В семи томах том Интеллектуальные системы (Системы решения проблем)




НазваниеВ семи томах том Интеллектуальные системы (Системы решения проблем)
страница6/28
Дата публикации21.07.2013
Размер4.22 Mb.
ТипДокументы
lit-yaz.ru > Информатика > Документы
1   2   3   4   5   6   7   8   9   ...   28

1.5.3. Третья координата: формы запросов пользователей. Интеллсист решает логическое уравнение общего вида: БЗ & запрос (совместность знаний и запроса). Под формой запросов подразумевается внешний вид логической формулы для его представления. Здесь скрыты самые большие возможности постановки разнообразия заданий. Можно в общем случае сказать так: каждая логическая формула может быть запросом. Следовательно, форма запроса как координата классификационного пространства Интеллсист имеет счетное или континуальное множество точек на оси в зависимости от области использования Интеллсист. Если количество вводимых языком терминов и лексем конечно, то число формул для представления запросов счетное. В противном случае число формул континуально (если число, например, терминов является счетным). Ниже для убедительности рассмотрим несколько примеров этой оси.
Запрос ставится в отношение к БЗ двумя способами. Первый способ называется отношением синтаксического следования. Это значит, что общий вид логического уравнения таков: БЗ => запрос. Он встречается редко. Примером может служить постановка задачи диагностики. Второй способ называется отношением семантического следования: БЗ |= запрос (или БЗ & запрос), в котором из истинности знаний в базе обязательно следует истинность запроса. Этот запрос встречается намного чаще первого способа. Два способа задают режим работы Интеллсист с запросом. Самый простой пример запроса для Интеллсист имеет следующее выражение: запрос := истина. Тогда спецификация логического уравнения примет вид: БЗ. Как интерпретировать эту запись? По-видимому она означает, что необходимо вывести общее свойство знаний (свойство истинности) в БЗ. Это может решить задачу, базирующуюся только на знаниях. Рассмотрим несколько конкретных примеров задания для Интеллсист, которые указывают на отдельные точки третьей координаты и которые уже рассматривались ранее.
Задача оценки коллектива специалистов для формирования состава экспедиции. Необходимо сформировать экспедицию из шести специалистов. Имеются 8 специалистов с именами, А, В, C, D, E, F, G и H. Специалисты квалифицируются так (в скобках указано имя простого знания):

биологом может быть E или G, (К1)

гидрологом - B или F, (К2)

синоптиком - F или G, (К3)

радистом - С или D, (К4)

механиком - C или H, (К5)

врачом -A или D. (К6)

некоторые специалисты характеризуются степенью совместимости:

если войдет в экспедицию F, то должен войти и B, (К7)

если войдет D, то должны войти H и C, (K8)

если войдет С, то недопустим в экспедиции G, (К9)

если войдет А, то недопустим в экспедиции В; (К10)
Спецификация задачи имеет вид БЗ := & Кi. Подстановка формул Кi приведет к ответу: not A, B, C, D, E, F, not G, H. В этой задачи «повезло» ответу, он единствен. Если бы ответов было несколько, то потребовалась бы дополнительная информация о свойствах специалистов для определения состава экспедиции. Пример продемонстрировал первый класс Интеллсист с запросом = истина.
Второй вид координаты связан с запросом следующего типа: запрос := (А => Д), где А - анкетный опрос пациента, Д - диагноз симптомов, болезней, синдромов или методов лечения. Д может представлять диагностику некоторого человека, устройства, машины или общества. Здесь сам запрос построен в форме синтаксического следования, а общее логическое уравнение строится как семантическое следование. Этот класс Интеллсист именуется диагностическими. В этом случае задание для Интеллсист настраивает систему на решение задач диагностических ЭС. Важный класс запросов представляется анкетой. Как уже было отмечено, анкетный запрос полностью имитирует решение задач с помощью ЭС. Каждый пункт анкеты представляется соответствием Аi = значение Аi. Аi - анкетный вопрос, представленный термином автономного понятия или понятия из состава метапонятия, под равенством понимается любое отношение, которое более всего подходит по смыслу (больше, меньше и др.), «значение i» - ответ на вопрос, представленный логическим значением «да» или «нет», числом (например для температуры) или фразой. Некоторые ответы могут быть представлены знаком вопроса, если ответ не ясен или неизвестен. После заполнения анкеты, которую Интеллсист формирует автоматически, для Интеллсист передается запрос указанного вида Р:= А => Д, где А = &iАi, а Д - неизвестная и искомая величина. Этот вид запроса выделяется для такого автоматического генерирования А и решения для Д. Для частного случая анкеты запрос имеет вид Q:= & Pi, в общем случае составляется полная анкета с видом Q:= \/i &j Pij.
Третий вид координаты «форма запроса» связан с шаблонным представлением запроса. Большая часть текста запроса фиксирована. В тексте имеются окна, которые заполняет пользователь. Решение задач по шаблону гарантирует безошибочность ввода запросов и получения ответов. Это важный класс запросов, в котором заведомо сформировано окно (на экране дисплея) со стандартными фразами и окнами с заполняемыми пользователем данными (лексемами), фразами или формулами. Этот класс запросов надежен, не требует подробной записи запроса и эффективен в получении ответов по шаблонному запросу.
Еще пример запроса связан с такой логической формулой:
запрос := F(Х) = not F(not Х),
где F - логическая формула двоичной переменной (или вектора двоичных переменных), представляющая запись задания на построение тестов электронных схем комбинационного типа или с памятью. «запрос» является логической производной функции F по исследуемой переменной. Для формирования полных тестов по всем переменным необходимо так определить: запрос:= \/i (F(Хi) = not F(not Хi)), где i индекс логического суммирования. В качестве знания используются логические формулы для всех выходных (для электронной схемы) проводников: Кi := Yi = Fi(X) для комбинационных схем или Ki := Yi = Fi(X, Y, Z) для схем с памятью Z. Формулировка запроса написана вместо фразы: «Схема F зависит от переменной Х, что приводит к обнаружению замыкания или разрыва проводника Х», а вид запроса представляет логическую производную F по переменной Хi. Этот класс задач отвечает на подобные по форме запросы наборами тестов для обнаружения зависимости схемы от проводника Хi или Zi (альтернативы логического произведения всех переменных или их отрицаний). Эта форма запроса предназначена для синтеза контрольных тестов дискретных схем с вектором входов X, вектором выходов Y и вектором внутренних связей Z, для определения замыкания или разрыва проводника Xm, где Yi = Fi(X, Y, Z). Выражение для запроса интерпретируется как зависимость схемы от входного сигнала Xm: если на выходе схемы при изменении входа сигналы не меняются, то в схеме имеется замыкание или разрыв. Исходя из этого принципа строится оптимальная последовательность входных сигналов - тесты. Можно рассмотреть и другие задачи синтеза тестов, например построение тестов обнаруживающих только замыкания, только разрывы или замыкания или разрыва пары (тройки и т.п.) проводников. Если рассматривать такие постановки задач для многозначных логик, то синтез тестов может быть связан со схемами с неопределенностями переработки сигналов в проводниках.
Еще пример запроса. Для синтеза алгоритма (и программы) в случае достаточности алгоритмического знания в качестве ответа на запрос можно рассмотреть такие запросы, которые известны в теории синтеза алгоритмов или программ: запрос := для всякого X (A(X) => существует Y (B(X, Y))), где A - свойства исходных данных, B - цель исследования, Y = F(X) - искомый алгоритм, обеспечивающий запрос = истина. Следует заметить, что ИЛ гарантирует и Интеллсист находит альтернативные алгоритмы, отличающиеся структурно. Они могут обеспечить выбор искомого алгоритма по каким-либо дополнительным признакам, знания о которых не были переданы в БЗ. Искомый алгоритм может быть автоматически представлен на некотором языке программирования. Алгоритм может быть результатом работы Интеллсист и при других запросах. Рассматриваемая задача синтеза алгоритма имеет самостоятельное значение для Интеллсист.
Рассмотрим кратко пример запроса для построения информационно-поисковой системы (ИПС). При построения ИПС следует применять Интеллсист со следующими атрибутами:

Ki := P(Ai, Bi,..., Ti) - элемент БД или некоторый предикат,

запрос := P(Ai,..., X,..., Y,..., Ti) - простой ассоциативный запрос для Интеллсист. Можно сформулировать и более сложные запросы, которые используют представления X:=F1() и Y:=F2(). Форма запроса совпадает с формой элемента БД. Для Интеллсист можно усложнить форму запроса путем рассмотрения другого предиката P1 вместо P, что обеспечивает существенное расширение известного понятия информационной системы. Результат работы Интеллсист <имя атрибута X таблицы P, значение X> и <имя атрибута Y таблицы P, значение Y> реализует ассоциативный поиск в БД заданной сложности P.
Рассмотрим пример решения функционального уравнения. Для технической диагностики (см. выше) необходимо решать уравнение &iKi => (A => D), где запрос := A => D, Ki, A и D - функции неисправностей, поломок или методов ремонта, A := &kSk - анкетный опрос сбойного устройства по признакам Sk, D - искомая функция. Это известная постановка проблемы диагностики представлена как функциональное логическое уравнение относительно искомой функции D. Для такой формулировки задачи диагностики решение будет иметь вид: D := (&iKi) &A. В связи с постановкой такой задачи можно сказать, что Интеллсист решает более сложные задачи, в отличие от ЭС: обучение (поиск зависимостей поломок и методов ремонта), задачи контроля (поиск поломок по заданным неисправностям или поиск неисправности по заданному методу ремонта) или задачи ремонта (поиск неисправности и метода ремонта по заданным поломкам). Задача диагностики технических устройств не имеет существенных отличий (кроме терминологических) по сравнению с диагностикой больного.
Третья координата требует «перепрограммирования» «исходных данных» для Интеллсист. Вопрос не простой. Это можно видеть на примерах ЭС с различными формами запросов. Здесь адаптация сложнее в сравнении с адаптацией по другим координатам. Однако определенный автоматизм может достигаться и с этой координатой. Например, анкета строится автоматически, но над шаблоном следует потрудиться. Системный программист может легко представить возможности адаптации по этой координате. По приведенным примерам можно представить свойства значений данной координаты. Можно написать и использовать любую формулу, ей должна соответствовать формулировка задания для Интеллсист, которая решает задачу (или проблему), соответствующую запросу. Приведенные примеры предназначались для иллюстрации точек на оси «форма запроса». Скорее всего точек на этой оси счетное число, если учесть конечное число анкет или шаблонов. А если учесть бесконечность числа самих анкет или шаблонов, а также утверждений, то число точек на оси будет несчетно.
В заключение раздела отметим, что классификация запросов для Интеллсист еще предусматривает разделение их по форме документа. Запрос может задаваться в формах абзацев ЯПП, шаблона с готовым текстом и окнами для заполнения конкретными данными или текстами и опросной анкеты так, как это делается в диагностических ЭС. Вторая и третья формы практически полезны, поскольку они предъявляют слабые требования к пользователю по формированию запросов. Шаблоны уменьшают трудоемкость манипуляций на клавиатуре, а анкеты концентрируют внимание пользователя только на существенном. Шаблоны - это образцы запросов или их фрагментов, анкеты, формируемые автоматически по лексикону, имеют более универсальный характер по сравнению с диагностическими ЭС. Более подробно о шаблонах и анкетах рассказано в т.т.2 и 4.
^ 1.5.4. Четвертая координата: виды знаний. Нами были выделены семь видов знания [Красилов90д], они приведены ниже и им поставлены в соответствие классификация наук и сортов программирования. Данная ниже классификация не должна пониматься жестко, будто бы возможно использование только одного вида знания, соответствующего кластеру наук и сорту программирования. Конечно же допускаются смешения или заимствования сведений из других видов, кластеров или сортов. В этом может убедиться каждый, кто изучал или использовал информатику. Более того, каждый вид знания обладает свойствами перевода записей знаний в другой вид. Удовлетворяют ли указанным принципам классификации семь видов знания или их комбинации, это предстоит разрешить в дальнейшем.
Вид знаний определяет внутреннюю структуру БЗ по тем типам данных, которые определяются при генерации конкретного экземпляра Интеллсист. Элементы БЗ представляются по единым правилам, различные виды знаний приводятся в одинаковой форме представления в Интеллсист. Деление знаний по видам с точки зрения формализации является скорее условным, чем абсолютным. Достаточно подробно о видах (представления) знаний говорилось в т.1, здесь же дается только сжатая их характеристика. Примерно так можно характеризовать каждый вид знаний (Вначале каждого пункта приводится тройка: вид знания - совокупность или кластер наук - формы представления или понятия, связанные с представлением):
1. ^ Лингвосемиотические знания - естествознание или природознание - это, если говорить формально, текстовые данные, представляемые массивами из строковых данных. Знания указанных наук представляются текстами на ЕЯ или ЯПП. Главная проблема представления знаний и передачи их для ВМ (или в Интеллсист) состоит в реализации цепи преобразований: ЕЯ -> ЯПП -> ФЯ -> ЯБЗ. Записи на ЯПП переводятся в записи на ФЯ для получения элементов на ЯБЗ - языке БЗ. Цепочка требует специального рассмотрения. Мы ограничимся лишь указанием этой проблемы. Формальное представление этого вида знаний не порождает никаких проблем, поскольку программирование выработало много методов для обработки и ввода данных текстового типа.
Первому виду знаний (лингвосемиотическому) соответствует кластер естественных наук и наглядное программирование (НП). Сущность естественных наук легко объясняется примерами таких наук как география, биология, геология и др. описательные науки (слово «описательные» нельзя понимать абсолютно). НП мы рассмотрим несколько подробнее ниже, так как этот сорт наиболее распространен, он имеет значительный спектр преимуществ перед другими сортами, внешне конкурирует с ИП и пользуется известной популярностью.
2. ^ Семантические знания - гуманитарные науки - сложные структурные данные, представляющие, например, семантические сети [Касаткин81] и фреймы [Минский79], которые представляются именуемыми типами, записями [Красилов78в]. Представление записей в языках программирования отработано уже давно. Однако следует обратить внимание на то, что этот вид знаний дал для структур данных новые идеи их представления в памяти ВМ. В паспорте внутреннего представления данных указаны внешние имена объектов для самоосмысления программой своих внешних имен. Эта новинка возникла в недрах ИП.
Второму виду знаний (семантическому) соответствует кластер гуманитарных наук и языковое программирование (ЯП). Сущность гуманитарных наук раскрывается примерами таких наук как литературоведение, языкознание, юриспруденция и др. Осмысливающие науки и опять, слово «осмысливающие» нельзя понимать абсолютно). ЯП в основе передачи знаний для ВМ использует самые разнообразные языки (более всего - формальные). ЯП также широко распространен в связи с использованием алфавитно-цифровой клавиатуры и возможностью применения автоматического контроля информации при вводе ее в память ВМ.
3.^ Концептуальные знани [Тыугу84] - новый кластер наук с именем информатикознание (или информатические науки) - состоят из определений понятий, представляемые логическими зависимостями. Об этом здесь говорилось достаточно: каждое определение - это совокупность суждений, выражаемая после трансляции ЯПП в формульном виде. Так можно утверждать относительно всех форм определений понятий.
Третьему виду знаний (концептуальному) соответствует, как уже упомянуто, кластер информатических наук и концептуальное программирование (КП). Информатические науки - это новый кластер, включающий области знания применения информатики (или ВМ) в данной конкретной науке. Например, к информатическим наукам относятся информатика математики, математика информатики, информатика географии, география информатики, информатика языкознания, лингвистика информатики и др. КП известно пользователям в меньшей степени [Мейер82]. Программирование понятиями и их определениями чрезвычайно важно в условиях малой изученности данной области исследований.
4. ^ Фактографические знания - искусствознание - хранилища данных любой природы, представляемые совокупностями массивов или файлов, одной или несколькими записями. Массивы отличаются от записей для семантических знаний слабой связанностью элементов данных. Конечно, каждую запись можно рассматривать как массив данных, если мы передаем ее по каналам связи, но алгоритмическая переработка требует рассмотрения связей между группами или отдельными данными, и эта связь явно задается в самих данных. Четвертая координата группирует различные Интеллсист со свойствами мониторинга в самом общем виде.
Четвертому виду знаний (фактографическому) соответствует кластер изобразительных наук и повторное использование программ и проектов (ПИ) [Красилов91а]. Кластера изобразительных наук пока не выделяют явно, однако необходимо учесть развитие культуры, в особенности человекологии, и принять как факт, что такой кластер существует. Повторное использование проектов программ (эта область программирования именуется риюзом [Красилов91а]) по совокупности образует новый вид программистской деятельности. Пока являются размытыми пути развития этой области и сама область применения является также размытой в программировании.
5. ^ Теоретические знания - фундаментальные науки - логические формулы для записи фактов, утверждений о фактах, правил вывода новых утверждений о фактах и метаправил вывода правил. Они имеют свои представления в языке представления знаний [Гильберт79]. Этот вид знаний должен быть представлен тройкой:

исчисление := <ЯППФ, {Аi}, {правила вывода j}>,

где ЯППФ - язык правильно построенных формул, Аi - аксиома, правила вывода - это соотношение списков правильно построенных формул. Так отображаются знания, характеризующие некоторую теорию.
Пятому виду знаний (теоретическому) соответствует кластер фундаментальных наук и логическое программирование (ЛП) [Непейвод81]. Фундаментальные науки являются наиболее известными (математика, физика, химия и др.). ЛП является новым методом (или сортом) использования ВМ. Он базируется на представлении знаний в некотором логическом исчислении с использованием средств синтеза программ в режимах интерпретации или компиляции.
6. ^ Алгоритмические знания - технические и технологические науки (техникознание) - подпрограммы и модули, представляемые в языке представления знаний, алгоритмов и данных. Читателю хорошо известны разнообразные языки программирования. Формы представления алгоритмов предназначены для задания машине последовательностей действий для моделирования предметов, явлений или процессов, в этом и состоит особенность такого вида знаний.
Шестому виду знаний (алгоритмическому) соответствует кластер прикладных наук и ПП [Вирт77а]. К прикладным наукам относятся техника, технология и т.п. ПП является самым употребительным в информатике, и подчас создается мнение о том, что нет более средств получения результатов на ВМ, кроме как через программирование процедурами. Будем сопоставлять ПП и новый метод использования ВМ - ИП только в силу накопленного огромного знания о ПП, и это знание можно использовать при сопоставлении.
7. ^ Кибернетические знания - системология (в частности человекознание) - представление аппаратно-программных систем, систем обслуживания человека с ВМ и Интеллсист. Кибернетика занимается изучением различных систем управления на основе обратной информационной связи, а информатика должна рассматривать подобные системы для анализа и конструирования их с помощью ВМ. Таких систем накопилось в информатике достаточное число: операционные системы, системы программирования, Интеллсист, ЭС, ПС и системы автоматизированного управления и др. Системное исследование подобных конструкций составляет предмет для исследования кибернетических знаний. Этими сведениями и ограничимся. Здесь необходимо учитывать самые разнообразные смеси семи перечисленных видов знаний.
Седьмому виду знаний (кибернетическому) соответствует кластер системологических наук и ИП [Красилов91в], которые изучают системы самого различного свойства. Система - это человек, устройство, прибор или общество, набор предметов или животных и т.п. ИП составляет новое направление в использовании ВМ, которое конкурирует и будет конкурировать с ПП. ИП посвящен весь материал данного тома. ИП опирается на все предыдущие виды знания и на использование естественных средств ввода знаний в память ВМ. Например, ИП использует программы, хранящиеся в библиотеках подпрограмм. ИП занимается автоматической разработкой программ (подпрограмм) и допускает использование готовых программ.
Можно говорить о восьмом виде представления знаний, если считать самые разнообразные смеси семи перечисленных видов знаний. Таким образом, всего имеется 127 координатных точек на оси «вид знаний» с учетом всевозможных комбинаций из указанных семи видов.
Анализ таблицы сопоставления видов знаний, групп наук и сортов программирования позволяет определить нишу для ИП [Красилов91б]. До настоящего времени ИП занимает крайне скромное положение. Это можно объяснить техническими возможностями СВТ. Как только ее возможности расширились, появился поток прямых пользователей, которые неудовлетворенны существующим положением. Как мы рассмотрели выше использование программистов становится тормозом для эффективного решения проблем пользователя. Это одна из главных причин возникновения, реализация и применение ИП.
В реализации ИП могут использоваться и используются Интеллсист, как инструментальные системы ИП. Интеллсист может находиться в самых различных состояниях. Здесь рассматриваются определение Интеллсист, инструментальные средства построения Интеллсист и классификация Интеллсист, по которой можно произвести сопоставление их с ПП.
Сразу обратим внимание на тот факт, что классы Интеллсист, соответствующие видам знаний, не требуют перепрограммирования какой-либо части Интеллсист, поскольку процесс генерации экземпляра Интеллсист должен предусматривать автоматическую адаптацию ее к структуре, заданной языком представления знаний. В этом ярко выражается степень наукоемкости разработки Интеллсист, зависящей от видов используемых знаний. Каждая Интеллсист или их комбинации автоматически генерируются по заданию на языке представления знаний. Такая независимая координата классификационного пространства Интеллсист весьма полезна для характеристики Интеллсист, генерируемых по общей схеме.
Инструментарий формирования Интеллсист по координате «виды знаний» осуществляется автоматизировано путем задания БЗ. Действительно, сформировав типы данных и утверждения для БЗ мы получаем далее автоматические средства восприятия фраз в соответствии с заданной или построенной БЗ. Можно последовательно сопоставить виды знаний и известные способы представления данных, чтобы установить правомерность сделанного заключения. Вид знаний определяет структуру БЗ по тем типам данных, которые определяются при генерации конкретного экземпляра Интеллсист. Примерно так можно характеризовать каждый вид знаний.
1   2   3   4   5   6   7   8   9   ...   28

Похожие:

В семи томах том Интеллектуальные системы (Системы решения проблем) iconВопросы к зачету по дисциплине
Гаскаров Д. В. Интеллектуальные информационные системы. Учеб. Для вузов. – М.: Высш. Шк – 431 с: ил

В семи томах том Интеллектуальные системы (Системы решения проблем) iconВ проточной части устройства (или трубопровода)
Разработан метод численного решения системы четырех дифференциальных уравнений характеристики, описывающих неустановившиеся течения...

В семи томах том Интеллектуальные системы (Системы решения проблем) iconС. П. Соколова интеллектуальные информационные системы
Методические указания предназначены для студентов специальности 351400 «Прикладная информатика (в экономике)»

В семи томах том Интеллектуальные системы (Системы решения проблем) icon«системы автоматизированного проектирования», 2008 Дисциплина: «Интеллектуальные...
Предмет исследования и основные направления исследований в области искусственного интеллекта

В семи томах том Интеллектуальные системы (Системы решения проблем) iconРеферат по экологической психологии на тему: Новые ценностные системы...
Теория Дарвина о борьбе за существование и выживании наиболее приспособленных как способе образования новых видов жизни использовалась...

В семи томах том Интеллектуальные системы (Системы решения проблем) iconИнтеллектуальные информационные системы рекомендуемая литература
Гаврилова Т. А., Хорошевский И. Ф. 2000. Базы знаний интеллектуальных систем. – Спб.: Питер, 2000

В семи томах том Интеллектуальные системы (Системы решения проблем) icon3. Логистические системы Литература 1, 2, 3, 4, 5, 6, 8, 9, 10, 11,...
Понятие логистической системы является частным по отношению к общему понятию системы. Система (греч. «целое, составленное из частей,...

В семи томах том Интеллектуальные системы (Системы решения проблем) iconВопросы к экзамену по курсу «Интеллектуальные информационные системы»
Ии связан со сходной задачей использования компьютеров для понимания человеческого интеллекта, но не обязательно ограничивается биологически...

В семи томах том Интеллектуальные системы (Системы решения проблем) iconМодель адаптивной системы стереозрения для подвижного робота
Т. е такие системы, которые в зависимости от сложности распознавания окружающего мира и поставленных задач будут адаптироваться по...

В семи томах том Интеллектуальные системы (Системы решения проблем) iconЗадачи школы: Создание системы социально педагогической, психологической,...
Цель школы: Создать условия для выстраивания системы воспитания в школе на основе гуманизации и личностно-ориентированного подхода...



Образовательный материал



При копировании материала укажите ссылку © 2013
контакты
lit-yaz.ru
главная страница