11.Понятие о знании

Знания – это закономерности предметной области (принципы, связи, законы), полученные в результате практического опыта и теоретических исследований, позволяющие решать задачи данной предметной области.

Знания возможны только как результат переработки (анализа, обобщения) некоторых исходных фактов и других знаний. Сама глубина этих новых знаний и форма их представления существенно зависят от способов их получения.

Человечество в процессе своего развития выработало и вырабатывает некоторые стандартные процедуры работы со знаниями, ускоряющие и облегчающие анализ данных и знаний и получение новых знаний. Поскольку способ представления знаний жестко связан со способом их представления, то эти стандартные процедуры можно назвать еще методами формализации знаний. Исторически первым инструментом формализации знаний можно считать логику Аристотеля, вторым – математику. С появлением компьютеров возникли компьютерные подходы к формализации знаний.

Наиболее известны и широко используются четыре модели представления знаний:

• логические модели;

• продукционные модели;

• фреймовые модели;

• семантические сети.

12Логические модели

Описания предметных областей, выполненные в логических языках, называются (формальными) логическими моделями.

Достоинством логической модели представления знаний является единственность теоретического обоснования и возможность реализации формально точных определений и выводов. Описание предметной области с помощью логических моделей широко использовалось на первых этапах развития компьютерных технологий. Однако в настоящее время круг их использования неширок (в основном, логические задачи и игры). Это связано с тем, что при решении слабоформализованных задач попытка представить неформализованные знания человека (эксперта) в виде четких формализованных правил приводит к серьезным искажениям исходной информации, в результате чего и ответ может быть существенно неадекватным ситуации.

13. Продукционные модели

В продукционной модели, или иначе, модели правил, знания представляют собой совокупность правил вида «Если-То».. Такие правила называются продукциями, с чем и связано название этого типа моделей.

Продукции, с одной стороны, близки к логическим моделям, что позволяет организовывать на них эффективные процедуры вывода, а с другой стороны, более наглядно отражают знания, чем классические логические модели. В них отсутствуют жесткие ограничения, характерные для логических исчислений, что дает возможность изменять интерпретацию элементов продукции.

В общем виде под продукцией понимается выражение следующего вида:

(i); Q; Р; А=>В; N.

Здесь i-имя продукции, с помощью которого данная продукция выделяется из всего множества продукций. Элемент Q характеризует сферу применения продукции.

Основным элементом продукции является ее ядро: А=>В.

Элемент N описывает постусловия продукции. Они актуализируются только в том случае, если ядро продукции реализовалось. Постусловия продукции описывают действия и процедуры, которые необходимо выполнить после реализации В.

Основные достоинства продукционных моделей:

• простота создания и понимания отдельных правил;

• простота пополнения списка правил и их модификации;

• простота логического вывода.

Недостатки:

• неясность взаимных отношений отдельных правил;

• сложность оценки целостного образа знаний;

• отсутствие гибкости в логическом выводе;

• отсутствие количественных процедур оптимизации.

Продукционные модели получили широкое распространение в современных базах знаний, особенно используемых в экспертных системах. Однако только этих моделей знаний, как правило, недостаточно для решения слабоформализованных задач и они дополняются более гибкими моделями знаний – фреймовыми и сетевыми.