Теоретические предпосылки

Стадия концептуального анализа или структурирования знаний традиционно является (наряду со стадией извлечения) "узким местом" в жизненном цикле разработки интеллектуальных систем. Методология 'структурирования близка к современной теории больших систем или сложных систем, где традиционно акцент делается на процессе проектирования.

Разработку интеллектуальных систем с уверенностью можно отнести к такому классу задач, поскольку они обладают основными признаками сложности (иерархия понятий, внутриэлементные и межэлементные связи и пр.).

Системный анализ тесно переплетается с теорией систем и включает совокупность методов, ориентированных на исследование и моделирование сложных систем — технических, экономических, экологических и т. п.

Проектирование сложных систем и методы структурирования информации традиционно использовали иерархический подход. На высших уровнях иерархии используются наименее детализованные представления, отражающие только самые общие черты и особенности проектируемой системы. На следующих уровнях степень подробности возрастает, при этом система рассматривается не в целом, а отдельными блоками.

На каждом уровне вводятся свои представления о системе и элементах. Элемент k-то уровня является системой для (k — 1) уровня. Продвижение от уровня к уровню имеет строгую направленность, определяемую стратегией проектирования — дедуктивную нисходящую "сверху вниз" (top-down) или индуктивную восходящую "снизу вверх" (bottom-up).

Предлагаемый объектно-структурный подход позволяет объединить две, обычно противопоставляемые, стратегии проектирования. Синтез этих стратегий, а также включение возможности итеративных возвратов на предыдущие уровни обобщений позволили создать дуальную концепцию, предоставляющую аналитику широкие возможности на стадии структурирования знаний как для формирования концептуальной структуры предметной области S_k, так и для функциональной структуры S_f.

Рис. иллюстрирует дуальную концепцию при проектировании S_f для ЭС помощи оператору энергетического блока

Рис. 28.Дуальная стратегия проектирования

Объектно-структурный подход (ОСП)

В качестве базисной парадигмы структурного анализа знаний и формирования поля знаний можно предложить обобщенный объектно-структурный подход (ОСП).

Основные постулаты этой парадигмы заимствованы из ООП и расширены:

1.Системность (взаимосвязь между понятиями).

2.Абстрагирование (выявление существенных характеристик понятия, которые отличают его от других).

3.Иерархия (ранжирование на упорядоченные системы абстракций).

4.Типизация (выделение классов понятий с частичным наследованием свойств в подклассах).

5.Модульность (разбиение задачи на подзадачи или "возможные миры").

6.Наглядность и простота нотации.

ОСП позволяет наглядно и компактно отобразить объекты и отношения предметной области на основе использования шести постулатов.

На основе ОСП предлагается алгоритм объектно-структурного анализа (ОСА) предметной области, позволяющего оптимизировать и упорядочить достаточно размытые процедуры структурирования знаний.