Имя материала: Базы знаний интеллектуальных систем

Таким образом, создание базы знаний экспертной системы способствует более глубокому усвоению знаний, а визуальная спецификация усиливает прозрачность и наглядность представлений.

Когда компьютеры используются в обучении как инструмент познания, а не как контрольно-обучающие системы (обучающие компьютеры), они расширяют возможности автоматизированных обучающих систем (АОС), одновременно развивая мыслительные способности и знания учеников. Результатом такого сотрудничества учащегося и компьютера является значительное повышение эффективности обучения. Компьютеры не могут и не должны управлять процессом обучения. Скорее, компьютеры должны использоваться для того, чтобы помочь ученикам приобрести знания.

В данном параграфе будет описываться автоматизированное рабочее место (АРМ) инженера по знаниям KEW (Knowledge Engineering Workbench) [Гаврилова, 1995; Гаврилова, Воинов, 1995-1997], который наряду с такими программами, как SemNet [Fisher 1990, 1992], Learning Tool [Kozma, 1987], TextVision [Kommers, 1989] или Inspiration, дает возможность ученикам, экспертам или аналитикам связать между собой изучаемые ими понятия в многомерные сети представлений и описать природу связей между всеми входящими в сеть понятиями.

Последняя версия KEW, созданная совместно с Воиновым А. В., получила первую премию на выставке программных систем IV Национальной конференции по искусственному интеллекту в 1994 г. в разделе программных инструментари-ев разработки интеллектуальных систем. KEW демонстрирует жизнеспособность технологии автоматизированного проектирования интеллектуальных систем (АПРИС) или CAKE (Computer Aided Knowledge Engineering), впервые описанной в работе [Гаврилова, 1992].

KEW предназначен для интеллектуальной поддержки деятельности инженера по знаниям на протяжении всего жизненного цикла разработки экспертной системы, включая стадии — идентификации проблемы, получения знаний, структурирования знаний, формализации, программной реализации, тестирования.

Центральным блоком KEW является графический структуризатор знаний KNOST (KNOwledge STucturer). Система KNOST поддерживает последовательную графическую реализацию ОСА (см. параграф 3.4) и автоматическую компиляцию БЗ из графической спецификации.

      Рис. 5.10. Интерфейс АРМа инженера по знаниям

Интерфейс KNOST состоит из трех основных частей (рис. 5.10):

• панель концептуальной структуры;

• панель гипертекста;

• панель функциональной структуры.

Панель концептуальной структуры предназначена для графического структурирования знаний. Она позволяет определить понятия и обозначить связи между ними в форме концептуальной структуры Sk.

В панель гипертекста можно поместить любой комментарий, связанный с объектом, определенным на панели концептуальной структуры понятий.

Основное назначение панели функциональной структуры Sf — представить наглядно в форме строк таблицы причинно-следственные и другие функциональные взаимосвязи между понятиями концептуальной структуры, на основании которых эксперт принимает решения. Столбцы таблицы формируются простейшей операцией drag-and-drop из понятий на панели концептуальной структуры.

После того как модели Sk и Sf созданы, KNOST автоматически компилирует базу знаний на ПРОЛОГе из созданной графической спецификации и моделирует работу экспертной системы. Это удобно для быстрого наглядного прототипирования ЭС и для отладки БЗ совместно с экспертом.

 

5.5. Проектирование гипермедиа БД и

         адаптивных обучающих систем

 

5.5.1. Гипертекстовые системы

 

Первые информационные системы на основе гипертекстовых (ГТ) моделей появились еще в середине 60-х [Engelbart, 1968], но подлинный расцвет наступил в 80-е годы после появления первых коммерческих ГТ систем для ПЭВМ — GUIDE (1986 г.) и HyperCard (1987 г.). В настоящее время ГТ технология является стандартом de facto в области АОС и сверхбольших документальных БД [Nielsen, 1990; Агеев, 1994].

 

Подпись: Под гипертекстом понимают технологию формирования информационных массивов в виде ассоциативных сетей, элементами или узлами которой выступают фрагменты текста, рисунки, диаграммы и пр.Навигация по таким сетям осуществляется по связям между узлами. Основные функции связей [Conklin, 1987]:

• перейти к новой теме;

• присоединить комментарий к документу;

• соединить ссылки на документ с документом, показать на экране графическую информацию (рисунок, чертеж, график, фотографию и пр.);

• запустить другую программу и т. д.

Учитывая широкое использование графовых структур в моделировании, ГТ может приобретать черты более сложных моделей, например сетей Петри, диаграмм состояний и др.

В настоящее время не существует стандартизированной технологии разработки «хорошо структурированного» ГТ, хотя важность когнитивно-наглядной и «прозрачной» структуры ГТ очевидна.

В качестве рабочего упрощенного алгоритма составления ГТ можно предложить следующий (в п. 5.5.3 будет представлен более сложный вариант).

 

Подпись: Инструкция по разработке гипертекстового приложения
1. Дайте название воображаемому документу, например «Учебник по кулинарии», «Справочник абитуриен-та» и пр.
2. Представьте, что вся информация должна быть сгруппирована как в хорошем учебнике, то есть в виде глав и параграфов. Основное условие для глав, параграфов и подпараграфов — сбалансированность, то есть примерно равная величина.
3. Проставьте перекрестные ссылки между понятиями внутри параграфов, придерживаясь принципа «чем меньше — тем лучше».
4. Добейтесь баланса аудио, видео и графической информации.
5. Предоставте возможность возвращения на шаг назад или на более высокий уровень иерархии.
6. Отобразите иерархическое положение текущей страницы. Например, если мы находимся в подпарагра-фе, то необходимо вывести название текущей главы и параграфа.
7. Еще раз проверьте гипертекстовое содержание, в котором отражены все главы, параграфы и подпара-графы. Из любой страницы приложения должен быть доступ к этому содержанию.
8. Все необходимые гипертекстовые ссылки лучше располагать не в самом тексте, а разместить их в одном месте на странице, например в конце страницы.
9. Ссылки, по которым пользователь уже заходил, должны выделяться другим цветом.

5.5.2. От мультимедиа к гипермедиа

 

Подпись: Мультимедиа (ММ) сегодня понимается как интегрированная компьютерная среда, позволяющая использовать наряду с традиционными средствами взаимодействия человека и ЭВМ (алфавитно-цифровой и/или графический дисплей, принтер, клавиатура) новые возможности: звук (живой человеческий голос, музыку и др.), видеоролики (цветные художественные и документальные клипы), озвученную мультипликацию и т. д.

Когда элементы ММ объединены на основе сети гипертекста, можно говорить о гипермедиа (ГМ). Основной сферой применения ГМ сегодня являются автоматизированные обучающие системы (АО С) или электронные учебники. Размещение в узлах сети не только текстовой и цифровой информации, но и графиков, видеоклипов, фото и музыки обогащает гипертекст и увеличивает занимательность и наглядность электронных учебников. В последние годы ММ активно внедряется и в интеллектуальные системы [Nielsen, 1990], особенно в системы-консультанты, как эффективное средство увеличения наглядности и понятности рекомендаций, выдаваемых системой. Использование анимации, звука и видео существенно облегчает усвоение учебного материала по структурированию знаний и снижает уровень когнитивных усилий учащихся при одновременном уменьшении времени, необходимого на изучение данной проблематики.

Страница: | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | 10 | 11 | 12 | 13 | 14 | 15 | 16 | 17 | 18 | 19 | 20 | 21 | 22 | 23 | 24 | 25 | 26 | 27 | 28 | 29 | 30 | 31 | 32 | 33 | 34 | 35 | 36 | 37 | 38 | 39 | 40 | 41 | 42 | 43 | 44 | 45 | 46 | 47 | 48 | 49 | 50 | 51 | 52 | 53 | 54 | 55 | 56 | 57 | 58 | 59 | 60 | 61 | 62 | 63 | 64 | 65 | 66 | 67 | 68 | 69 | 70 | 71 | 72 | 73 | 74 | 75 | 76 | 77 | 78 | 79 | 80 | 81 | 82 | 83 | 84 | 85 | 86 | 87 | 88 | 89 | 90 | 91 | 92 | 93 | 94 | 95 | 96 | 97 | 98 | 99 | 100 | 101 | 102 | 103 | 104 | 105 | 106 | 107 | 108 | 109 | 110 | 111 | 112 | 113 | 114 | 115 | 116 | 117 | 118 | 119 | 120 | 121 | 122 | 123 | 124 | 125 | 126 | 127 | 128 | 129 | 130 | 131 | 132 | 133 | 134 | 135 | 136 | 137 | 138 | 139 | 140 | 141 | 142 | 143 | 144 | 145 | 146 | 147 | 148 | 149 | 150 | 151 | 152 | 153 | 154 | 155 | 156 | 157 |