Управление знаниями. Knowledge Management. Знания в информационных системах презентация

Данные и знания
Данные — это отдельные факты, характеризующие объекты, процессы и явления предметной области (а также их свойства), представленные в формализованном виде.
Данные - это специально организованные знаки на каком-либо носителе.
Знания связаны с данными, основываются на них, но представляют собой результат мыслительной деятельности человека, обобщают его опыт, полученный в ходе практической деятельности.

Знания
- можно определить как отношения между элементами данных.
- получаются в результате применения к исходным данным (декларативной информации) некоторых методов обработки (процедурной информации).
Знания — это выявленные закономерности предметной области.
Реализация конкретных систем происходит в рамках одной из моделей представления знаний или языка представления знаний.

Знание имеет две составляющие:
1. Фактуальное знание - это осмысленные и понятые данные.
2. Операционное знание - это те общие зависимости между фактами, которые позволяют интерпретировать данные или извлекать из них информацию.
Информация - это новое и полезное знание для решения каких-либо задач.

Экспертная система
expert system -
это интеллектуальная система, предназначенная для оказания консультационной помощи специалистам, работающим в некоторой предметной области.

Модель представления знаний
это описание знаний в базе знаний.

Логические модели
В основе лежит формальная (аксиоматическая) система, задаваемая четверкой вида
F = (A, V, W, R), где:
A - множество базовых элементов (словарь)
процедура проверки принадлежности П(xєA)=true/false,
V - множество синтаксических правил
из элементов A - синтаксически правильные совокупности,
W - множество аксиом,
-подмножество синтаксически правильных совокупностей
R - множество правил вывода.
формируют подмножество синтаксически правильных совокупностей

Семантическая сеть
это ориентированная графовая структура:
каждая вершина - некоторое понятие (объект, процесс, ситуацию),
ребра графа - отношения между парами понятий.
Типы отношений: класс - элемент класса; свойство - значение; пример элемента класса.
Некоторые отношения между концептами представляют собой лингвистические падежи.
На семантических сетях используются специальные процедуры вывода: пополнение сети, наследование свойств, поиск по образцу и др.

Семантическая сеть
Примеры:

Семантическая сеть
Примеры:

Семантическая сеть
Примеры:

Фрейм
является формой представления некоторой ситуации, которую можно описывать некоторой совокупностью понятий и сущностей.
в качестве идентификатора фрейму присваивается имя.
имеет определенную внутреннюю структуру, состоящую из множества слотов, которым также присваиваются имена.
дает возможность хранить родовидовую иерархию понятий в БЗ в явной форме.
может быть декларативного, процедурного и процедурно-декларативного типа.
(Имя фрейма:
Имя слота 1(значение слота 1)
Имя слота 2(значение слота 2)
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Имя слота К (значение слота К))

Фрейм
Модель фрейма позволяет отобразить все многообразие знаний о мире через:
фреймы-структуры, для обозначения объектов и понятий (заем, залог, вексель);
фреймы-роли (менеджер, кассир, клиент);
фреймы-сценарии (банкротство, собрание акционеров, празднование именин);
фреймы-ситуации (тревога, авария, рабочий режим устройства) и др.

Фрейм
Пример: конкретный фрейм для объекта "книга":
{<КНИГА>
<АВТОР> <ДюмаА.>
<НАЗВАНИЕ> <Граф Мосте Кристо>
<ЖАНР> <Роман>}
Фрейм-прототип – значения слотов не определены.
Пример:
{<КНИГА>
<АВТОР> <*>
<НАЗВАНИЕ> <*>
<ЖАНР> <*>}

Фрейм
Совокупность фреймов, моделирующая какую-либо предметную область, представляет собой иерархическую структуру, в которую фреймы соединяются с помощью родовидовых связей.
Фреймы обладают способностью наследовать значения характеристик своих родителей, находящихся на более высоком уровне иерархии.

Фрейм

Фрейм

Фрейм
Фрейм процедурного типа - к слоту привязываются процедуры путем указания последовательности выполняемых операций. Различают два вида процедур:
Процедура-демон запускается автоматически, когда фрейм удовлетворяет некоторому образцу, по которому осуществляется поиск в базе знаний.
Процедура-слуга запускается по внешнему запросу, а также используется для задания по умолчанию значений слотам, если они не определены.
слоты | факты | процедуры
| | внутренние | внешние
Внутренняя процедура используется для изменения содержимого данного фрейма, внешняя - для изменения содержимого других фреймов.

Продукционная система
Модель вычислений, основанная на продукционных правилах (production rule), представляющих знания о решении задач в виде правил «ЕСЛИ условие, ТО действие» (IF… THEN…).
Впервые идея появилась в работе Эмиля Поста (Emil Leon Post), 1943.

Пример вывода на продукциях

Онтология
Слово "онтология" имеет два значения:
· Онтология 1 — философская дисциплина, которая изучает наиболее общие характеристики бытия и сущностей;
· Онтология 2 — это артефакт, структура, описывающая значения элементов некоторой системы.
Неформально онтология представляет собой некоторое описание взгляда на мир применительно к конкретной области интересов. Это описание состоит из терминов и правил использования этих терминов, ограничивающих их значения в рамках конкретной области.
На формальном уровне онтология — это система, состоящая из набора понятий и набора утверждений об этих понятиях, на основе которых можно описывать классы, отношения, функции и индивиды.
Онтологии — строительный материал для базы знаний.

Пример (Protege)

Онтология
- описание предметной области в виде системы понятий (классов), экземпляров, отношений и аксиом.
Дескрипционные логики (ДЛ) — семейство логических формализмов для представления знаний в виде:
концептов (классов, понятий),
ролей (отношений), TBox
аксиом,
индивидов. ABox

Классификация по цели создания
Примеры:
OWL
Cyc, DOLCE, SUMO
Unified Medical Language System
Plinus - о механических свойствах керамических материалов