Рассматриваются вопросы организации систем, способных к расширению своих возможностей в процессе диалога с человеком — непрограммистом. Вводится новый язык, относящийся к классу семантических сетей. Показывается, что он может служить в качестве единого языка представления предметных и лингвистических знаний: конкретных, неопределенных, логически связанных, сложноструктурированных, обобщенных, нечетких и др. Описываются унифицированные механизмы обработки информации, базирующиеся на принципах наложения сетей и обеспечивающие ответ на запросы, преобразование представлений, формирование вопросов и др. Рассматриваются способы использования этих механизмов для реализации логических рассуждений, объяснений, функций перевода, обучения по примерам. Показывается, что в рамках введенных средств может быть обеспечена организация постоянной активности системы, возрастающей в процессе накопления знаний.
Книга предназначена для студентов, аспирантов и научных работников, интересующихся построением интеллектуальных систем.
Ил. 108, библиогр. 75 назв.
ПРЕДИСЛОВИЕ
Трудно себе представить цивилизованное общество, в котором люди объяснялись бы алгоритмами и сообщениями, являющимися входными и выходными для этих алгоритмов. Возможности общения были бы весьма ограничены. И в то же время до настоящего времени диалог человека с машиной носит именно такой характер. Конечно, для людей, освоивших входные машинные языки и языки программирования, это не так уж и плохо. Крайняя ограниченность машин компенсируется ее высоким быстродействием, высокой эффективностью при решении определенных классов задач. Тем не менее хотелось бы чисто по человечески спросить машину, объяснить ей свою задачу. Если что непонятно — то пояснить па примерах. И все это на своем родном — естественном языке. Казалось бы, все так просто. Но оказывается, что просто только для человека.
Построение же подобных машин связано с решением сложнейших проблем, среди которых важное место занимают проблемы представления знаний, их формирование и использование, проблемы организации постоянной активности системы, возрастающей в процессе накопления знаний. Эти проблемы непосредственно связаны с общей задачей обучения, построения машин или систем, способных активно обучаться в процессе диалога, как это умеет делать человек. Как показывает опыт, от выбора способа представления знаний и схем их обработки во многом зависит результативность постановки задач обучения.
В данной монографии будут рассматриваться вопросы логической организации класса диалоговых систем, обладающих указанными особенностями. Авторы придерживаются той точки зрения, что средства представления и обработки информации должны быть едиными. Такие средства должны обеспечивать запись различных знаний: о предметной области, о языке («лингвистических»), о допустимых свойствах и соотношениях, о расплывчатых понятиях. И все это должно записываться на едином (внутреннем) языке. На этот язык должны отображаться предложения естественного языка, в которых выражаются наши знания. Более того, средства внутреннего языка должны строиться на базе соответствующих исследований естественного языка: его смысловых нюансов, стоящей за ним внеязыковой реальности.
естественном языке находит свое выражение вся наша (сознательная) деятельность. И е? моделирование, выбор соответствующих средств, предполагает необходимость глубоких исследо-нии. Именно таким образом возникли уже общепринятые по-
ОГЛАВЛЕНИЕ
ПРЕДИСЛОВИЕ ...................... 3
ВВЕДЕНИЕ........................ 6'
Глава 1
ПРИНЦИПЫ] ОРГАНИЗАЦИИ .............. 13
§ 1. Основные положения................. 13
§ 2. Выбор схемы.................... 20
§ 3. Направления развития информационных систем..... 25
§ 4. Понятие системы с семантической памятью...... 31
Глава 2
ОСНОВЫ СЕМАНТИЧЕСКОГО ЯЗЫКА.......... 35
§ 5. Системные требования к внутреннему языку...... 36,
§ 6. Анализ существующих средств представления и обработки
информации..................... 40
§ 7. Учет субъективных факторов............. 47
§ 8. Семантические сети.................. 53
Глава 3
ПРИНЦИПЫ ПРЕДСТАВЛЕНИЯ ИНФОРМАЦИИ..... 61
§ 9. Множества, классы, совокупности........... 61
j 10. Представление событий и ситуаций........... 68
§ 11. Естественно-языковые уровни............. 7#
} 12. Реляционные модели и алгоритмические конструкции . 82
Глава 4
МЕХАНИЗМЫ ОБРАБОТКИ............... 87
} 13. Задачи системы.................... 87
: 14. Принципы наложения и конкретизации.......... 92
j 15. Схема конкретизации................. 98
j 16. Сетевые продукции................... 104
j 17. Принципы преобразования............... 107
i 18. Направления исследонавия механизмов......... 112
''лава 5
:ЕМАНТИЧЕСКИЕ ГРАФЫ................ иб
i 19. Элементарные графы.................. 117
20. Композиции элементарвых графов............ 125
21. Циклы, полюса, наборы................. 129
22. Смешанные конструкции, приведенные графы...... •№&
Глава 6
СРЕДСТВА ПРЕДСТАВЛЕНИЯ ОБОБЩЕННОЙ ИНФОРМАЦИИ ......................... 139
§ 23. Значения и типы и-вершин............... 141
§ 24. Окрестностное обобщение, сложные сети......... 146
§ 25. Смешанные графы с вершинами различных типов..... 152
§ 26. Составные графы, сложные конструкции......... 161
§ 27. Согласованные значения................. 168
§ 28. Требование конкретизации............... 177
Глава 7
КОНКРЕТИЗАЦИЯ НА БАЗЕ ПАССИВНЫХ ЗНАНИЙ . . 184
§ 29. Логические структуры................. 184
§ 30. Негативные знания, инверсные вершины......... 191
§ 31. Неполные знания, организация простых видов активности 195 § 32. Неопределенные знания. Факультативные фрагменты ... 199 § 33. Рекурсивные фрагменты, обобщенные знания с кванторами ........................ 205
Глава 8
ОРГАНИЗАЦИЯ СЛОЖНЫХ ВИДОВ ДИАЛОГОВОЙ
АКТИВНОСТИ...................... 213
§ 34. Активные знания, обязательные графы......... 213
§ 35. Использование обязательных знаний.......... 222
§ 36. Организация сложноструктурированных знаний..... 231
§ 37. Обработка на базе сложноструктурированной информации .......................... 239
§ 38. Принципы работы с нечеткими множествами........ 246
§ 39. Относительный характер нечетких понятий....... 251
Глава 9
ПРОДУКЦИОННЫЙ ПОДХОД К ЗАДАЧАМ ДИАЛОГА . . 258
§ 40. Примеры использования сетевых продукций....... 260
§ 41. Корреляционные продукции. Обобщение......... 265
§ 42. Граф-продукции, модальные и рекурсивные продукции 273
§ 43. Лингвистический процессор на базе сетевых продукций 279 § 44. Пример использования корреляционных продукций для
перевода....................... 284
Глава 10
ФИЗИЧЕСКИЙ УРОВЕНЬ ОРГАНИЗАЦИИ........ 290
§ 45. Принципы программной реализации........... 292
§ 46. Ассоциативное устройство простого вида......... 296
§ 47. Устройство поиска с вычисляемой идентификацией . . 298
§ 48. Ассоциативные однородные среды............ 300
ЛИТЕРАТУРА ............f........... 307
ПРЕДМЕТНЫЙ УКАЗАТЕЛЬ.............. 31О
Цена: 150руб.
