Лекция 9. Формализмы как средство представления знаний Содержание лекции: 1. 2. 3. Теоретико-системное определение понятия «знание» Формализм как средство представления знаний Наиболее распространённые формализмы 4. Прикладное значение теории формальных систем Формализмы как средство представления знаний © Н.М. Светлов, 2006-2010 1/11 1. Знание: теоретико-системное определение • Знания – это информация (как правило, неполная и неточная) о структуре систем • в отличие от информации о состоянии и поведении систем – По существу, знания представляют собой модель окружающего мира • Метазнания – это информация о способах накопления, представления и использования знаний Формализмы как средство представления знаний © Н.М. Светлов, 2006-2010 3/11 1. Знание: теоретико-системное определение База знаний включает: знания, упорядоченные и закреплённые на материальном носителе метазнания • включая знания о достоверности источников знаний программное обеспечение, обеспечивающее: • доступ к знаниям • пополнение знаний (обучение) • использование знаний для решения практических задач Формализмы как средство представления знаний © Н.М. Светлов, 2006-2010 4/11 2. Формализм как средство представления знаний Представление знаний • трансляция знаний в форму, допускающую их использование независимо от источника знаний Один из способов представления знаний – их формализация • т.е. представление знаний средствами той или иной формальной системы • например, в форме предикатов или дифференциальных уравнений Формализмы как средство представления знаний © Н.М. Светлов, 2006-2010 5/11 Как правило, формализация знаний выполняется человеком – инженером по знаниям Оболочки ЭС Непроцедурный язык программирования Prolog В Для реализации символьных качестпреобразований веметаязыка Программная реализация Автоматизация обучения проблематична Применяется Исчисление предикатов первого порядка 2. Формализм как средство представления знаний в системах, требующих определения специализированных формальных систем для представления специфических знаний аналитическое интегрирование и дифференцирование и т.п. аналитическое упрощение выражений аналитическое решение уравнений В системах компьютерного перевода текстов и В диагностических Формализмы как средство представления знаний ЭС советующих © Н.М. Светлов, 2006-2010 6/11 3. Наиболее распространённые формализмы Исчисление предикатов первого порядка Как правило, формализация знаний выполняется человеком – инженером по знаниям Оболочки ЭС Непроцедурный язык программирования Prolog в системах, требующих определения специализированных формальных систем для представления специфических знаний аналитическое интегрирование и дифференцирование и т.п. аналитическое упрощение выражений аналитическое решение уравнений В диагностических и советующих ЭС В системах компьютерного перевода текстов Для реализации символьных преобразований В качестве метаязыка 7/11 Формализмы как средство представления знаний © Н.М. Светлов, 2006-2010 Автоматизация обучения проблематична Программная реализация Применяется 3. Наиболее распространённые формализмы Формализм условных вероятностей Применяется В спамфильтрах В диагностических ЭС Программная реализация Bayes Net Learner Обучение базы знаний легко поддаётся автоматизации Если для объекта характерна неполнота или недостаточная достоверность данных Формализмы как средство представления знаний © Н.М. Светлов, 2006-2010 8/11 3. Наиболее распространённые формализмы Нейронная сеть Применяется для решения задач: Но требует больших вычислительных ресурсов Формализмы как средство представления знаний © Н.М. Светлов, 2006-2010 NeuroPro VieNet OWL Освобождения информационного сигнала от помех В т.ч. для прогнозирования курсов ценных бумаг, валют, оценки рисков кризисов Распознавания образов Краткосрочного экономического прогнозирования Программная реализация обучение поддаётся автоматизации 9/11 3. Наиболее распространённые формализмы Семантические сети • Теория исчисления предикатов I порядка содержит теорию семантических сетей Объектно-ориентированное программирование Алгебра • Пример программного средства – MathCad Естественный язык • Процедурный компонент зависит от субъекта Формализмы как средство представления знаний © Н.М. Светлов, 2006-2010 10/11 4. Прикладное значение теории формальных систем Прикладное значение теории формальных систем Разработка высокоэффективных алгоритмов решения ряда распространённых вычислительных задач • например, алгоритмы решения «плохо поставленных задач» на основе метода резолюции Экспертные системы Самообучающиеся информационные системы Автоматические решатели задач Формализмы как средство представления знаний • ПО автоматизированного удовлетворения © Н.М. Светлов, 2006-2010 потребности экономиста информационной 11/11 Самообучающиеся информационные системы Автоматические решатели задач • ПО автоматизированного удовлетворения информационной потребности экономиста • ПО автоматической генерации экономико-математических моделей Генераторы компиляторов Генераторы алгоритмов по заданной спецификации задачи • пример: найти алгоритм a: x y | i k xi = yk, k < m yk < ym Разработка эффективных методов представления данных и знаний в памяти ЭВМ Разработка высокоэффективных самомодифицирующихся (полиморфных) программных кодов Формализмы как средство представления знаний © Н.М. Светлов, 2006-2010 12/11