2. Декларативные и процедурные знания. Формы представления знаний в прикладной лингвистике. Фреймы, сценарии, планы, модели мира.

Компьютерная лингвистика как особая прикладная дисциплина выделяется, прежде всего, по инструменту — то есть по использованию ком­пьютерных средств обработки языковых данных. Поскольку компьютер­ные программы, моделирующие те или иные аспекты функционирования языка, могут использовать самые разные средства программирования, то об общем метаязыке говорить вроде бы не приходится. Однако это не так. Существуют общие принципы компьютерного моделирования мышле­ния, которые, так или иначе, реализуются в любой компьютерной модели. В основе этого языка лежит теория знаний, разработанная в искусствен­ном интеллекте и образующая важный раздел когнитивной науки.

Основной тезис теории знаний гласит, что мышление — это про­цесс обработки и порождения знаний. «Знания» или «знание» считается неопределяемой категорией. В качестве «процессора», обрабатывающе­го знания, выступает когнитивная система человека. В эпистемологии и когнитивной науке различают два основных вида знаний — деклара­тивные («знание что») и процедурные («знание как»).

Декларативные знания - совокупность утвер­ждений о чем-либо. Типичным примером декларативных знаний мож­но считать толкования слов в обычных толковых словарях. Например, чашка — 'небольшой сосуд для питья округлой формы, обычно с руч­кой и т. п. Они поддаются процедуре верификации в терминах «истина—ложь».

Процедурные знания - последовательность (список) операций, действий, которые следует выполнить. Это некоторая общая инструкция о действи­ях в некоторой ситуации, пример — инструкции по пользованию бытовыми приборами.

Их невоз­можно верифицировать как истинные или ложные. Их можно оценивать только по успешности—неуспешности алгоритма; связаны с культурной традицией. Это, по-видимому, объясняется тем, что процедурное знание, как правило, описывает поведение, которое более социологизировано, чем представление об абстрактных категориях типа движения, времени, пространства и пр. Впро­чем, многие декларативные знания прямо зависят от обучения и опыта взаимодействия с окружающим миром.

Большинство понятий когнитивного инструментария компьютерной лингвистики омонимично: они одновременно обозначают некоторые ре­альные сущности когнитивной системы человека и способы представле­ния этих сущностей на некоторых метаязыках. Иными словами, элементы метаязыка имеют онтологический и инструментальный аспект.

Онтоло­гически разделение декларативных и процедурных знаний соответствует различным типам знаний когнитивной системы человека. Так, знания о конкретных предметах, объектах действительности преимущественно декларативны, а функциональные способности человека к хождению, бегу, вождению машины реализуются в когнитивной системе как про­цедурные знания.

Ин­струментально знание (как процедурное, так и декларатив­ное) можно представить как совокупность описаний и как алгоритм, инструкцию. Иными словами, онтологически декларативное знание об объекте действительности «стол» можно представить процедур­но как совокупность инструкций, алгоритмов по его созданию, сборке. Верно и обратное: онтологически процедурное знание можно представить декларативно.

Исследователи сходятся в том, что всякое декларативное знание в принципе можно представить процедурно, хотя это может оказаться для когнитивной системы очень неэкономным. Обратное вряд ли справедливо. Декларативное знание более эксплицитно=прямо, оно легче осознается человеком, чем процедурное. В противоположность декларативному знанию, процедур­ное знание преимущественно имплицитно=скрытно.

Понятие о фреймах, сценариях, планах, моделях мира.

В теории знаний для изучения и представления знания используют­ся различные структуры знаний — фреймы, сценарии, планы.

Фрейм — это структура данных, предназначенная для представления стереотипной ситуации (является концептуальной структурой для декларативного представления знаний о типизированной тематически единой ситуации, содержащей слоты, связанные между собой определен­ными семантическими отношениями). В целях наглядности фрейм часто представляют в виде таблицы, строки которой образуют слоты. Каждый слот имеет свое имя и содержание. В зависимости от конкретной задачи структуризация фрейма может быть существенно более сложной; фрейм может включать вложенные подфреймы и отсылки к другим фреймам, фреймы могут образовывать сложные структуры знаний; системы фреймов допус­кают иерархию — один фрейм может быть частью другого фрейма. По содержанию понятие фрейма очень близко категории толкова­ния (толкование содержит только лингвистически релевантную информацию о плане содержания слова, а фрейм, во-первых, не обязательно привязан к слову, и, во-вторых, включает всю релевантную для данной проблемной ситуации информацию, в том числе и экстралингвистическую (знания о мире)).

Теория фрейма была предложена англ. ученым Марвином. Он пытался найти форму, в которую можно записывать значения для машины, они должны быть строгими (это не так: во фреймах есть центр и периферия)

Типы: предметноцентрический (во главе-сущ., к нему приписываются некоторые признаки); акциональный (действие-гл., задаётся ситуация, появляются объекты, цели…); партитивный (отражаются предметы и их части); гипонимический (родовидовые отношения; гипероним-род (дерево), гипоним-вид (дуб)); ассоциативный (отражается сближение явлений по их сходству)

Сценарий - концептуальная структура для про­цедурного представления знаний о стереотипной ситуации или стерео­типном поведении. Элементами сценария являются шаги алгоритма или инструкции. Обычно говорят о «сценарии посещения ресторана», «сце­нарии покупки» и т.п. Характерный пример - сценарий поведе­ния в ресторане. Сценарные знания тесно связаны с определенной культурой. Сценарий можно представить не только в виде алгоритма, но и в виде сети, вершинам которой соответ­ствуют некоторые ситуации, а дугам — связи между ситуациями.

В результате применения сценария к конкретной проблемной си­туации формируется план. План используется для процедурного пред­ставления знаний о возможных действиях, ведущих к достижению опре­деленной цели. План соотносит цель с последовательностью действий. В общем случае план включает последовательность процедур, переводя­щих начальное состояние системы в конечное и ведущих к достижению определенной подцели и цели. Выполнимость пла­на — обязательное условие его порождения в когнитивной системе, а к сценарию характеристика выполнимости неприложима.

Модель мира - совокупность определенным образом организованных знаний о мире, свойственных когнитивной системе или ее компьютер­ной модели. В несколько более общем виде о модели мира говорят как о части когнитивной системы, хранящей знания об устройстве мира, его закономерностях и пр. Модель мира является особым блоком, в который в зависимости от выбранной архитектуры могут входить общие знания о мире (в виде простых пропозиций типа «зимой холодно» или в ви­де правил продукций «если на улице идет дождь, то надо надеть плащ или взять зонтик»), некоторые специфические факты («Самая высокая вершина в мире — Эверест»), а также ценности и их иерархии, иногда выделяемые в особый «аксиологический блок».

Тесно связано с категорией фрейма понятие сцены. Категория сцены преимущественно используется в литературе как обозначение концеп­туальной структуры для декларативного представления си­туаций и их частей. Будучи связана с языковыми формами, сцена часто актуализуется определенным словом или выражением. В грамматиках сю­жетов сцена предстает как часть эпизода или повествования. Характерные примеры сцен — место действия в рассказе и участники действия и т.д. В искусственном интеллекте сцены используются в системах распозна­вания образов, а также в программах, ориентированных на исследование (анализ, описание) проблемных ситуаций.