ГОСТ Р 43.0.28-2022. Национальный стандарт Российской Федерации. Информационное обеспечение техники и операторской деятельности. Базы знаний в интеллектуализации деятельности

6 Основные положения

 

6.1 БД, БЗ являются основными компонентами, которые необходимо учитывать в определенной мере, при создании и применении систем естественного, искусственного, гибридного интеллекта при осуществлении интеллектуализации необходимой деятельности, с изложением знаний, содержащихся в этих БД, БЗ, в виде информации, исполненной с использованием имеющегося опыта в представлении информации в областях знаний, относящихся к информциологии и информционики.

6.2 Специалистом в процессе его ОФМ, ЯФМ техническая информационная деятельность может быть выполнена с использованием БЗ из информциологии и информционики с созданием необходимых условий для интеллектуализации этой деятельности.

6.3 СИИ - это знания плюс стратегия обработки знаний.

6.4 Основным отличительным признаком СИИ является работа со знаниями.

В отличие от данных знания, включаемые в БЗ, обладают следующими свойствами:

- внутренней интерпретируемостью - вместе с информацией в БЗ представлены информационные структуры, позволяющие не только хранить знания, но и использовать их;

- структурированностью - выполняется декомпозиция сложных объектов на более простые и установление связей между ними;

- связанностью - отражаются закономерности относительно фактов, процессов, явлений и причинно-следственные отношения между ними;

- активностью - знания предполагают целенаправленное использование информации, способность управлять информационными процессами по решению определенных задач.

6.5 Свойства знаний должны обеспечить возможность СИИ моделировать рассуждения человека при решении задач.

Со знаниями связано понятие процедуры получения решений задач (стратегия обработки знаний).

В системах обработки знаний такую процедуру называют механизмом вывода, логическим выводом.

6.6 Принципы построения механизма вывода в СИИ определены способом представления знаний и видом моделируемых рассуждений.

6.7 Для организации взаимодействия с СИИ в ней должны быть средства общения с пользователем, т.е. интерфейс.

6.8 Интерфейс обеспечивает работу с БЗ и механизмом вывода на языке достаточно высокого уровня, приближенном к профессиональному языку специалистов в той области, к которой относится СИИ.

6.9 В функции интерфейса входит поддержка диалога пользователя с системой, что дает пользователю возможность получать объяснения действий системы, участвовать в поиске решения задачи, поправлять и корректировать БЗ.

6.10 Для всех систем СИИ характерно моделирование рассуждений человека.

СИИ создаются для того, чтобы опредмечивать в рамках программно-технической системы знания и умения, которыми обладает человек, чтобы решать задачи, относящиеся к его области деятельности.

6.11 БЗ являются основной частью интеллектуальных систем.

6.12 Проведение интеллектуализации технической деятельности с применением БЗ рассматривается на примере применения искусственного интеллекта в виде экспертной системы с учетом того, что наибольшие практические результаты достигнуты в создании экспертных систем, которые используются при решении практических задач.

6.13 Экспертные системы рассматривают совместно с БЗ как модели поведения экспертов в определенной области знаний с использованием процедур логического вывода и принятия решений, а БЗ - как совокупность фактов и правил логического вывода в выбранной предметной области деятельности.

6.14 Для эффективного применения экспертной системы она должна иметь применяемые в ней БЗ с определенными свойствами.

БЗ такой экспертной системы должна описывать:

- свойства предметной среды;

- грамматику того языка, который используется для коммуникации;

- коммуникативную систему, которая включает пользователей и, возможно, другие системы.

6.15 Знания в экспертной системе могут быть представлены в следующих формах:

- декларативная форма, содержащая представления в виде структур объектов, описывающая причинно-следственные отношения явлений;

- процедуральная форма, включающая правила организации, отслеживания, удаления отношений и структур;

- инструментальная форма знаний, включающая средства построения и преобразования как структурной, декларативной, так и процедурной формы.

6.16 В экспертных системах функционируют две формы представления знаний - факты и правила.

Факты фиксируют количественные и качественные показания объектов и процессов (действий).

Правила описывают отношения между фактами в виде логических условий, связывающих посылки и следствия.

6.17 Для экспертных систем является характерным:

- четкая ограниченность предметной области;

- способность принимать решения в условиях неопределенности;

- способность объяснять ход и результат решения понятным для пользователя способом;

- четкое разделение декларативных и процедурных знаний (фактов и механизмов вывода);

- способность пополнять БЗ, возможность наращивания системы;

- выдача результата в виде конкретных рекомендаций для действий в сложившейся ситуации;

- ориентация на решение неформализованных задач;

- алгоритм решения не описывается заранее, а строится самой экспертной системой.

6.18 Структура экспертной системы зависит от ее назначения и решаемых задач.

В состав экспертной системы входят следующие основные компоненты: база знаний, решатель, редактор базы знаний, подсистема объяснений и интерфейс пользователя (см. рисунок 4).

 

 

Рисунок 4 - Структура экспертной системы

 

6.19 БЗ состоит из правил анализа информации от пользователя по конкретной проблеме.

Экспертная система анализирует ситуацию и, в зависимости от направленности экспертной системы, дает рекомендации по решению проблемы.

6.20 БЗ экспертной системы содержит факты (сведения о предметной области) и правила - набор инструкций, применяя которые к известным фактам можно получать новые факты.

6.21 Решатель, или подсистема логического вывода, представляет собой программу, обеспечивающую автоматический вывод решения формулируемых пользователем или экспертом задач на основе знаний, хранящихся в базе.

6.22 БЗ и решатель вместе составляют основную часть экспертной системы.

6.23 Инженер по знаниям - специалист по искусственному интеллекту, помогающий эксперту вводить знания в БЗ.

6.24 Эксперт - специалист в предметной области, способный принимать экспертные решения и формулирующий знания о предметной области для их ввода в БЗ.

6.25 Редактор БЗ - это программа, предназначенная для ввода в БЗ новых знаний о предметной области для представления их в БЗ.

6.26 Пользователь экспертной системы является специалистом в данной предметной области, квалификация которого уступает квалификации эксперта.

6.27 Интерфейс пользователя - это комплекс программ, обеспечивающих удобный диалог с экспертной системой при вводе запросов на решение экспертных задач и получение результатов.

6.28 Подсистема объяснений представляет собой программу, которая позволяет пользователю сделать логические выводы и получить умозаключения на каждом этапе цепочки выводов.

6.29 Конкретную экспертную систему создают в результате совместной работы инженер по знаниям и эксперт.

6.30 Взаимодействие пользователя с экспертной системой осуществляется через интерфейс пользователя на близком к естественному или профессиональному языку предметной области непроцедурном языке.

При этом производится трансляция предложений на язык представления знаний экспертной системы.

6.31 Описание запроса на языке представления знаний поступает в решатель, в котором на основе знаний из БЗ выводится решение поставленного запроса в соответствии с некоторой стратегией выбора правил.

С помощью подсистемы объяснений производится отображение промежуточных и окончательных выводов, объяснение применяемой мотивировки.

6.32 Экспертные системы в практической деятельности с использованием необходимых БЗ можно классифицировать по назначению и методам представления знаний.

6.33 По назначению экспертные системы для практического применения могут быть классифицированы в зависимости от их целевого использования:

- при диагностике состояния систем, в том числе мониторинг (непрерывное отслеживание текущего состояния);

- прогнозировании развития систем на основе моделирования прошлого и настоящего;

- планировании и разработке мероприятий в организационном и технологическом управлении;

- проектировании или выработке предписаний по построению объектов, удовлетворяющих поставленным требованиям;

- повышении эффективности различных стадий производственного процесса (планирования, проектирования, производства, контроля);

- автоматическом управлении (регулировании).

6.34 Классификация экспертных систем по методам представления знаний состоит в их разделении на традиционные и гибридные.

Традиционные экспертные системы используют в основном эмпирические модели представления знаний.

Гибридные экспертные системы используют все доступные методы, в том числе для оптимизации алгоритмов и концепций БД.

 

 

 

 

 

УДК 681.3.041.053:006.354	ОКС 35.020
Ключевые слова: базы данных, базы знаний, восприятие, вывод, деятельность, интеллект, интеллектуализация, интерфейс, информационные системы, сообщение, мышление, осмысление, принятие решений, программа, усвоение, факты, функционирование, экспертные системы