Введение к работе
Актуальность темы. В настоящее время "бумажная" технология хранения и обработки знаний начинает вытесняться новыми информационными технологиями, основанными на широком использовании ЭВМ. Однако, существующие компьютерные системы управления базами данных и знаний, требуют структурированную информацию. Во многих случаях структуризация достаточно очевидна и не представляет сложности: это библиографические указатели, системы бронирования мест на транспорте и т.п. Как правило, способы структуризации информации в таких предметных областях были сформированы еще до внедрения ЭВМ, поэтому не составляет труда "заложить" эти дапные в, СУБД или экспертную систему.
Если рассмотреть более сложные системы, например, технические, то нетрудно убедиться, что не существует единого способа описания их функционирования и устройства, который можно было бы непосредственно использовать для представления знаний в экспертной системе.
С другой стороны, в последнее время стал широко использоваться системный подход для описания различных конкретных предметных областей (КПО), однако, такое представление, как правило, заканчивается графическим изображением или текстом, непригодным для дальнейшей автоматизированной обработки.
В связи с этим актуальным является создание такого способа структуризации знаний в КПО, который позволял бы адекватно представлять предметную область, и полученное описние можно было хранить непосредственно s памяти компьютера, тем самым устранялся бы разрыв в технологической цепочке описания знаний в конкретной предметной области:
предметная область
традиционное описание
системное описание
I структуризация знаний
представление знаний
базы данных.
!1ель работы. Целью настоящей работы является исследование закономерностей описания конструктивно-технологических знаний в конкретной предметной области и создание на этой основе программных средств представления знаний.
В соответствии с поставленной целью в работе решаются следующие основные задачи:
исследование возможностей спстемпого анализа для представления знаний в человеко-машинных системах;
изучение типов структуризации информации, основанных на процессном и объектном представлеиип систем;
создание единого процессно-объектного способа описания систем;
разработка алгоритма структуризации конструктивно-технологических зпаний в конкретной предметной области;
разработка языка, описания конструктявяо-технологических знаний, форматизованных при помощи алгоритма структуризации;
создание экспертной системы на основе разработанной системы представления знаний;
применение экспертной системы для решения прикладных задач. Методы исследования. Для решения поставленных задач использовались:
методология системного анализа и теории принятия решений;
- методы искусственного интеллекта, в частности, фреймовый подход у.
предстааіению знаний;
математнко-кибернетичсские модели, в том числе сети Петри;
методология структурного и объектно-ориентированного программирования;
Научная новизна:
рассмотрены типы структуризации информации, основанных на процессном и объектном представлении систем;
введено понятие информационного пространства выбора, рассмотрены его свойства, способы выделения подпространств и объединения нескольких подпространств в одно;
даны различные способы описания пространств выбора: в виде ин-дексно-послсдоватслыюго файла (спискового представления), при помощи картотеки, при помоши сетей Петри;
разработан циклический алгоритм структуризации конструктивно-технологических знаний в конкретной предметной области;
предложен язык описания конструктивно-технологических знаний, форматизованных при помощи алгоритма структуризации;
рассмотрена методика построения объектного описания, систем на основе процессного описания и наоборот;
Практическая ценность полученных результатов заключается в следующем:
предложенная методика структуризации знаний может быть использована для формального процессно-объектного описания предметных областей, причем такое описание может быть осуществлено как вручную, так и при помощи ЭВМ;
создана экспертная системы на основе разработанной системы представления знаний;
разработанная автором экспертная система может быть применена для построения принципиально новых технологических (в том числе и высокотехнологических) процессов.
экспертные системы, созданные автором, использованы для решения прикладных задач.
Апробация работы. Результаты работы были представлены автором на:
II Всесоюзной конференции "Управление большим городом", (Москва, 1983);
Всесоюзной конференции "Бионика и биомедкибернентика" (Ленинград, 1985);
V и VI Московской городской конференции молодых ученых и специалистов по проблемам кибернетики и вычислительной техники (Москва, 1986, 1987);
Всесоюзной школе-семинаре по биологической и медицинской кибернетике "БИМК-88" (Ленинград, 1988);
Всесоюзной конференции по искусственному интеллекту (Переславль-Залесский, 1988);
HI Всесоюзной школе-семинаре "Комбинаторно-статистические методы анализа и обработки информации, экспертное оценивание" (Одесса, 1990);
IV Всесоюзной школе-семинаре "Статистические и дискретные методы анализа данных и экспертное оценивание" (Одесса, 1991);
конференциях Московского физико-технического института (1983-88 гг.);
семинарах Института автоматизации проектирования АН СССР и Научного совета АН СССР по комплексной проблеме "Кибернетика" (1983-91 гг.);
Публикации. Основные результаты диссертации опубликованы в 10 научных работах.
Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, четырех глав, заключения и списка литературы, включающего 89 наименований. Работа изложена на 168 страницах машинописного текста, включая рисунки и список литературы.
