3.5. Системи знань. Експертні системи. Визначення й архітектура систем знань

Принципово нові досягнення в технології обробки інформації, прикладній математиці і кібернетиці пов’язані з створенням особливих людино-машинних систем, що призначаються для накопичення й обробки в комп’ютері знань, необхідних для вирішення складних практичних задач. Подібні системи одержали назву систем знань (knowledge based system), а дисципліна, що займається дослідженням, розробкою і застосуванням таких систем, стала називатися інженерією знань.

Системи знань надають можливості вирішувати важливі задачі в різних областях науки і техніки, вирішення яких раніше було доступно тільки людині з великим досвідом і інтуїцією. Це стало можливим завдяки успіхам у розвитку досліджень із штучного інтелекту. До найбільш важливих практичних результатів цих досліджень, що серйозно вплинули на розвиток прикладних систем знань, можна віднести розробку методів представлення знань і логічного виводу (прийняття рішень), а також дослідження в області БД. У цілому системи знань являють собою новий якісний етап в еволюції систем обробки інформації.

Знання відображають нашу уяву про предметну область (ПрО) і виражають систему понять, відносин і залежностей між поняттями. Прикладами понять можуть служити електричний провідник, число; прикладами відносин між поняттями провідник і число є опір, сила струму і напруга; приклад залежності – закон Ома.

Якщо необхідно передати комп’ютеру деяку суму знань, то представляються насамперед об’єкти, далі співвідношення, що встановлюють необхідні зв’язки між об’єктами, і процеси, що визначають створення, руйнування, трансформацію й інші види поведінки об’єктів. Знання складаються з даних про об’єкти, відносини й процеси. Об’єкти можна представляти структурами символьних даних; відносини – списками властивостей; процеси втілюються комп’ютерними програмами.

Як вже зазначалося у розділі 1 (c. 28), знання можна поділити на процедурні і декларативні.

Процедурні знання – це знання, що відносяться до процедур обробки інформації, методів логічного виводу. Ці знання задаються послідовністю дій, що повинні бути зроблені, і послідовністю цілей, що повинні бути досягнуті.

Декларативні знання надходять у систему від експертів ПрО і включають факти або аксіоми і правила, що відносяться до цих фактів. Для декларативних форм характерна організація бази знань, при якій у ній зберігаються тільки описи об’єктів і їхніх семантичних відносин і відсутня інформація про те, як можуть бути використані дані описи. Процедурна форма заснована на описі знань про ПрО за допомогою процедур на будь-якій мові (наприклад, ЛІСП).

Переваги й недоліки мають як процедурні, так і декларативні способи подання знань. Найкращий підхід полягає в розгляді задач відразу з двох позицій, оскільки він використовує переваги обох цих способів.