ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНЫЕ СИСТЕМЫ ЛЕКЦИЯ. ИНФОРМАЦИЯ И ЗНАНИЯ В ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНЫХ СИСТЕМАХ В.Б.Тарасов Московский государственный технический университет им. Н.Э. Баумана

ОСНОВНЫЕ ИНТЕРПРЕТАЦИИ ПОНЯТИЯ ИНФОРМАЦИЯ 1.ИНФОРМАЦИЯ КАК УВЕЛИЧЕНИЕ НЕГЭНТРОПИИ (ВОЗРАСТАНИЕ ПОРЯДКА) В СИСТЕМЕ 2.ИНФОРМАЦИЯ КАК УМЕНЬШЕНИЕ (СНЯТИЕ) НЕОПРЕДЕЛЕННОСТИ ПОСЛЕ ПОЛУЧЕНИЯ СООБЩЕНИЯ. 3.ИНФОРМАЦИЯ КАК ОГРАНИЧЕНИЕ РАЗНООБРАЗИЯ Информация – это то, что ограничивает разнообразие вариантов. Например, понятие вероятности можно интерпретировать как меру устойчивого ограничения разнообразия при выборе. 1.ИНФОРМАЦИЯ КАК ОПРЕДЕЛЕНИЕ РАЗЛИЧИЯ (Т.Е. СИММЕТРИЧНОГО И АНТИРЕФЛЕКСИВНОГО ОТНОШЕНИЯ) Волькенштейн М.В. Энтропия и информация Информация – это обозначение содержания, получаемого из внешнего мира в процессе нашего приспособления к нему (Н.Винер)

ТРИ ПОДХОДА К ОПРЕДЕЛЕНИЮ ПОНЯТИЯ «КОЛИЧЕСТВО ИНФОРМАЦИИ» Три подхода Колмогорова к определению понятия информации: Комбинаторный: Информация как отраженное разнообразие (сложность) Вероятностный: Информация как уменьшенная неопределенность Алгоритмический: Информация (сложность) как длина алгоритма, Академик Андрей Николаевич Колмогоров ( )

ВЕРОЯТНОСТНАЯ МЕРА И МЕРА ДИРАКА Наиболее известным случаем классической меры является нормальная мера или вероятностная мера А.Н.Колмогорова P: 2 X [0,1], которая удовлетворяет следующим условиям: 1 ) P( ) = 0, P(Х) =1 (ограниченность) 2) А,В 2 X, А В P(A) P(B)(монотонность) 3) А,В 2 X, А В= P(A B)=P(А)+P(В) (аддитивность ) В общем случае, берется -алгебра множеств, 2 X и аксиома аддитивности записывается в форме А i, А i = P ( А i ) = P(А i ). С вероятностной мерой связана статистика средних значений. Пусть x 0 есть заданный элемент в X. Частным случаем вероятностной меры является примитивный класс мер Дирака m D, определяемый соотношением: А 2 X, 1, если x 0 A m D (А) = 0 в противном случае. Мера Дирака есть частный случай вероятностной меры, соответствующий детерминированной сингулярной информации (мера полной уверенности).

ФОРМУЛА ХАРТЛИ Понятие информации естественно рассматривать в плане выбора одного элемента из всего множества, что приводит к устранению неопределенности. Согласно статистической теории информации, количество информации выводится из понятия «вероятность». Пусть в ситуации выбора имеется n равновероятных исходов. Тогда вероятность любого из них P = 1/ n. Соответственно количество информации определяется логарифмом этой вероятности I = - log 2 P. Пояснение знака минус. Пусть P o – априорная вероятность признака x. В результате приема сообщения новая, апостериорная вероятность P n признака x становится равной 1. Тогда количество информации, содержащееся в сообщении, есть I= log 2 P n – log 2 P o = log 2 1– log 2 P o = – log P o

СТАТИСТИЧЕСКАЯ ТЕОРИЯ ИНФОРМАЦИИ К.ШЕННОНА 1948 Г. К.Шеннон «Математическая теория связи» Общая схема построения теории информации: теория множеств теория вероятности теория информации. Теория Шеннона посвящена измерению сообщений, передаваемых по техническим каналам связи. В ней предложена интерпретация информации как меры уменьшения неопределенности после получения системой сообщения. Будем теперь рассматривать неравновероятные исходы P i, где P i – вероятность i-го исхода. Тогда в качестве меры неопределенности следует взять статистически усредненную функцию вероятностей. В качестве такой естественно принять математическое ожидание количества информации, I = - log 2 P i, получаемой при i-м выборе I = - P i log 2 P i Здесь понятие вероятности можно интерпретировать как меру устойчивого ограничения разнообразия при выборе.

А.Н.КОЛМОГОРОВ О СООТНОШЕНИИ МЕЖДУ ИНФОРМАЦИЕЙ И ВЕРОЯТНОСТЬЮ Согласно А.Н.Колмогорову, информация по своей природе – не специальное вероятностное понятие. Основные понятия теории информации должны и могут быть обоснованы без помощи обращения к теории вероятности, так, чтобы понятия «энтропии», «количество информации» и др. оказались применимыми к индивидуальным объектам. Новая схема: Теория множеств теория информации теория вероятности.

КОМБИНАТОРНАЯ ТЕОРИЯ ИНФОРМАЦИИ Согласно комбинаторному (теоретико-множественному) подходу, информация в системе определяется мощностью множества X ее различных элементов, а ее количество – логарифмом мощности этого множества. Если в системе имеется n элементов, то один элемент несет количество информации I = log 2 n. Комбинаторное определение информации можно понимать как выбор одного элемента из всего множества, что приводит к устранению неопределенности. Это простейшее задание количества информации по форме совпадает с формулой Р.Хартли, т.е. с формулой статистического количества информации с равными вероятностями. По У.Р.Эшби информация не может передаваться в большем количестве, чем позволяет разнообразие, т.е. число различных элементов множества.

КОМБИНАТОРНАЯ ТЕОРИЯ ИНФОРМАЦИИ (продолжение) Логарифмическая мера степени разнообразия равна логарифму мощности конечного множества. Согласно комбинаторной теории количество информации I [0, log 2 n]. Нижняя граница соответствует одноэлементному мультимножеству, когда элемент x повторяется n раз, и log 2 1=0.

ПОНЯТИЕ - ЭНТРОПИИ Понятие –энтропии характеризует неопределенность исследуемого объекта с точностью до. Например, –энтропия подмножества A метрического пространства (X, d) есть двоичный логарифм минимального числа элементов покрытия С множествами диаметра, не превосходящего 2.

ТОПОЛОГИЧЕСКАЯ ТЕОРИЯ ИНФОРМАЦИИ Н.РАШЕВСКОГО Вариант структурной теории информации Связь информации с неоднородностью структуры. Чем больше неоднородность структуры, в частности, чем больше различаются между собой вершины графа структуры, тем большую информацию будет нести данная структура Топологическое количество информации связывается с понятием различия вершин графа (степеней вершин). Например, граф, все вершины которого не различаются по степени, несет нулевое количество информацию.

ТОПОЛОГИЧЕСКАЯ ТЕОРИЯ ИНФОРМАЦИИ (продолжение) Количество информации определяется различием степеней вершин графа. Степень вершины графа v V есть число ребер, инцидентных данной вершине v. Поскольку каждое ребро инцидентно двум вершинам, в сумму степеней вершин графа deg каждое ребро вносит двойку. Теорема Эйлера (первая теорема теории графов) Сумма степеней вершин графа G равна удвоенному числу его ребер deg v i = 2 q

АЛГОРИТМИЧЕСКАЯ ТЕОРИЯ ИНФОРМАЦИИ Алгоритмический подход к определению информации (сложности) связан с теорией рекурсивных функций. Пусть для двух объектов А и В существует алгоритм получения В из А. Тогда количество информации есть минимальная длина алгоритма, который позволяет построить объект В, имея в своем распоряжении объект А.

ИНФОРМАЦИЯ КАК РАСПРОСТРАНЕНИЕ ГИБКИХ ОГРАНИЧЕНИЙ У Л.Заде две главные интерпретации информации сливаются. Информация понимается как «неопределенность, уменьшенная путем наложения и распространения гибких (гранулярных) ограничений I(X)=GC(X)

ХАРАКТЕРИСТИКИ ИНФОРМАЦИИ Понятие избыточности информации RD= 1 – (I min /I f )

ИНФОРМАЦИЯ И СЕМИОТИКА Семиотика – наука о знаковых системах. Три основные семиотические составляющие информации: Синтактика – Семантика - Прагматика Синтактика Семантика Прагматика

КОММУНИКАЦИЯ КАК ИНФОРМАЦИОННЫЙ ПРОЦЕСС. КЛАССИЧЕСКАЯ МОДЕЛЬ ПЕРЕДАЧИ ИНФОРМАЦИИ ШЕННОНА-УИВЕРА Согласно этой классической модели, коммуникативный акт состоит в передаче информации от источника к приемнику (или адресату), причем эта информация обычно закодирована и декодируется приемником уже после получения. В этой модели основными составляющими являются: источник, получатель, сообщение, канал связи, кодирование, декодирование, контекст. Здесь коммуникация сводится к информационному процессу. При этом информация передается по каналу связи, который может быть зашумленным. В рамках данной модели основная задача заключается в передаче данных так, чтобы получить наименьшие помехи в канале связи. Сам К.Шеннон выделял три уровня коммуникации: технический, семантический и уровень эффективности (прагматический). Технические проблемы связаны с точностью передачи информации от источника к приемнику. Семантические проблемы касаются интерпретации сообщения адресатом в сопоставлении с тем значением, которое было отправлено источником. Проблема эффективности коммуникации отражает успешность изменения поведения приемника информации под влиянием полученного сообщения.

ОБЩАЯ СХЕМА ПЕРЕДАЧИ ИНФОРМАЦИИ (по Шеннону-Уиверу) Структурная модель процесса передачи информации ИСТОЧНИК ПЕРЕДАТЧИК (кодирование) КАНАЛ СВЯЗИ ПРИЕМНИК (декодирование) АДРЕСАТ Помехи

ИНФОРМАЦИЯ И КОММУНИКАЦИЯ. МОДЕЛЬ Р.Якобсона Основные компоненты и факторы коммуникации (по Р.Якобсону) Контекст Сообщение Передатчик Приемник Контакт Код Сообщение – результат взаимодействия передатчика и приемника, входящих в контакт посредством кода в рамках некоторого контекста.

СЕМИОТИЧЕСКИЕ АСПЕКТЫ: ЦЕННОСТЬ ИНФОРМАЦИИ (ПО А.А.Харкевичу) Полезность (ценность) как прагматическая характеристика информации. Информация ценна настолько, насколько она способствует достижению поставленной цели. Таким образом, одна и та же информация может иметь различную ценность, если ее рассматривать для различных целей. По А.А.Харкевичу, ценность информации (полезную информацию)можно выразить через приращение вероятности достижения цели. Если до получения информации эта вероятность была р 0, а после получения р 1, то ценность информации определяется в виде I u = log 2 (р 1 / р 0 ),

РАДИАЛЬНАЯ И ТАНГЕНЦИАЛЬНАЯ ИНФОРМАЦИЯ (по Г.А.Голицыну) Информация – это то, что меняет наши представления. Будем связывать с представлением некое распределение (вероятности, возможности и т.п.). Тогда можно выделить два вида информации: Радиальная информация I r только уточняет наше представление (изменяет его объем), не меняя значения признака. Медиана распределения остается на месте. Тангенциальная информация I t меняет наши представления о значении признака. Медиана распределения перемещается.

ЛОГИЧЕСКИЕ МОДЕЛИ ПРАГМАТИЧЕСКОЙ ТЕОРИИ ИНФОРМАЦИИ. Модель Д.Харра. Логическая модель Д.Харра, где информация связана с высказыванием, опирается на аналогию со статистическим вариантом теории ценности. Аксиомы ценности информации I u 1. I u [0,1] – ценность информации можно представить в единичном интервале (нормализованная ценность) 2. I u = 0 тогда и только тогда, когда высказывание либо истинно, либо ложно; 3. I u = 1, если только вероятности ответа на альтернативный вопрос равны.

ЧТО ТАКОЕ ЗНАНИЯ? 1. ЗНАНИЯ ~ (ИНФОРМАЦИЯ, СВЕДЕНИЯ…) Знания – это информация, которая используется для принятия решения по неизвестным ранее проблемам Знания – совокупность сведений, образующих целостное описание некоторого предмета или проблемы (Толковый словарь по ИИ) 2. ЗНАНИЯ ~ (МНЕНИЯ) Знания – это обоснованное, истинное мнение (убеждение) (Платон) 3. ЗНАНИЯ ~ МЕТАДАННЫЕ Знания – это данные, рассматриваемые вместе со способами и механизмами их целенаправленного использования (Г.С.Поспелов) Знания – это хорошо структурированные данные, или данные о данных, или метаданные (Т.А.Гаврилова, В.Ф.Хорошевский) 4. ЗНАНИЯ ~ (ОПЫТ, ПОНИМАНИЕ) Знания – понимание, приходящее с опытом профессиональной деятельности 5. ЗНАНИЯ ~ (ПОВЕДЕНИЕ, ДЕЯТЕЛЬНОСТЬ) Знания – продукт деятельности мышления, выступающий в форме понятий, отношений между ними, суждений, рассуждений. Знания – совокупность способов формирования планов поведения, направленных на реализацию мотивов (А.М. Волков, Ю.В.Микадзе, Г.Н.Солнцева)

СХЕМА ПЕРЕХОДОВ DIKW ДАННЫЕ – ИНФОРМАЦИЯ – ЗНАНИЯ – МЕТАЗНАНИЯ (DATA – INFORMATION – KNOWLEDGE – WISDOM) ДЕЯТЕЛЬНОСТЬ ПОНИМАНИЕ ДАННЫЕ ИНФОРМАЦИЯ Понимание связей ЗНАНИЕ Понимание шаблонов МЕТАЗНАНЯ Понимание принципов Операции Действия Деятельность

КЛАССИФИКАЦИЯ ЗНАНИЙ, ЦИРКУЛИРУЮЩИХ НА СЕТЕВЫХ ПРЕДПРИЯТИЯХ По объекту (предмету) рассмотрения выделяются: ЗНАНИЯ О ПРОДУКТАХ И УСЛУГАХ ЗНАНИЯ О ПРОДУКТАХ И УСЛУГАХ ЗНАНИЯ О ПРОЦЕССАХ И ОБОРУДОВАНИИ ЗНАНИЯ О ПРОЦЕССАХ И ОБОРУДОВАНИИ ЗНАНИЯ ОБ ОРГАНИЗАЦИОННЫХ СТРУКТУРАХ ЗНАНИЯ ОБ ОРГАНИЗАЦИОННЫХ СТРУКТУРАХ ЗНАНИЯ О СОТРУДНИКАХ (ПЕРСОНАЛЕ) ПРЕДПРИЯТИЯ ЗНАНИЯ О СОТРУДНИКАХ (ПЕРСОНАЛЕ) ПРЕДПРИЯТИЯ ЗНАНИЯ О КЛИЕНТАХ ЗНАНИЯ О КЛИЕНТАХ ЗНАНИЯ О ПОСТАВЩИКАХ И ПАРТНЕРАХ ЗНАНИЯ О ПОСТАВЩИКАХ И ПАРТНЕРАХ ЗНАНИЯ О КОНКУРЕНТАХ ЗНАНИЯ О КОНКУРЕНТАХ По характеру различаются следующие виды знаний: ИНДИВИДУАЛЬНЫЕ – КОЛЛЕКТИВНЫЕ ИНДИВИДУАЛЬНЫЕ – КОЛЛЕКТИВНЫЕ ЭВРИСТИЧЕСКИЕ – АЛГОРИТМИЧЕСКИЕ ЭВРИСТИЧЕСКИЕ – АЛГОРИТМИЧЕСКИЕ ВЕРБАЛИЗУЕМЫЕ (легко передаваемые) – ВЕРБАЛИЗУЕМЫЕ (легко передаваемые) – ИНТУИТИВНО-ОБРАЗНЫЕ (трудно передаваемые) ЯВНЫЕ (эксплицитные) – НЕЯВНЫЕ (имплицитные) ЯВНЫЕ (эксплицитные) – НЕЯВНЫЕ (имплицитные) «ГОРЯЧИЕ» (накопленные в ходе собственной деятельности) – «ХОЛОДНЫЕ» (полученные извне) «ГОРЯЧИЕ» (накопленные в ходе собственной деятельности) – «ХОЛОДНЫЕ» (полученные извне) ПОВЕРХНОСТНЫЕ (субъективные эвристические правила) – ГЛУБИННЫЕ (теории, формальные модели) ПОВЕРХНОСТНЫЕ (субъективные эвристические правила) – ГЛУБИННЫЕ (теории, формальные модели)

ОБЩАЯ СХЕМА ВЗАИМОСВЯЗЕЙ МЕЖДУ РОЛЯМИ И ЗНАНИЯМИ В СЕТЕВОЙ ОРГАНИЗАЦИИ Иллюстрация распределения знаний в организации ЗАКАЗЧИК (ЧТО-знания) Гносеологический аспект организации ИСПОЛНИТЕЛЬ (КАК-знания) Праксеологический аспект организации МЕНЕДЖЕР (КООРДИНАТОР) (КТО, КОГДА, ГДЕ)-ЗНАНИЯ Онтологический аспект организации РУКОВОДИТЕЛЬ (СУБОРДИНАТОР) (ЗАЧЕМ-знания, СКОЛЬКО)-знания Аксиологический аспект организации

ВИДЫ ЗНАНИЙ В СЕТЯХ ПРЕДПРИЯТИЙ ТИП ЗНАНИЯ ВИД ПРОФЕССИОНАЛЬНОЙ ДЕЯТЕЛЬНОСТИ 1ЗАЧЕМ-ЗНАНИЯСтратегический анализ: назначение и функции системы 2СКОЛЬКО-ЗНАНИЯЭкономический анализ: ресурсы, затраты, прибыль, окупаемость 3ЧТО-ЗНАНИЯКонцептуальный анализ: основные понятия, понятийная структура 4КАК-ЗНАНИЯФункциональный анализ: гипотезы и модели принятия решений 5ПОЧЕМУ-ЗНАНИЯПричинно- следственный анализ, построение подсистемы объяснения 6КТО-ЗНАНИЯОрганизационный анализ, определение коллектива разработчиков системы 7ГДЕ-ЗНАНИЯПространственный анализ, определение места выполнения заказа, оборудования, коммуникаций 8КОГДА-ЗНАНИЯВременной анализ: временные параметры и ограничения

УПРАВЛЕНИЕ ЗНАНИЯМИ НА ПРЕДПРИЯТИИ КАК МЕЖДИСЦИПЛИНАРНАЯ ПРОБЛЕМА Экономика: Управление знаниями как новая конкурентная стратегия, связанная с формированием и освоением новых рынков (рынки знаний), накоплением интеллектуального капитала и cозданием интеллектуальных активов. Теория организаций: Знания как главный ресурс создания, функционирования и развития предприятий и организаций. Знание – необходимое условие производства. Управление знаниями – основа эффективности интеллектуальных производств в сетевых организациях. Социология и социальная психология: Знания как основа формирования человеческих (социальных) отношений и как их продукт. Теория управления: Знания есть объект управления. Системы управления знаниями (СУЗ). Информатика и искусственный интеллект: Корпоративные информационные системы. Инженерия знаний. Инструментальные средства и технологии разработки СУЗ (распределенные и объектно-ориентированные базы данных, хранилища данных, информационные порталы, мобильные офисы)

ДВЕ ГЛАВНЫЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ ЗНАНИЙ НА ПРЕДПРИЯТИЯХ 1. Знания как ресурс Управление знаниями обеспечивает интегрированный подход к созданию, сбору, организации, использованию информационных ресурсов предприятия и доступу к ним. Эти ресурсы включают структурированные базы данных, документы и неявные знания сотрудников. Управление знаниями - это стратегия предприятия, включающая методы коммуникаций на предприятии, направленные на обмен знаниями как ресурсами, получение новых и обновление существующих знаний, позволяющих сотрудникам своевременно решать конкретные задачи. Знания, в отличие от других расходуемых ресурсов предприятия, представляют собой активный ресурс, поскольку при их расходовании могут порождаться новые знания 2. Знания как объект управления характеризуются сложностью, неоднородностью, динамичностью, а, самое главное, многочисленными НЕ-факторами (неполнота, противоречивость, неаддитивность, нелинейность, немонотонность и пр.)

ЖИЗНЕННЫЙ ЦИКЛ КОРПОРАТИВНЫХ ЗНАНИЙ Порождение Присвоение Организация ОтчуждениеРаспространение Оценка Утилизация жизненный цикл знаний Организация знаний = Представление знаний + Пополнение знаний

ОСНОВЫ МАТЕМАТИЧЕСКОЙ ТЕОРИИ ОТНОШЕНИЙ Классическое n-арное отношение определяется как подмножество декартова произведения произвольных n множеств: R X 1 X 2 … X n. На практике часто ограничиваются рассмотрением бинарных отношений. 1. Пусть X и Y – два различных множества. Тогда подмножество декартова произведения R X Y называется бинарным отношением в широком смысле или соответствием. 2. Пусть имеем декартово произведение множества X на себя. Тогда бинарное отношение определяется формулой R X X. Другая запись бинарного отношения: x r y 1, если x=y Отношение E (x,y) = называется единичным, т.е. играет роль 0, если x y единицы для операции композиции E R = R E = R. Обратное отношение определяется как R 1 (x,y) = R (y,x), x,y X

СВОЙСТВА ОТНОШЕНИЙ Пары свойств: Свойство – Антисвойство

ОТНОШЕНИЯ И ГРАФЫ Различные отношения можно наглядно представить в виде графов. Представление отношений с помощью графов выражает следующие их свойства: 1) направленные (антисимметричные) или ненаправленные (симметричные) отношения ориентированные или неориентированные графы; 2) наличие или отсутствие рефлексивности (петель) граф с циклами или ациклический граф (дерево); 3) одно или большее число отношений между вершинами граф или мультиграф. Граф есть пара G = V, А, где V – множество вершин v, а А V V – множество пар элементов a i, a j (дуг, ребер) из V. Здесь дугами называются упорядоченные пары вершин (случай ориентированного графа), а ребрами – неупорядоченные пары вершин (случай неориентированного графа). Граф с p вершинами и q ребрами называется (p,q)-графом. Геометрически вершины графа изображаются точками, а ребра – соединяющими их отрезками (cо стрелками в случае дуг). Ребрам графа можно приписывать знаки (знаковые графы) или числа (взвешенные графы).

КЛАССИФИКАЦИЯ НАГЛЯДНЫХ МОДЕЛЕЙ ПРЕДСТАВЛЕНИЯ ЗНАНИЙ Модели представления знаний: символьные (абстрактные) и визуальные (наглядные) НАГЛЯДНЫЕ МОДЕЛИ ЗНАНИЙ СЕМАНТИЧЕСКИЕ СЕТИ ФРЕЙМОВЫЕ МОДЕЛИ ОНТОЛОГИИСЦЕНАРИИ ИНТЕЛЛЕКТ- КАРТЫ ПУТЕВЫЕ КАРТЫ КОГНИТИВНЫЕ КАРТЫ

МОДЕЛИ ПРЕДСТАВЛЕНИЯ ЗНАНИЙ: ФРЕЙМОВЫЕ МОДЕЛИ Фреймовые модели могут успешно использоваться для представления заявок (заказов, предложений и поставок) в электронной коммерции. Приведем пример фрейма-прототипа для заказа в Интернет-магазине. Заказ ={,,,, }. Соответствующий фрейм-экземпляр может иметь вид: Заказ = {,,,, }

ПРЕДСТАВЛЕНИЕ ЗНАНИЙ: ПРОДУКЦИОННЫЕ ПРАВИЛА Продукционные правила подразумевают выполнение некоторого действия B в случае выполнения условия A. Данная модель хорошо выражает эвристические знания, циркулирующие в организационных сетях «ЕСЛИ (условие А) ТО (действие B)» Условие А = ((Факт1 И Факт2) ИЛИ (Факт3)) Пример. ЕСЛИ ((в магазинах стартует распродажа) ИЛИ (в магазинах заметно снижены цены)) ТО (ожидается резкий наплыв покупателей)

КОГНИТИВНЫЕ КАРТЫ: инструментарий когнитивного моделирования Когнитивные карты – это средства когнитивного моделирования, которые могут применяться для описания различных ситуаций, а также для представления знаний о взаимоотношениях между людьми внутри организации и между отдельными организациями

КОГНИТИВНАЯ КАРТА: ФОРМАЛЬНОЕ ОПРЕДЕЛЕНИЕ Когнитивная карта представляет собой знаковый граф: G = V, A, F, где: V – множество вершин (концептов), A – множество дуг (связей между концептами); F = {+, –} – множество знаков дуг (типов связей между концептами). Здесь знак + выражает положительную связь, а через – обозначается отрицательная связь. В случае положительной связи усиление причинного концепта (фактора) приводит к усилению концепта-следствия: X Y, а при отрицательной связи усиление фактора-причины приводит к ослаблению фактора-следствия: X Y

ПРИМЕР КОГНИТИВНОЙ КАРТЫ ДЛЯ ОПИСАНИЯ АРХЕТИПА «ПРЕДЕЛЫ РОСТА» ОРГАНИЗАЦИИ

ИНТЕЛЛЕКТ-КАРТЫ (МЕНТАЛЬНЫЕ КАРТЫ) Основная идея интеллект-карт (Mind Maps) заключается в поддержке правополушарных механизмов мышления путем преобразования фрагментов текстового (последовательного) изложения в сетевую (наглядно-образную) форму. Интеллект-карта имеет следующие отличительные черты: Ее структура имеет форму куста Объект изучения сфокусирован в центре изображения (фокус внимания) Основные темы, связанные с объектом изучения, расходятся от центра в виде ветвей, которые поясняются ключевыми словами Вторичные идеи также ветвятся. Ветви формируют связную узловую структуру

ПРЕДСТАВЛЕНИЕ ОНТОЛОГИЙ С ПОМОЩЬЮ ИНТЕЛЛЕКТ-КАРТЫ (по Т.А.Гавриловой)

ОПРЕДЕЛЕНИЕ ОНТОЛОГИИ Значительный вклад в теорию и проектирование онтологий внесли Т.Грубер, Н.Гуарино, Р.Мизогучи, Р.Студер, Т.А.Гаврилова, А.С.Клещев, А.В.Смирнов, С.В.Смирнов и др. Онтология – это явное и формализованное определение структуры некоторой проблемной области (темы). Подобное описание всегда опирается на концептуализацию этой области, которая обычно задается в виде системы исходных объектов (понятий), отношений между ними и положений (аксиом). Поэтому онтологию часто понимают как «спецификацию разделяемой разными людьми концептуализации» или, иначе, отождествляют с набором сосуществующих концептуальных моделей предметной области. По сути, онтологии отражают соглашения о единых способах построения и использования концептуализации.

ПОНЯТИЕ ОНТОЛОГИИ Согласно спецификациям Международной федерации по разработке интеллектуальных физических агентов (FIPA98 Specifications), под онтологией понимается «явное описание структуры некоторой проблемной области (темы)». Например, в русле обеспечения взаимодействия виртуальных партнеров в сети Интернет онтология есть иерархия понятий и связей между ними, вместе с системой ссылок на www-документы, привязанных к этим понятиям (связям). В онтологии должны выражаться смысловые аспекты коммуникации агентов, поэтому ее подчас интерпретируют как тезаурус с размеченными семантическими связями. В простейшем случае онтология описывает иерархию понятий, связанных отношениями категоризации. В более сложных случаях в нее добавляются подходящие аксиомы для выражения других отношений между понятиями и для того, чтобы ограничить их интерпретацию. Таким образом, онтология представляет собой базу данных/ знаний, описывающую факты, которые предполагаются всегда истинными в рамках определенного сообщества на основе общепринятого смысла используемого словаря.

МЕНТАЛЬНАЯ КАРТА «ОНТОЛОГИИ КОГНИТИВНОГО АГЕНТА» * 44

ФОРМАЛЬНАЯ МОДЕЛЬ ОНТОЛОГИИ Модель онтологии должна обеспечивать: а) представление множества понятий как древовидной (сетевой) структуры; б) отображение достаточно богатого множества отношений, включающего не только таксономические отношения, но и отношения, отражающие специфику предметной области; в) применение декларативных и процедурных интерпретаций и отношений. С формальных позиций онтология состоит из словаря терминов, образующих таксономию, их определений и атрибутов, а также связанных с ними аксиом и правил вывода. Таксономическая структура подразумевает иерархическую систему понятий, связанных между собой отношениями вида (is_a, ) («быть элементом класса с некоторой степенью »). Отношение is_a позволяет организовать структуру понятий онтологии в виде дерева. Обычно формальная модель онтологии представляется в виде тройки ONT = U, R, Ф, где U – множество понятий предметной области, U, R – множество отношений (возможно, взвешенных, нечетких) между понятиями предметной области; Ф ={f} – конечное множество функций интерпретации (аксиоматизация), заданных на понятиях и/или отношениях онтологии ONT, f: D n {0,1}, D – область интерпретации. В общем случае, значения истинности представляют собой числа из интервала [0,1], так их можно понимать как значения вероятности, возможности или необходимости.

ФОРМАЛЬНАЯ МОДЕЛЬ ОНТОЛОГИИ: ЧАСТНЫЕ СЛУЧАИ Формальная модель онтологии ONT = U, R, Ф. Частные случаи: 1. Оба множества R и Ф пусты. Тогда онтология ONT трансформируется в простой словарь: ONT 0 = VOC = U, { }, { }. Онтологии-словари имеют ограниченное использование, поскольку в них явно не рассматривается смысл терминов. Но если используемые в онтологии термины принадлежат очень узкой области знаний и их смысл уже заранее хорошо согласован в рамках определенного сообщества, то представление онтологии в виде простого словаря достаточно эффективно (например, индексы машин поиска информации в Интернет). 2. R =, но Ф. Тогда каждому понятию из U может быть поставлена в соответствие функция интерпретации f из Ф. Пусть U=U 1 U 2, где U 1 – множество интерпретируемых терминов; U 2 –множество интерпретирующих терминов. Когда функция интерпретации f задается оператором присваивания значений (U 1 :=U 2, где U 1 – имя интерпретации U 2 ), то онтология трансформируется в пассивный словарь VOC p. Если же задать хотя бы часть интерпретирующих терминов из множества X 2 процедурно, то переходим к активному словарю VOC а. Элементы подобного словаря никак не связаны между собой и играют роль ключей входа в онтологию. 3. R, но Ф =. Теперь получаем тезаурус. В частном случае имеем таксономию, которая определяется в виде ONT 1 = TAX = (X, {(is_a, )}, {}).

ЗНАНИЯ, ОБУЧЕНИЕ И КОМПЕТЕНЦИИ В СЕТЕВОЙ ОРГАНИЗАЦИИ

ПАРАДИГМАТИЧЕСКИЕ ОТНОШЕНИЯ Общие отношения для различных онтологий: 1) генеративные отношения «есть некоторый» (is_a); 2) таксономические отношения («класс-подкласс», «класс- экземпляр); 3) родо-видовые отношения; 4) партономические (или мереологические) отношения («часть–целое»); 5) отношения наследования или генеалогические связи («предок-потомок»). Эти отношения могут быть как четкими, так и нечеткими, например, нечеткие генеративные отношения «есть некоторый со степенью μ» (is_a_with_ μ).

ОБЩАЯ СХЕМА ВЗАИМОСВЯЗИ ОНТОЛОГИЙ

ПОНЯТИЕ МЕТАОНТОЛОГИИ Когда говорят о метаонтологии, речь идет непосредственно об используемом классе моделей (языке) представления информации и знаний, например, семантические сети, унифицированный язык моделирования UML, язык веб- онтологий OWL и пр. Метаонтология определяет класс моделей и языков представления информации и знаний. С ее помощью устанавливается соответствие между характером используемой информации (уровнем неопределенности) и выбираемым языком ее описания. Гранулярная метаонтология определяет конкретный набор взаимосвязанных моделей и языков представления информации, каждый из которых ориентирован на работу с качественной, неточной, нечеткой, неполностью определенной информацией. Сингулярная же метаонтология определяет либо один язык, либо семейство точных языков, ориентированных на работу с количественной, точной информацией. 50

ВАРИАНТ ИНТЕНСИВНОЙ СХЕМЫ ОРГАНИЗАЦИИ КОРПОРАТИВНОГО ОПЫТА Глубинные знания Поверхностные знания УМЕНИЯ И КОМПЕТЕНЦИИ Простейшие навыки Сложные навыки