Тема 1. ЕСТЕСТВЕННО-ЯЗЫКОВЫЕ ЗНАКОВЫЕ СИСТЕМЫ ОСНОВНЫЕ РАЗДЕЛЫ ТЕМЫ 1.1. Модели и методы представления и организации знаний лекции Количественная спецификация ЕЯ систем лекции 3-4, Логико-статистические методы извлечения знаний лекция 5-7. ФАКУЛЬТАТИВНЫЕ РАЗДЕЛЫ ТЕМЫ ДЛЯ САМОСТОЯТЕЛЬНОГО ИЗУЧЕНИЯ 1.4. Технология автоматизированного построения словаря- тезауруса Пример исследования ЕЯ ресурса.

Лекции 1-2. МОДЕЛИ И МЕТОДЫ ПРЕДСТАВЛЕНИЯ И ОРГАНИЗАЦИИ ЗНАНИЙ Организация знаний: Методы и решения в системах организации знаний. Лексикографическое (словарное) описание. Логико-интуитивное описание. Организация знаний. Анализ знаний. Извлечение знаний. Словарно-тезаурусное представление знаний: Обобщение методов формализации знаний. Определение и свойства словарно-тезаурусного описания.

Литература Материал лекции представлен в книге: Ю.Н.Филиппович, А.В.Прохоров. Семантика информационных технологий: опыты словарно-тезаурусного описания. / Серия «Компьютерная лингвистика». Вступ. Статья А.И.Новикова. М.: МГУП, книга в комплекте с CD ROM С. 17–33.

МЕТОДЫ И РЕШЕНИЯ В СИСТЕМАХ ОРГАНИЗАЦИИ ЗНАНИЙ Автоформализация и формализация знаний Знания людей представляют собой проверенный практикой результат познания действительности, являющийся верным ее отражением в их мышлении в виде "картины мира". Мышление как познавательная способность человека является средством формирования "картины мира", а сама "картина мира" ее результатом. Основной формой существования знаний является "прошлый опыт", который хранится в памяти человека.

Предметная область – сфера деятельности человека, выделенная и описанная в соответствии с некоторыми целями. Описание предметной области включает: Предметы (объекты, процессы, явления) Отношения между выделенными предметами и/или их частями Взаимодействия между предметами, их частями и отношениями, возникшие в результате осуществления деятельности человека

Сведения о предметах представляются в знаковой форме. ТИП ЗНАКОВОЙ СИСТЕМЫ ВИД ОБРАЗОВ естественно-языковые, искусственно-языковые, графические, речевые, жестомимические, … показания приборов (индексные знаковые системы)

Автоформализация знаний придание владельцем знаний (автором) им некоторой формы субъект (источник знаний) «опредмечивание» (технологии, процедуры, операции со знаниями) носитель образа

Литература Г.Р. Громов. Национальные информационные ресурсы: проблемы промышленной эксплуатации. – М.: Наука, Г.Р. Громов. Очерки информационной технологии. – М.: Наука, – 336 с. Григорий Рафаилович Громов ОЧЕРКИ ИНФОРМАЦИОННОЙ ТЕ ХНОЛОГИИ изд. 2-е переработанное и дополненное ИЗДАТЕЛЬСТВО "НАУКА" Москва 1991

Автоформализация знаний Необходимые условия: 1. 1.Наличие конкретного носителя знаний субъекта; 2. 2.Наличие у субъекта необходимых знаний; 3. 3.Существование некоторой наперед заданной формы представления знаний; 4. 4.Наличие у носителя знаний инструментария, с помощью которого осуществляется представление знаний в этой форме.

Основные понятия Представление знаний Конкретные действия со знаниями, направленные на формирование внешнего образа, включающие и «первое» представление. Интерпретация знаний формирование последующих внешних образов (метаобразов, моделей, метазнаний, метамоделей и т.д.). Методы представления знаний система действий по представлению знаний в форме внешних образов (совокупность процедур, операций и приемов) Инструментарий часть информационной технологии, методы представления знаний и средства их поддержки. Формализация, организация, анализ, извлечение знаний именованные информационные технологии представления знаний.

Формализация знаний это представление знаний субъекта с использованием знаковых систем Дифференцированными методами формализации знаний являются: естественно-языковое описание, лексикографическое описание, тезаурусное описание, формально-языковое.

ЕСТЕСТВЕННО-ЯЗЫКОВОЕ ОПИСАНИЕ ТЕКСТ (от лат. teхtus ткань, соединение), Энциклопедический словарь (1) Последовательность предложений, слов, построенная согласно правилам данного языка, данной знаковой системы и образующая сообщение. (2) Словесное произведение; в художественной литературе законченное произведение или его фрагмент, составленный из знаков естественного языка (слов) и сложных эстетических знаков (слагаемых поэтического языка, сюжета, композиции и т. д.). Энциклопедия «Русский язык» (3) Объединенная смысловой связью последовательность знаковых единиц, основными свойствами которой являются связность и цельность.

ТЕКСТ в семиотике осмысленная последовательность любых знаков, любая форма коммуникации. в языкознании последовательность вербальных (словесных) знаков. Вербальный текст: устный; письменный. Требования текстуальности: внешняя связанность, внутренняя осмысленность, своевременность восприятия, возможность коммуникации … и др.

Текст является наиболее полным представлением знаний субъекта. ЗНАНИЯ образы процессы Декларативные Процедуральные ЕЯ инструментарий «Универсальный код» ТЕКСТ

Любое представление знаний развернуто в пространственно-временном континууме. Знания Текст {первый образ, второй образ, … последний образ} элемент парадигматические элемент знанияi отношения знанияj отношения синтагматические

Формализация на основе ЕЯ является основной информационной технологией ФОРМАЛИЗАЦИЯ НА ОСНОВЕ ЕЯ ИНФОРМАЦИОННАЯ ТЕХНОЛОГИЯ (процедуры и операции обработки текстов) АВТОМАТИЗИРОВАННЫЕ СИСТЕМЫ АНАЛИЗА И ОБРАБОТКИ ТЕКСТОВ (текстовые редакторы и процессоры)

Литература Филиппович Ю.Н., Родионов Е.В., Черкасова Г.А. Языковые средства диалога человека с ЭВМ. Практическое пособие / Серия «Организация взаимодействия человека с техническими средствами АСУ». В 7 кн. Кн.2. Под ред. Четверикова В.Н. М.: Высш. шк., – 159 с. Соломонов Л.А., Филиппович Ю.Н., Шульгин В.Л. Персональные автоматизированные информационные системы и дисплейные комплексы. Практическое пособие / Серия «Организация взаимодействия человека с техническими средствами АСУ». В 7 кн. Кн.6. Под ред. Четверикова В.Н. М.: Высш. шк., –143 с.

ЛЕКСИКОГРАФИЧЕСКОЕ ОПИСАНИЕ ЗНАНИЙ ЛЕКСИКОГРАФИЯ (от греч. lexikos – относящийся к слову и grapho – пишу) Раздел языкознания, занимающийся теорией и практикой составления словарей. Типы словарей: Языковые; Энциклопедические.

Предшественниками словарного описания знаний являлись глоссы Глоссы (объяснения значений отдельных слов на полях древних текстов) Глоссарии (сборники глосс = первые словарные описания)

Апокалипсис с толкованием Андрея Кесарийского ( Перв. четв. XVIII в.) обращение «к читателю» «Сего ради приими сию книгу любезно, стяжи ю полезно, проходи словесно, разъсуждай десно и труждающихся в сиковом деле по-хваляй честно. По сем в Господе здравствуй и о нас молитьствуй. Любви твоей вечных и временных благ желатель иеромонах Тарасий Левоничъ Земка...». Сведения о рукописи Издатель Клепиков, I, г., «гербАмстердама». Шрифт мелкий полуустав.Размер 134 лл. 4° (20,0 х 15,5). Переплет доски в коже с тиснением. На л. 7 заставка-рамка оттиск гравюры на меди, происходит из кремлевской мастерской круга Афанасия Трухменского. Инициалы киноварные, с орнаментальными разветвлениями; некоторые заголовки вязью. Т.А.Исаченко. Музейное собрание рукописей. Описание. Том 2 ( ). М.: Научно-издательский центр «Скрипторий», с: илл.

ЯЗЫКОВЫЕ СЛОВАРИ СЛОВАРЬ … {СЛОВАРНАЯ СТАТЬЯ} пометы, пояснения и справки: этимологические, орфографические, орфоэпические, грамматические, стилистические, типичные словосочетания, иллюстративные примеры из текстов, фразеологические обороты … и др.

Типология языковых словарей Факторы типологии языковых словарей: состав словника; содержание объяснения слова. Типы языковых словарей: одноязычные и переводные; алфавитные и гнездовые.

СЛОВАРЬ АКАДЕМИИ РОССИЙСКОЙ 1789–1794. «Словарь Академии Российской» является первым детищем созданной в 1783 году Российской Академии. Это «один из замечательных трудов в русской лексикографии» первый толковый Академический словарь русского языка. В нем более 43 тысяч слов лексики XVIII века. Руководила его созданием княгиня Е.Р.Дашкова. Словарь организован по гнездовому принципу. Первый том вышел в 1789 г., а последний в В его создании принимали участие ведущие ученые-академики, поэты и писатели, деятели государства и церкви

СЛОВАРЬ АКАДЕМИИ РОССИЙСКОЙ 1789–1794.

ЭНЦИКЛОПЕДИЧЕСКИЕ СЛОВАРИ (ЭНЦИКЛОПЕДИИ) ЭНЦИКЛОПЕДИЯ … {ЭНЦИКЛОПЕДИЧЕСКАЯ СТАТЬЯ} понятия, термины, предметы, явления, события, персоналии (личности), … и др. Научные классификационные признаки

Типология энциклопедических словарей Типы энциклопедических словарей: универсальные; отраслевые (тематические); региональные; однотомные; многотомные; биографические; персоналий; … и др.

ЛЕКСИКОГРАФИЧЕСКАЯ ФОРМАЛИЗАЦИЯ ЗНАНИЙ ЗНАНИЯ ОБРАЗЫ ТИПОВЫЕ ЯЗЫКОВЫЕ ЕДИНИЦЫ (текст, часть текста, … слово, часть слова) ТИПОВЫЕ ЛЕКСИКОГРАФИЧЕСКИЕ СТРУКТУРЫ (словники, словоуказатели, конкордансы, словари) СЛОВАРЬ ЯЗЫКОВЫХ ЕДИНИЦ

Лексикографическая информационная технология Процедуры технологии: отбор источников, анализ текстов, составление словников, составление словоуказателей, анализ словоупотреблений, составление полных или частичных конкордансов, составление словарных статей, собрание словаря.

Лексикографическая информационная технология Инструментарий лексикографической технологии А. Методы научных дисциплин: информатики (теоретической и прикладной ). языкознания (теоретической и практической лексикологии и лексикографии); Б. Автоматизированные системы анализа и построения словарей В. Печатные и электронные ресурсы (словари и энциклопедии)

ЛОГИКО-ИНТУИТИВНОЕ ОПИСАНИЕ ЗНАНИЙ Декларативные знания субъекта элемент парадигматические элемент знания i отношения знания j {понятия} суждение

Парадигматические отношения Декларативные знания субъекта {образ 1 образ 2 … образ i образ i+1 … образ k …} {…[знак i,1 знак i,2 … знак i,m …] [знак i+1,1 знак i+1,2 … знак i+1,m …] … } …[…концепт (зн i,m ) концепт (зн i+1,m )…]… …[…денотат (зн i,m ) денотат (зн i+1,m )…]… …[…коннотат (зн i,m ) коннотат (зн i+1,m )…]… Понимание Понятия Парадигматические отношения Концептные (смысловые)Денотативные (признаковые)Коннотативные (чувственные) «род вид», «причина следствие», «часть целое», и др. Пространственные, временные, гравитационно-массовые. Зрение, слух, обоняние, осязание, вкус.

Формализацию знаний путем именования предметов и отношений между ними словами-понятиями естественного языка называют тезаурусным описанием. Тезаурус Парадигматический класс Понятийная картина мира Языковая картина мира

Определение и структура тезауруса Большая энциклопедия Кирилла и Мифодия ТЕЗАУРУС (от греч. сокровище), (1) (1)словарь, в котором максимально полно представлены слова языка с примерами их употребления в тексте (в полном объеме осуществим лишь для мертвых языков); (2) словарь, в котором слова, относящиеся к какой-либо области знания, расположены по тематическому принципу и показаны семантические отношения (родовидовые, синонимические и др.) между лексическими единицами. В информационно- поисковых тезаурусах лексические единицы текста заменяются дескрипторами.

Анализ понятия тезауруса Расширение понимания тезауруса гипертекст, онтология логическую модель мыслительной деятельности идеографический словарь информационно-поисковый классификатор, рубрикатор информационно-поисковый язык, формально-языковая система.

Информационная технология тезаурусного описания знаний Процедуры технологии: Формирование списков слов-понятий, Формирование списков слов-отношений, формирование парадигматических классов. Инструментарий технологии: А. Методы научных дисциплин: информатики (теоретической и прикладной). языкознания (теоретической и практической лексикологии и лексикографии). Б. Информационно-программные изделия анализа и организации естественно-языковой информации. В. Печатные и электронные ресурсы: идеографические словари, информационно-поисковые и терминологические тезаурусы

ФОРМАЛЬНО-ЯЗЫКОВОЕ ОПИСАНИЕ формальные языки логические модели М = Т множество базовых элементов; Р множество синтаксических правил, позволяющих строить из Т синтаксически правильные конструкции; А множество априорно-истинных конструкций, аксиом; F семантические правила вывода, позволяющие расширить множество аксиом за счет других истинных конструкций. логические модели Исчисленияпродукцииалгоритмы

Литература Поспелов Д.А. Структура исследований в области искусственного интеллекта / Минск: Советская ассоциация искусственного интеллекта, Научный совет по проблеме «искусственный интеллект» АН СССР, Институт технической кибернетики АН БССР, Гаврилова Т.А., Червинская К.Р. Извлечение и структурирование знаний для экспертных систем. М.: Радио и связь, – 200 с.. СОВЕТСКАЯ АССОЦИАЦИЯ ИСКУССТВЕННОГО ИНТЕЛЛЕКТА НАУЧНЫЙ СОВЕТ ПО ПРОБЛЕМЕ «ИСКУССТВЕННЫЙ ИНТЕЛЛЕКТ» АН СССР ИНСТИТУТ ТЕХНИЧЕСКОЙ КИБЕРНЕТИКИ АН СССР ЛЕКЦИИ ВСЕСОЮЗНОЙ ШКОЛЫ ПО ОСНОВНЫМ ПРОБЛЕМАМ ИСКУССТВЕННОГО ИНТЕЛЛЕКТА И ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНЫМ СИСТЕМАМ ЧАСТЬ I 29 октября – 1 ноября 1990 года Минск 1990

Информационная технология формально-языкового описания знаний Общие процедуры технологии: Определение множеств: базовых элементов, синтаксических правил, аксиом; Формирование семантических правила вывода. Инструментарий технологии: А. Теоретические и практические методы научных дисциплин: Математики ( алгебры, теории множеств, теории формальных языков и программирования, математической лингвистики и др. ). Информатики. Кибернетики. Языкознания и др. Б. Различные информационно-программные изделия.

Организация знаний целенаправленное формирование и восприятие образов, упорядочен- ное во времени и структурированное в пространстве Форма организации знаний Сообщения естественные формыискусственные формы Свойства: ориентированы на определенные естественные формы; существенно зависят от носителя образа; моделируют способности субъекта и его деятельность, организацию природы.

ОРГАНИЗАЦИЯ ЗНАНИЙ Информационные технологии: Допечатные аспекты:синхронии современный рукописный документооборот; диахронии введение в научный оборот древних рукописей; Печатные (полиграфические) аспекты: редакционно-издательская деятельность, допечатные, печатные и послепечатные процессы, хранение и распространение печатной продукции, библиотечное и архивное дело; Электронные (безбумажные) аспекты: создание, хранение и распространение знаний в естественно- и формально-языковой, текстовой и графической, аудиовизуальной, мультимедийной и виртуальной формах.

АНАЛИЗ ЗНАНИЙ Формализованные и организованные знания независимо от своей формы являются предметом восприятия субъекта «знание о знаниях» = метазнание формальное представление метазнаний группы методов анализа знаний: а) количественныеб) логические Оценка знаний

Методы анализа знаний Количественная оценка знаний Измерение с использованием числовых шкал Количественные характеристики знаний статистики (точные, приближенные, вероятностные) Количественная (статистическая) модель знаний Логическая оценка знаний Измерение с использованием номинальных шкал Логические выражения об истинности или ложности знания (точные, неточные, вероятностные) Логическая (формально-языковая) модель знаний

ИЗВЛЕЧЕНИЯ ЗНАНИЙ Извлечение знаний процесс представления их в виде обобщенных моделей, на основе методов формализации, организации и анализа знаний. группы методов извлечения знаний: наблюдение, контент-анализ, эксперимент.

Литература В.А Ядов. Социологическое исследование. М.: Наука, С.Михайлов. Эмпирическое социологическое исследование. Рабочая книга социолога. М.: Наука, – 512 с.

Методы извлечения знаний Наблюдение это совокупность процедур и операций фиксации субъектно-предметных отношений в ПОРМ. Большая энциклопедия Кирилла и Мифодия НАБЛЮДЕНИЕ, целенаправленное восприятие, обусловленное задачей деятельности... Основное условие научного наблюдения объективность, т.е. возможность контроля путем либо повторного наблюдения, либо применения иных методов исследования (напр., эксперимента).

Методы извлечения знаний Контент-анализ (от англ. соntеnts содержание, содержательный анализ) представляет собой методы построения количественных и логических (в частном случае формально-логических) моделей ранее формализованных знаний. методы контент-анализа: дистрибутивно-статистический, компонентный анализ, частотно-семантический анализ,

Методы извлечения знаний Эксперимент это методы целенаправленной предварительной формализации некоторого знания субъектом-экспериментатором, последующей его повторной формализацией субъектом-респондентом и контент-анализом результатов формализации. Большая энциклопедия Кирилла и Мифодия ЭКСПЕРИМЕНТ (от лат. eхperimentum проба, опыт), метод познания, при помощи которого в контролируемых и управляемых условиях исследуются явления природы и общества.

СЛОВАРНО-ТЕЗАУРУСНОЕ ПРЕДСТАВЛЕНИЕ ЗНАНИЙ знание декларативноепроцедуральное ЕЯ-описание (модель)ФЯ-описание (модель ) выбор модели Аргументация выбора: 1. 1.Компоненты утверждений ФЯ-описания вида М = не связаны с конкретными предметами, являются абстрактными математическими знаками Вне зависимости от выбора модели для представления знаний, необходим анализ ЕЯ описания ПО, как возможного, доступного для субъекта и первичного. словарно-тезаурусное описание

ОБОБЩЕНИЕ ФОРМ ПРЕДСТАВЛЕНИЯ ЗНАНИЙ Лексикографическое описание основа обобщенного представления знаний Предпосылки обобщения Естественные Представление знаний состоит в использовании субъектом своих атрибутивных (природных) возможностей. Организационные Представление знаний основано на опыте использования традиционных информационных технологий. Деятельностные При представлении знаний используются разнообразные наборы процедур и операций при одном и том же их составе. Необходимые условия обобщения теоретическое обоснование ее как универсальной методологии, разработка практических лексикографических методик, создание инструментальных средств поддержки теоретических и практических разработок.

Литература Ю.Н. Караулов. Лингвистическое конструирование и тезаурус литературного языка. М.: Изд-во «Наука», 1981.– 208 с. АКАДЕМИЯ НАУК СССР ИНСТИТУТ ЯЗЫКОЗНАНИЯ Ю.Н.КАРАУЛОВ ЛИНГВИСТИЧЕСКОЕ КОНСТРУИРОВАНИЕ И ТЕЗАУРУС ЛИТЕРАТУРНОГО ЯЗЫКА ИЗДАТЕЛЬСТВО «НАУКА» МОСКВА 1981

Лексикографическое описание основа обобщенного представления знаний Лингвистическое конструирование Особое направление исследовательской деятельности, целью которой является построение новых лингвистических объектов с заданными свойствами. Лингвистический объект Такое представление фактов, языковых данных, которое генерирует новую информацию о языке. Как правило, такие объекты получаются не в результате описания некоторого материала, а возникают как результат эксперимента. Универсальный словарь Словарь, ориентированный на решение специфических задач лексикографической отрасли, и обладающий рядом свойств, относящихся ко всем отраслям. Формой универсального словаря является тезаурус.

Лексикографическое описание основа обобщенного представления знаний Система лексикографических параметров словарей Элементы «матрицы покрытия»: Столбцы – 67 лексикографических параметров (язык; количество и характер входов; хронологический параметр; число слов в словаре; орфографический параметр; графическая длина слова; ударение; фонетический параметр; и др.) Строки – лексикографические объекты (словари). Поле анализа – представляет собой, с одной стороны, столбцы матрицы, включающие варьирование значений параметров от языка к языку и способ их задания и глубины раскрытия, а с другой стороны, ряды матрицы, объединяющие определенные значения параметров в конкретном языке и показывающие их глубину в данном словаре.

Определение и свойства словарно-тезаурусного описания Словарно-тезаурусное описание это метод и результат формализации знаний субъекта о ПОРМ на основе естественных и формальных языковых систем, в виде множества специфицированных лингвистических объектов и языковых единиц, связанных между собой синтагматическими и парадигматическими отношениями. Свойства словарно-тезаурусного описания: Открытость; Интегрированность; Формальность; Многовходовость; Гранулированность; Настраиваемость.

Вопросы для самоконтроля Перечислите модели и методы представления и организации знаний. Как представляются знания в словарно-тезаурусной форме? Что такое формализация знаний? В чем суть метода автоформализации знаний? Приведите пример лексикографического описания знаний. Приведите пример логико-интуитивного описания знаний. Что собой представляет обобщение форм представления знаний? Перечислите предпосылки обобщения форм представления знаний. Перечислите методы анализа ЕЯ описания предметных областей?