами выбранной модели представления знаний (множество логических формул или продукционных правил, семантическая сеть, иерархии фреймов и т. п.);представление знаний структурами данных, которые предназначены для хранения и обработки в ЭВМ;

базы знаний на машинных носителях информации.

Существенным отличием знаний от данных является их интерпретируемость. Если для интерпретации данных необходимы соответствующие программы и сами по себе они не несут содержательной информации, то знания всегда содержательны. Другой отличительной чертой знаний является наличие отношений, например, вида «тип — подтип», «элемент—множество». Знания характеризуются наличием ситуативных связей, определяющих ситуативную совместимость отдельных событий и фактов, позволяющих устанавливать причинно - следственные связи Некоторые исследователи предпринимали попытки определить типы знаний, которые должны быть представлены в системах ИИ: структуру, форму, свойства, функции и возможные состояния объекта; возможные отношения между объектами, возможные события, в которых эти объекты могут участвовать; физические законы; возможные эффекты действий и состояний, причины и условия возникновения событий и состояний.

Ученые предлагают различные определения понятия «знания».

Знания — это формализованная информация, на которую ссылаются или используют в процессе решения задачи.

Знания — это закономерности предметной области (принципы, свя­зи, законы), полученные в результате практической деятельности и про­фес­­си­­о­­наль­ного опыта, позволяющие специалистам ставить и решать задачи в этой области.

Знания — это хорошо структурированные данные, или данные о дан­ных, или метаданные.

Знание о предметной области — это описание объектов, их окру­же­ния, необходимых явлений, фактов, а также отношений между ними.

Знания в области искусственного интеллекта — это комплексные отношения объектов, представленные посредством интенсионального описания объектов (интенсиональное значение). Исследования в области баз данных обеспечивают эффективный доступ к большим массивам экземпляров типа объекта (экстенсиональное значение).

Исследователи в области искусственного интеллекта различными способами классифицируют знания: фактические и стратегические знания. Фактические зна­ния —  основные закономерности предметной области, позволяющие решать конкретные производственные, научные и другие  задачи, то есть факты, понятия, взаимосвязи, оценки, правила, эвристики. Стратегические знания — стратегии принятия решений в пред­мет­ной области.

Модели представления знаний могут быть разделены на концептуальные и эмпирические. Концептуальная модель дает эвристический метод для решения некоторой проблемы. Метод эвристичен, поскольку концептуальное описание не дает гарантии того, что он может быть применен во всех соответствующих практических ситуациях. Практическое использование концептуальной модели влечет за собой необходимость преобразования ее в эмпирическую. Знания могут быть накоплены в виде эмпирических моделей описательного характера. Эти модели могут варьировать от простого набора правил до полного описания того, как решается задача. Модели представления знаний можно условно разделить на декларативные и процедурные. Декларативная модель представления знаний основывается на предположении, что проблема представления некоей предметной области решается независимо от того, как эти знания потом будут использоваться. Поэтому модель как бы состоит из двух частей: статических описательных структур знаний и механизма вывода, оперирующего этими структурами и практически независимого от их содержательного наполнения. В декларативных моделях не содержатся в явном виде описания выполняемых процедур. Эти модели представляют собой обычно множество утверждений. В процедурном представлении знания содержатся в процедурах - небольших программах, которые определяют, как выполнять специфичные действия. При этом можно не описывать все возможные состояния среды или объекта для реализации вывода. Достаточно хранить некоторые начальные состояния и процедуры, генерирующие необходимые описания ситуаций и действий. Деление моделей представления знаний на декларативные и процедурные весьма условно.