Моделирование знаний

Статью необходимо переименовать- см. Имя статьи

Проблема моделирования знаний решается в разделе информатики, который носит название «Искусственный интеллект». Предметом исследования этой науки является человеческое мышление. Цель этих исследований – создание компьютерных моделей интеллектуальной деятельности человека. Такие модели называются системами искусственного интеллекта. Основой любой системы искусственного интеллекта является модель знаний и созданная на ее основе база знаний.

Чтобы моделировать знания, нужно ответить на вопрос: что такое знания? Чем они отличаются от данных? Разве данные, которые хранятся в базах данных, не являются знаниями? Чем отличаются базы знаний от баз данных? Согласно классификации, предложенной в 1986 г. советским ученым Святославом Сергеевичем Лавровым, знания делятся на четыре вида:

-понятийные или концептуальные знания – это набор понятий из некоторой области знания, их свойства и взаимосвязи;

-конструктивные знания – знания о структуре объектов, о взаимодействии их частей;

-процедурные или алгоритмические знания – это уже известные людям методы решения задач, алгоритмы, программы;

-фактуальные или фактографические знания – это количественные и качественные характеристики конкретных объектов.

Пример:

cтол –

1: предназначен для того, чтобы на нем писать, изготовлен из некоторого материала, имеет вес, длину, ширину, высоту, цвет и пр.

2: имеет столешницу, четыре ножки, два ящика.

3: правила сборки стола из составных частей, правила крепления деталей с помощью болтов, правила установки замков на ящиках.

4: стол изготовлен из дерева, болты из стали, высота стола – 70 см, длина 110 см, ширина – 60 см, цвет – коричневый.

Всякая конкретная база знаний содержит модель определенной предметной области. Предметная область – это некоторая часть реального мира (научная область, производственный процесс, социальная система и пр.). Любая база знаний содержит в себе базу данных в качестве составляющей, но не сводится к ней. Главное отличие базы знаний от базы данных с точки зрения пользователя – ее активность. База данных - пассивна. Из базы данных можно извлечь ту фактографическую информацию, которая в ней заложена. База знаний – активна. Благодаря процедурной компоненте она может сама выводить новые факты, которые непосредственно в нее заложены не были, может по своей инициативе вступать во взаимодействие с другими установленными на компьютере системами и человеком.

Существует несколько возможных модельных представлений знаний - продукционные и логические модели; представление знаний в виде графов.

Модели знаний на графах.

В основе таких моделей лежит идея о том, что любые знания можно представить в виде совокупности объектов (понятий) и связей (отношений) между ними.

Смысловая структура фраз.

В Искусственном интеллекте существует раздел, который называется компьютерная лингвистика. Задача этой науки – научить компьютер общаться с человеком на естественном языке. Смысл любой фразы зависит не только от слов, ее составляющих, но и от связей между словами. Структуру фразы удобно изобразить графом.

Если в вершинах графа заменить члены предложения на другие родственные слова, то снова может получиться осмысленная фраза. Даже фраза, не содержащая конкретных понятий, может нести определенный смысл. Например: «Ка-кой-то кто-то чем-то кого-то что-то». Здесь вообще нет никаких определенных объектов и понятий, но есть связи. В результате возникает некоторая картина событий. Подобные модели закладываются в компьютерную память и используются для анализа текстов на естественных языках.

Смысл математических выражений.

Традиционная математическая символика является формальным языком математики. Смысл математического выражения заключается в определенной им последовательности вычислительных операций. Чтобы его понять, нужно знать правила старшинства операций, правила раскрытия скобок. Наглядным средством изображения последовательности вычисления математических выражений, т.е. их смысла являются графы. Такой граф представляет собой дерево, листьями которого являются числа, а прочими вершинами – операции.