КОНЦЕПТУАЛЬНАЯ И ФУНКЦИОНАЛЬНАЯ СТРУКТУРЫ. ФОРМАЛЬНЫЕ СИСТЕМЫ

Остановимся несколько подробнее на вопросах формирования структур. Будем следовать при этом единственному условию необходимости декомпозиции задачи на совокупность подзадач, условию, с которым легко согласится как эксперт, так и инженер по знаниям.

Со стороны представления знаний будем стремиться к организации их в классы, хотя это и весьма затруднительно на начальном этапе. Такая организация предусматривает классификацию всех атрибутов объектов предметной области для выделения некоторых наборов, которые и определяют классы. При этом и классы будут организованы в иерархию: каждый класс связан с порождающим его классом и наследует присущие тому атрибуты и ограничения. По сравнению же с родительским классом производный должен быть в большей степени подвергнут ограничениям за счет собственных специфических атрибутов.

К концу процесса построения иерархии классов должна быть сформирована структура, которая может участвовать в исполнении процедур проектируемой системы. Поэтому, не имея формулировки основной задачи и ее декомпозиции на подзадачи, невозможно предугадать и эффективный способ разбиения на классы. Однако идти навстречу пожеланиям эксперта можно, разным образом выделяя экономические объекты и соответствующие абстрактные понятия. Можно сказать, что объединение разрозненных атрибутов в отдельные единицы — главная задача инженера по знаниям на данном этапе. Именно из этих единиц в дальнейшем будут строиться классы. Весьма общими процедурами построения здесь являются обобщение и специализация.

Первое, что пытаются обнаружить после выделения объектов и атрибутов предметной области, — возможность обобщения свойств, присущих более чем одному классу, путем создания родительского класса.

Другой формой построения новых классов является специализация характеристик объектов. По сравнению с обобщением дело в данном случае обстоит как раз наоборот. Когда мы говорим о производном классе, то имеем в виду наследование свойств и связей родительского класса и указание особенностей нового класса. Например, говоря о классе величин типа денежных сумм, стоимостей ресурсов, цен финансовых активов и т.п., участвующем в решении прикладной задачи, инженер по знаниям может выделить два подкласса в зависимости от отношения этих величин к времени: первый — это фондовые величины, т.е. такие функции времени, как цена, курс, стоимость и т.п.; второй подкласс — интервальные величины. Они связаны с промежутками времени, например годовая прибыль, доходность, учетная ставка и т.п. Так как специализация классов позволяет более гибко реализовать стратегию эксперта, то ее использование приводит к повышению эффективности работы системы.

Предполагается, что процесс формирования концептуальной структуры будет циклическим и на этом основании придется неоднократно возвращаться к исходным пунктам на разных этапах проектирования и разработки системы.

Обсуждение функциональной структуры начнем с того, что каждый эксперт обладает своим собственным вйдением процесса решения проблемы.

Ведение протокола действий и рассуждений эксперта порождает обстоятельства, сходные с теми, что имеют место в реальной экспертизе. По существу, он должен дать определенное представление о стратегиях эксперта и причинно-следственных связях между объектами. Изучение отношений часть/целое, постоянное/временное и др. позволяет понять специфику именно данной задачи и попытаться выделить термины и понятия, одинаковые для аналогичных ситуаций и других имеющихся конкретных примеров задач. При этом на данном этапе не стремятся учесть все достоинства и недостатки рассматриваемых методов, чтобы разработать некоторое конкретное готовое предложение.

Таким образом, в самой сути процесса концептуализации и выделения структур коренится (без излишней конкретизации) значительная доля вопросов представления знаний и общих методов решений. Разработка функциональной структуры совпадает своими основными чертами с моделью рассуждений и принятия решений экспертом. Это приводит к таким важным типам знаний, как теоремы, алгоритмы, стратегии и метазнания.

Для уточнения рассматриваемых понятий обратимся к элементарной логике, которая составляет базу формальных рассуждений. Такого рода рассуждения представляют цепь умозаключений в логически последовательной форме. Так как они изучаются скорее с точки зрения не смысла, а формы, то естественно обратиться к так называемым формальным системам, которые представляют совокупность абстрактных объектов, не связанных с экономикой.

• конечное множество символов, которое называется алфавитом или словарем;

• процедура построения слов, которые называются формулами;

• выделенное множество формул, называемых аксиомами;

• конечное множество правил вывода, которое позволяет из имеющихся формул получать новые формулы; правила вывода можно записать в виде

Pр р2> ···* Pm ^ Q-V 0^2’ Qn ’

где P_i и ¢. — формулы формальной системы, а знак -» означает «влечет».

Определение формальной системы позволяет уточнить многие понятия. Так, теорема представляет частный случай формулы, которая выводится из аксиом или ранее полученных с помощью правил вывода формул. Есть основания предполагать, что теоремы являются полезными постольку, поскольку имеется экспертное заключение по этому поводу. Алгоритмы решений внутренне более строго определены в отличие от других типов знаний, а внешне более просты с точки зрения использования в определенных типах задач. Они формально гарантируют получение оптимального или корректного решения. Стратегии во многом похожи на правила поведения в той или иной ситуации, приобретенные в результате опыта, размышлений или принимаемые на интуитивном уровне для повышения уровня результативности действий. Наконец, представления о рассмотренных выше типах знаний, степень доверия к ним в виде определенных предсказаний, где и как они могут быть использованы, называются метазнаниями.