Концептуальная структура предметной области

 

Одна из наиболее творческих процедур при построении экспертных систем – процедура концептуального анализа полученных знаний или структурирование.

Структурирование - это процесс создания полуформализованного описания предметной области. Такое полуформализованное описание называется полем знаний. Обычно оно создается в графической форме.

Поле знаний P_z можно описать следующим образом:

 

 

где S_k – концептуальная структура предметной области;

S_f – функциональная структура предметной области.

Концептуальная структура, или модель предметной области, служит для описания ее объектов и отношений между ними, т.е. можно сказать, что концептуальная модель S_k представляет собой следующее:

 

 

где А – множество объектов предметной области;

R – множество отношений, связывающих объекты.

 

Множество отношений представляет собой связи между объектами. При помощи этих отношений инженер по знаниям фиксирует концептуальное устройство предметной области, иерархию понятий, свойства и структуру объектов. Разработка концептуальной структуры имеет самостоятельное значение, не зависимое от конечной цели – разработки экспертных систем. Эта структура может служить для целей обучения, повышения квалификации, для прогнозирования, объяснения, реструктурирования и т.п.

Основными из них являются АКО, A-part-of, Has-attribute, Value и др.

АКО (A-Kind-OF) – "это есть", например, [MacII] ® (АКО) ® [ПК]. АКО отражает родовидовые отношения и иерархию понятий предметной области. Обязательно присутствует в любой концептуальной структуре.

A-part-of – "часть от", например, [процессор] ® (A-part-of) ® [компьютер]. Это отношение служит для отражения физической структуры и декомпозиции сложных объектов на составляющие.

Has-attribute – "имеет свойство", например, [память] ® (Has-attribute) ® [объем памяти].

Value – "значение", например, [объем памяти] ® (Value) ® [16 Мбайт].

Поле знаний может напоминать семантическую сеть (см. подразд. 16.1), но оно менее формализовано. Если в сети жестко оговорены возможные виды связей, то в поле знаний они произвольны.

Краткий алгоритм формирования концептуальной структуры.

Шаг1. Определить все результирующие понятия, или выходы системы. Это может быть набор диагнозов, рекомендаций, советов системы.

Шаг2. Определить все входные понятия, или факторы, от которых зависит результат работы системы.

Шаг3. Установить промежуточные понятия, участвующие в рассуждениях экспертов, если они есть.

Шаг4. Для всех понятий найти обобщающие и уточняющие понятия, т.е. установить иерархии объектов.

Шаг5. Для объектов, участвующих в рассуждениях, определить свойства и их значения.

Шаг6. Попытаться определить другие связи, и все в целом отразить графически.

Шаг7. Убрать лишние связи, объекты, обсудить структуру с экспертом, дополнить, если надо, с возвратом к шагам 1 - 6.

Пример 17.1. Здесь рассматривается пример структурирования знаний для экспертной системы, которая советует, где лучше всего отдохнуть в отпуске. Сначала создается концептуальная структура, описывающая понятия данной предметной области (рис. 17.14).

На рис. 17.14 использованы связи АКО и Value. Дополните самостоятельно данное поле знаний.