Раздел 1 Теория представления знаний

Физика
Лабораторные работы
Курс электрических цепей
Полупроводниковая электроника
Курс лекций и задач
Потенциал электpостатического поля
Пpимеpы использования теоpемы Гаусса
Закон Ома
Закон Ампеpа
Феppомагнетизм
Электротехника и электроника
Резонанс напряжений
Методы расчета сложных цепей
Трехфазные цепи
Цепи со взаимной индуктивностью
Несинусоидальные токи
Математика
Вычислительная математика
Векторная алгебра
Графика
Начертательная геометрия
Сборочные чертежи
Инженерная графика
Построение лекальных кривых
Геометрические построения
Позиционные задачи
Информатика
Электронная коммутация
Модернизация компьютера
Архитектура компьютера
Маршрутизация
Экспертные системы
Компьютерная безопасность
Требования к защите компьютерной информации
Проектирование системы защиты
Авторизация
Категорирование прав доступа
Диспетчер доступа
Антивирусная защита
Атомная энергетика
Атомные батареи
Физика атомного реактора
Атомные электростанции
Испытания атомного оружия
Воспоминания участников
атомного проекта

Теория представления знаний — это отдельная область исследований, тесно связанная с философией формализма и когнитивной психологией. Предмет исследования в этой области — методы ассоциативного хранения информации, подобные тем, которые существуют в мозгу человека. При этом основное внимание, естественно, уделяется логической, а не биологической стороне процесса, опуская подробности физических преобразований

  • Как и большинство сообщений об ошибках, это помогает не больше, чем предсказания судьбы по состоянию Марса . Вы применяете крайнюю меру — удаляете целый каталог и переинсталлируете программу, но результат от этого не меняется. Вы начинаете менять настройки в разных файлах инициализации, но это тоже не помогает.
  • Вполне логично потребовать, чтобы такая программа обладала знаниями. Просто способность выполнять некоторый алгоритм, например производить анализ списка элементов на наличие какого-либо свойства, явно не отвечает этому требованию. Это все равно, что дать первому случайному прохожему список вопросов и ответов и ожидать от него успешного выполнения поиска и устранения неисправностей в системах определенного типа. Раньше или позже, но он обязательно столкнется с ситуацией, не предусмотренной в том списке, которым его снабдили.
  • Моделирует не столько физическую (или иную) природу определенной проблемной области, сколько механизм мышления человека применительно к решению задач в этой проблемной области. Это существенно отличает экспертные системы от систем математического моделирования или компьютерной анимации. Нельзя, конечно, сказать, что программа полностью воспроизводит психологическую модель специалиста в этой предметной области (эксперта), но важно, что основное внимание все-таки уделяется воспроизведению компьютерными средствами методики решения проблем, которая применяется экспертом, -т.е. выполнению некоторой части задач так же (или даже лучше), как это делает эксперт.
  • Поскольку теория экспертных систем выросла из более общей концепции искусственного интеллекта, то нет ничего удивительного в том, что проблематика этих областей имеет много общего. На некоторых из таких связей акцентируется внимание в последующих разделах при обзоре литературы.
  • Специалисты в узкой области, как правило, пользуются собственным жаргоном, который трудно перевести на обычный "человеческий" язык (см. врезку 1.1). Но смысл жаргонного "словечка" отнюдь не очевиден, а потому требуется достаточно много дополнительных вопросов для уточнения его логического или математического значения. Например, специалисты по военной стратегии говорят об "агрессивной демонстрации" иностранной военной мощи, но при этом не могут объяснить, чем такая "агрессивная" демонстрация отличается от демонстрации, не несущей угрозы.
  • Представление знаний — еще одна функция экспертной системы. Теория представления знаний — это отдельная область исследований, тесно связанная с философией формализма и когнитивной психологией. Предмет исследования в этой области — методы ассоциативного хранения информации, подобные тем, которые существуют в мозгу человека. При этом основное внимание, естественно, уделяется логической, а не биологической стороне процесса, опуская подробности физических преобразований.
  • При проектировании экспертной системы серьезное внимание должно быть уделено и тому, как осуществляется доступ к знаниям и как они используются при поиске решения [Davis, 1980, а]. Знание о том, какие знания нужны в той или иной конкретной ситуации, и умение ими распорядиться — важная часть процесса функционирования экспертной системы. Такие знания получили наименование метазнаний — т.е. знаний о знаниях. Решение нетривиальных проблем требует и определенного уровня планирования и управления при выборе, какой вопрос нужно задать, какой тест выполнить, и т.д.

  • Вопрос о том, как помочь пользователю понять структуру и функции некоторого сложного компонента программы, связан со сравнительно новой областью взаимодействия человека и машины, которая появилась на пересечении таких областей, как искусственный интеллект, промышленная технология, физиология и эргономика.
  • В этой главе я старался не только обратить внимание на сильные стороны экспертных систем, но прямо указать на присущие им ограничения. Таким образом, читатель, не знакомый с этой проблематикой, должен, по крайней мере, получить представление о том, чего можно ожидать от такого типа систем и насколько возможно приложение описанных в этой книге идей в той области, в которой читатель работает.
  • Потенциальный пользователь экспертной системы чаще всего задается вопросом: "А сможет ли она решить мои проблемы?" Ответ уклончивый: "Смотря какие". Существуют три фактора, от которых зависит окончательный ответ, — природа проблемы, наличие определенного опыта в той предметной области, к которой относится проблема, и возможность сопоставления результатов анализа проблемы и имеющегося опыта методом, доступным компьютерной программе
  • Рядовому читателю, скорее всего, будут интересны темы, касающиеся представления знания и управления процессом анализа, поскольку это ключевые проблемы в технологии экспертных систем. Темы восприятия знаний и объяснения принятого решения имеют не меньшее значение при построении экспертных систем, но они носят более прикладной характер.
  • УпражненияВ чем разница между экспертной системой и системой, основанной на знаниях?
    Является ли экспертной системой программа предсказания погоды в южной Калифорнии, которая выводит сообщение такого рода: "Завтра погода не будет отличаться от сегодняшней"?

    2. В чем разница между экспертной системой и системой, основанной на знаниях?

    3. Является ли экспертной системой программа предсказания погоды в южной Калифорнии, которая выводит сообщение такого рода: "Завтра погода не будет отличаться от сегодняшней"? Предположим, что она представляет сегодняшнюю погоду в символьном виде, легко модифицируется и способна к расширению, прекрасно работает и может объяснить, почему она пришла к определенному заключению, выведя примерно такое сообщение:

    "Суточные изменения климатических условий в это время года маловероятны". Выполняя это упражнение, мы освоим на практике приемы выделения объектов и выполнения преобразований над ними. В результате выполнения упражнения должно получиться изображение. Если в ходе выполнения упражнения у вас возникнут затруднения, вернитесь к описанию приемов выделения и преобразования обьектов.

    4. Является ли экспертной системой программа, которая формирует прогноз погоды на определенную дату (скажем, 16 июня), усредняя температуру воздуха, количество выпавших осадков и количество солнечных часов 16 июня за все годы, начиная с 1900?

    5. Является ли система поиска в сети World Wide Web экспертной? Если нет, то каких свойств ей не хватает для того, чтобы квалифицировать ее как экспертную систему поиска нужной Web-страницы?

    6. Почему задача приобретения знаний является узким местом в проектировании экспертных систем? Какие решения предлагаются для устранения такой ситуации?

    7. Объясните замечание о логической и эвристической адекватности, которое относится к языку представления знаний.

    8. Рассмотрите такой вариант загадки, представленной во врезке 1.4. Человек, который рассматривает портрет, говорит:

    ''У меня нет братьев и сестер, но сын этого человека — это сын моего отца".

    Объясните решение, используя ту же нотацию, что и во врезке.

    9. В разделе 1.3.4 отмечалось, что хорошее представление подчас значительно облегчает понимание сути проблемы и упрощает анализ решений. В головоломке "8 ферзей" задача состоит в следующем: нужно так расположить восемь ферзей на шахматной доске, чтобы ни один из них не находился под ударом другого (если кто-нибудь из читателей не знаком с шахматами, то ферзь держит под ударом поля по обеим диагоналям от себя, по горизонтали и по вертикали).

    10. Можно представить себе разные способы представления ситуации на шахматной доске. Например, воспользуемся массивом битов размером 8x8, где каждый элемент соответствует одной клетке доски (полю). Если поле находится под ударом, соответствующему элементу массива присвоим значение 1, а иначе — 0. Но существует лучшее представление, в котором используется только один вектор длиной 8 элементов. Использование такого представления существенно уменьшает размерность, а соответственно и сложность задачи. Какое это представление?

  •  
    Примеры решения типовых задач математика, физика, электротехника