Этап формализации

Этап концептуализации.

На данном этапе эксперт и инженер по знаниям эксплицируют ключевые понятия, отношения (упомянутые на этапе идентификации) и характеристики, необходимые для описания процесса решения проблемы. На этом этапе определяются следующие особенности проблемы: типа доступных данных; выводимые данные; подпроблемы общей проблемы; используемые стратегии и гипотезы; виды взаимосвязей между объектами области; типы используемых отношений (иерархия, причина/следствие, часть/целое и т.п.); типы ограничений, накладываемых на процесс решения; состав знаний, используемых для получения и обоснования решения. Опыт показывает, что для определения перечисленных характеристик проблемы целесообразно составить детальный протокол действий и рассуждений эксперта в процессе решения хотя бы одной конкретной задачи. Такой протокол обеспечивает инженера по знаниям словарем терминов и некоторым приблизительным представлением о тех стратегиях, которые использует эксперт. Кроме того, протокол помогает ответить на многие другие вопросы, возникающие в ходе разработки (см. гл.6). На этом этапе инженер по знаниям рассматривает некоторые вопросы, относящиеся к представлению знаний и методам решения, но говорить о выборе конкретных способов и методов здесь еще рано.

На этапе концептуализации (как и на этапе идентификации) может потребоваться несколько, повторных взаимодействий между экспертом и инженером по знаниям, что приводит к значительным затратам времени. Опыт разработок экспертных систем убеждает в том, что на данном этапе невозможно, да и не нужно добиваться корректности и полноты разрабатываемой системы. Необходимо как можно раньше переходить к следующим этапам (формализации и выполнению).

На этапе концептуализации (так же, как и на предыдущем этапе) задача инженера по знаниям заключается в том, чтобы введенных ключевых понятий и отношений было достаточно для описания всех имеющихся конкретных примеров решений рассматриваемой проблемы.

На данном этапе все ключевые понятия и отношения, введенные на этапе концептуализации, выражаются на некотором формальном языке, предложенном инженером по знаниям. Здесь он определяет, подходят ли имеющиеся инструментальные средства для решения рассматриваемой проблемы или необходимы оригинальные разработки. Выходом этапа формализации является описание процесса решения рассматриваемой проблемы на предложенном формальном языке, т.е. на данном этапе определяются состав и способы представления декларативных и процедурных знаний системы.

Процесс формализации зависит от трех основных факторов: 1) структуры пространства поиска, характеризующей особенности решаемой задачи (см. §5.2); 2) модели, лежащей в основе проблемы; 3) свойств данных рассматриваемой проблемы. Для того чтобы понять структуру пространства поиска, необходимо формализовать понятия и определить как они могут связываться друг с другом при образовании гипотез. При этом необходимо ответить на следующие вопросы: "Являются ли понятия примитивными, или они имеют внутреннюю структуру?", "Необходимо ли представлять причинные и пространственно-временные отношения между понятиями в явном виде?", "Необходима ли иерархия гипотез?", "Относится ли коэффициент определенности (или другие средства для выражения мнения) (см., например, [Доил, 1979] и § 5.4) только к окончательным гипотезам, или необходимы и для промежуточных гипотез?", "Необходимо ли рассматривать понятия и процессы на различных уровнях абстракции?"

Важным шагом в процессе формализации знаний является построение модели исследуемой проблемы, так как именно знание модели позволяет генерировать решение. Если в процессе рассуждений и аргументации эксперт использует хотя бы простейшую модель, то анализ этой модели позволит выработать многие важные понятия и отношения.

Для формализации знаний весьма важно понимать природу данных проблемной области. Необходимо определить свойства данных, которые существенно влияют на решение исходной проблемы. Перечислим эти свойства: 1) данные достоверны (надежны и точны) /недостоверны (ненадежны, неточны); 2) данные полны (достаточны), согласованы, неизбыточны/неполны, несогласованы, избыточны; 3) данные характеризуются,/не характеризуются коэффициентом определенности; 4) интерпретация данных зависит/не зависит от порядка их появления во времени. Большое значение имеют также способ и стоимость приобретения данных.

Часто на этапе формализации выясняется, что для различных частей общей проблемы нужны различные языки или различные инструментальные средства. Однако опыт показывает, что на начальном этапе целесообразнее использовать одно, а не несколько средств, что снижает трудоемкость разработки системы.

Дата добавления: 2014-10-31