Вы здесь

Категорні моделі і метод поповнення ієрарххічних баз знань предметних областей автоматизованих систем

Автор: 
Неофітна Тетяна Михайлівна
Тип работы: 
Дис. канд. наук
Год: 
2007
Артикул:
3407U004848
99 грн
(320 руб)
Добавить в корзину

Содержимое

раздел 2
модели концеп­туализации предметной области и формализация отношений между ними
2.1. Математическое определение модели концептуали­за­ции пред­мет­ной области
Постановка задачи исследования требует, чтобы представление зна­ний ПрО в базе
знаний автоматизированной системы было понятно пользователю, учитывало
осо­бен­ности когнитивных структур и процессов человека. Поэтому способ
пред­став­ления знаний сложной ПрО необ­хо­димо максимально при­­­­бли­зить к
тому, как хранятся знания в памяти человека. Большинство психо­­логов,
линг­вистов, специалистов по инфор­мационным технологиям счи­тают, что знания
об объ­ек­­­тах и явлениях реаль­ного мира выражаются в форме понятий и
се­ман­­тических от­но­­­шений между ними [43-47].
Известно, что с каждым концептом (понятием) связывается его опре­­­де­ление
(содержание понятия) и знания, вытекающие из этого опре­де­ле­ния. Кроме того,
любое понятие имеет имя, харак­тери­зуется объ­­­­­­­­­­е­­мом, т. е.
множеством понятий или множеством объектов, мы­сли­мых с по­мо­щью данного
понятия, и связано с другими понятиями с по­мощью се­ман­ти­­­чес­ких
отно­­­­­­­шений.
В когнитивной психологии под семантическими отношениями по­нимаются свя­зи
меж­­ду репрезентациями понятий в памяти, которые воз­никают в ре­зуль­­та­­те
ког­­ни­тивных процессов и специфическим образом от­ра­жают объек­­тивно
су­ществующие взаимосвязи предметной области [45]. Таким образом, семантические
отношения также отражают че­рез язык кон­цеп­ту­али­зацию человеком предметной
области.
Се­ман­ти­чес­кие отношения удобно описывать в декла­ратив­ной фор­ме. Заметим,
что такой способ их описания имеет свое под­тверж­дение в дан­ных когнитивной
психологии о формах хранения знаний в памяти чело­века и эффективно применяется
в семантических сетях. Многие иссле­дователи форм репре­зен­тации
семан­тических отношений под­тверждают ги­­­­по­­тезу о том, что семан­тические
отношения хранятся, по­добно поня­ти­ям, непосредственно в виде декларативной
инфор­мации [44].
Кроме гипотезы о декларативной форме хранения семантических отно­шений в
когнитивной психологии, по крайней мере, для некоторых типов семантических
отношений, распространена гипотеза о процес­суаль­ной фор­ме хранения [45]. В
этом случае семан­тические отно­шения рас­смат­ри­ваются не как непосредственно
храня­щиеся в памяти еди­ницы, а как предпи­сания о выполнении опре­деленных
операций, реали­зация ко­торых поз­во­ляет проверить наличие того или иного
отношения. В част­нос­ти, в мо­дели Смита, Шо­­­­бе­на и Рипса использовалась
гипотеза об опе­ра­­­циональ­­ном (процес­суаль­ном) запо­ми­нании
родо-ви­довых отно­шений поня­тий [45].
Таким образом, для концептуального (семантического) модели­ро­вания ПрО
необходимо использовать множество концептов и множество семан­тических
отношений, определяемых между концептами.
Учи­тывая это, предло­жим следующий способ формализованного опи­­сания
фрагмента кон­цеп­туальных знаний ПрО. Как известно, ос­новной еди­ни­цей
любого опи­са­ния является имя [48]. В этой связи введем в рас­смотрение
мно­жество имен кон­цептов и мно­жество имен семанти­ческих отношений меж­ду
кон­цептами. Пусть U – множество имен кон­­­­­­цеп­­тов (Ki), используемых для
моде­ли­рования знаний о ПрО, т. е.
U = {K1, K2, ..., Ki, ..., Kk}. (2.1)
Для образования семантических отношений задействуем имена, учас­­­твую­­щих в
этом отношении концептов. Назовем n-местным се­ман­ти­ческим отно­ше­нием rn на
множестве имен концептов U совокупность упо­рядоченных наборов (кор­тежей),
состав­ленных из элементов мно­жества U вида бK1, K2, ..., Knс. Допуская
неко­то­­рую синонимию, для обозна­чения семан­тических отношений,
опре­делен­ных на мно­жестве имен кон­цептов, также воспользуемся термином
«ассо­циация кон­цеп­тов», который больше подчер­кивает декларативную фор­му
оп­ре­деления се­ман­­тического отно­шения. Таким образом, n-местной
ас­со­­­ци­ацией концептов (се­ман­­ти­чес­ким отноше­нием) rn на множестве
имен кон­цептов U (2.1) является
rn О P(Un), (2.2)
где Un – декартово произведение множества U длины n,
P(Un) – множество всех подмножеств Un (булеан Un).
В самом общем виде дадим математическое определение понятию модели
концептуализации ПрО. В математике под моделью пони­мается не­ко­торое
мно­жество V с заданным на нем набором отношений {r1, r2, ..., rs}, т. е.
бV, {r1, r2, ..., rs}с [79]. Поэтому некоторое конечное мно­жество имен
концептов U = {K1, K2, ..., Kk} и конечное множество ассо­циаций концептов
L = {r1, r2, ..., rm}, определяемых между элемен­тами мно­жества U, образуют
модель
бU, Lс (2.3)
в точном математическом смысле, которую назовем моделью концеп­ту­али­­­­зации
ПрО [81]. Заметим, что предложенное математическое опре­де­ление модели
концеп­туализации ПрО (2.3) соотносится с общим опре­де­лением се­ман­ти­ческой
сети. Семантическая сеть имеет вид графа, вер­шины ко­торого соответствуют
объектам (понятиям) ПрО, а дуги – отно­шениям меж­ду понятиями [70].
Поскольку семантические отношения должны быть поименованы, то для каждой модели
концептуализации (МК) определим ее сигнатуру. В качестве сиг­натуры МК ПрО
рассмотрим набор названий семан­ти­ческих отношений (ассо­циаций концептов) в
данной модели, причем для каждого названия укажем местность соответствующего
семан­ти­ческого отно­шения. Применение сигнатуры позволяет выделять класс
«род­­ст­венных» моделей концептуализации ПрО.
Чтобы математически определить сигнатуру МК ПрО, введем в рас­смотрение
множество слов (имен семантических отношений) W вместе с отоб­ра