8. Організація знань у базі даних

Показником інтелектуальності системи з погляду подання знань вважається здатність системи використати в потрібний момент необхідні (релевантні) знання. Системи, що не мають засобів для визначення релевантних знань, неминуче зіштовхуються із проблемою "комбінаторного вибуху". Можна затверджувати, що ця проблема є однією з основних причин, що обмежують сферу застосування експертних систем. У проблемі доступу до знань можна виділити три аспекти: зв’язність знань і даних, механізм доступу до знань і спосіб зіставлення.

Зв’язність {агрегація) знань є основним способом, що забезпечує прискорення пошуку релевантних знань. Більшість фахівців прийшли до переконання, що знання варто організовувати навколо найбільш важливих об'єктів (сутностей) предметної області. Всі знання, що характеризують деяку сутність, зв'язуються й представляються у вигляді окремого об'єкта. При подібній організації знань, якщо системі потрібна була інформація про деяку сутність, то вона шукає об'єкт, що описує цю сутність, а потім уже усередині об'єкта відшукує інформацію про дану сутність. В об'єктах доцільно виділяти два типи зв'язувань між елементами: зовнішні й внутрішні. Внутрішні зв'язування поєднують елементи в єдиний об'єкт і призначені для вираження структури об'єкта. Зовнішні зв'язування відбивають взаємозалежності, що існують між об'єктами в області експертизи. Багато дослідників класифікують зовнішні зв'язування на логічні й асоціативні. Логічні зв'язування виражають семантичні відносини між елементами знань. Асоціативні зв'язування призначені для забезпечення взаємозв'язків, що сприяють прискоренню процесу пошуку релевантних знань.

Основною проблемою при роботі з великою базою знань є проблема пошуку знань, релевантних розв'язуваній задачі. У зв'язку з тим, що в оброблюваних даних може не втримуватися явних вказівок на значення, необхідні для їхньої обробки, необхідний більше загальний механізм доступу, чим метод прямого доступу (метод явних посилань). Задача цього механізму полягає в тому, щоб по деякому описі сутності , наявному в робочій пам'яті, знайти , базі знань об'єкти, що задовольняють цьому опису. Очевидно, що впорядкування й структурування знань можуть значно прискорити процес пошуку.

Знаходження бажаних об'єктів у загальному випадку доречно розглядати як двоетапний процес. На першому етапі, що відповідає процесу вибору по асоціативних зв'язуваннях, відбувається попередній вибір у базі знань потенційних кандидатів на роль бажаних об'єктів. На другому етапі шляхом виконання операції зіставлення потенційних кандидатів з описами кандидатів здійснюється остаточний вибір шуканих об'єктів. При організації подібного механізму доступу виникають певні труднощі: Як вибрати критерій придатності кандидата? Як організувати роботу в конфліктних ситуаціях? і т.п.

Операція зіставлення може використатися не тільки як засіб вибору потрібного об'єкта із множини кандидатів; вона може бути використана для класифікації, підтвердження, декомпозиції й корекції. Для ідентифікації невідомого об'єкта він може бути зіставлений з деякими відомими зразками. Це дозволить класифікувати невідомий об'єкт як такий відомий зразок, при зіставленні з яким були отримані кращі результати. При пошуку зіставлення використається для підтвердження деяких кандидатів із множини можливих. Якщо здійснювати зіставлення деякого відомого об'єкта з невідомим описом, то у випадку успішного зіставлення буде здійснена часткова декомпозиція опису.

Операції зіставлення досить різноманітні. Звичайно виділяють наступні їхні форми: синтаксичні, параметричні, семантичне й примусове зіставлення. У випадку синтаксичного зіставлення співвідносять форми (зразки), а не зміст об'єктів. Успішним є зіставлення, у результаті якого зразки виявляються ідентичними. Звичайно вважається, що змінна одного зразка може бути ідентична будь-якій константі (або вираженню) іншого зразка. Іноді на змінні, вхідні в зразок, накладають вимоги, що визначають тип констант, з якими вони можуть зіставлятися. Результат синтаксичного зіставлення є бінарним: зразки зіставляються або не зіставляються. У параметричному зіставленні вводиться параметр, що визначає ступінь зіставлення. У випадку семантичного зіставлення співвідносяться не зразки об'єктів, а їхньої функції. У випадку примусового зіставлення зіставляється один зразок з погляду іншого. На відміну від інших типів зіставлення тут завжди може бути отриманий позитивний результат. Питання складається в силі примусу. Примушування можуть виконувати спеціальні процедури, що зв'язують із об'єктами. Якщо ці процедури не в змозі здійснити зіставлення, то система повідомляє, що успіх може бути досягнуть тільки в тому випадку, якщо певні частини розглянутих сутностей можна вважати що зіставляються.