В системе KG управления базами знаний имеется три базовых физических конструкции для хранения информации [Кучуганов, 2002]: дерево - концепт - экземпляр и четыре семантические категории для наполнения концептов и экземпляров: предмет; процесс; свойство; отношение.

Дерево задает иерархию концептов. Концепт базы знаний (понятие) определяет подмножество экземпляров, у которых значения параметров удовлетворяют данному понятию, т.е. экземпляры являются листьями деревьев (данными).

База знаний представляет собой семейство деревьев:

<Дерево концептов>:: =<Номер уровня>, <Концепт>,

<Список подконцептов>,

где подконцепт концепта уровня u - это концепт уровня u 1.

Свойства. Обычно в системах для разработки онтологий для каждого понятия задают слоты - свойства, которыми оно обладает. В системе KG свойства описываются в разделе знаний о свойствах материалов, предметов, процессов, который представляет собой классификационное дерево свойств (атрибутов), сгруппированных по назначению, физическим, физиологическим, психофизическим, социологическим и прочим критериям. Это позволяет унифицировать понятия свойств, использовать их многократно и, самое важное, сопоставлять объекты из разных классификационных деревьев и предметных областей.

Концепт-свойство имеет вид:

<Свойство>:: = <Имя>, [<Комментарий>], <Тип значения>,

[<Метод>],

где Метод - способ вычисления свойства: формула для непосредственного вычисления в зависимости от известных атрибутов этого же экземпляра предмета; ссылка на сложный метод в разделе процессов.

Предметами здесь считаются материальные и виртуальные объекты: стол, автомобиль, робот, человек (когда он является предметом исследования), документ и т.п. Сюда же входят все виды отчетов от простых до самых сложных. Предметы имеют состав (детали) и схему соединения, т.е. описываются геометрическими моделями: кинематическая схема, чертеж, карта, изображение, 3D геометрическая модель, экранная форма:

<Предмет>:: = <Имя>, <Комментарий>, <Список атрибутов>, [<Список компонентов>, [<Список отношений между компонентами>]], [<Геометрическая модель>].

<Атрибут>:: = [<Имя>, <Экземпляр-свойство>, <Диапазон изменения значений>, <Ожидаемое значение>], [<Единица измерения>], [<Экземпляр-метод>].

При конструировании концепта-предмета список его атрибутов набирается из ранее созданных концептов-свойств.

Список компонентов - это дерево входимости деталей в изделие. Во время конструирования концепта-предмета задается типовой состав, которому будут удовлетворять все его экземпляры (хотя там тоже допускаются исключения). Для определения состава продукта достаточно перечислить все входящие в него подсборки (концепты или экземпляры) уровня u - 1, где u - текущий уровень сборки. Соответственно, в продуктах уровня u - 1 перечисляются подсборки или детали уровня u - 2.

Список отношений между компонентами определяет относительное положение, типы соединений, степени свободы и т.п.

Для удобства конструирования концептов в СУБЗ KG выделены два механизма:

"предок-потомок"; "сборка-деталь".

Механизм наследования свойств применяется к концептам как средство экономии хранения описаний тех свойств, для которых тип, диапазон, метод вычисления не меняются на младших уровнях иерархии в дереве классов (концептов).

Механизм заимствования компонентов состава применяется к конкретным образцам продукта для заимствования тех или иных деталей или подсборок из ранее сконструированных изделий. Они находятся в других деревьях классов и в новой сборке для них пишутся только отличающиеся параметры. Принципиальным отличием заимствования компонентов является наличие инструмента параметрического конструирования новых деталей из старых, когда в допустимых пределах меняются те или иные технические характеристики (например, при комплектации персонального компьютера по индивидуальным потребностям клиента) или геометрические (например, размеры), но топология и структура остаются прежними.

Процесс отображает в базе знаний деятельность коллектива исполнителей в некотором отрезке времени и пространства. В общем случае, процессы имеют состав и алгоритм, т.е. их описание содержит вычислительные модели, которые подразделяются на три вида: поиск фактов и вычисление свойств; анализ ситуаций и исчисление (выявление) отношений; действия и работы. Концепт процесса в общем случае имеет вид:

<Процесс>:: = <Имя>, <Комментарий>, <Список атрибутов>, [<Вычислительная модель>], <Список входных концептов>, <Список выходных концептов>, [<Состав подпроцессов>, <Список отношений подпроцессов>].

Именно деятельностный процесс порождает множество связей между объектами, поэтому характерной особенностью списка атрибутов процесса является то, что он, помимо общих характеристик содержит атрибуты, описывающие роли участников действия: агент (исполнитель); бенефициант - заказчик, в чьих интересах выполняется действие; реципиент - приемник действия; предмет воздействия (исходный/результирующий); сцена действия; инструмент; коагент (соисполнитель) и т.д.

Вычислительные модели задаются с помощью встроенных функций и процедур, внешних программ, а также схем, в тех случаях, когда процессы структурированы. При комплексировании процессов, также как и предметов, применяется механизм заимствования и параметризации компонентов состава из разных классов. Процессы анализа ситуаций и выявления отношений устанавливают факты взаимоотношений между двумя или несколькими объектами. В частности, процессы логического вывода, основанные на правилах ЕСЛИ - ТО, в качестве предусловий могут содержать достаточно сложные встроенные процедуры и функции анализа фактов. Действия и работы представляются планами, схемами, графиками.

Списки имен входных и выходных структур данных ссылаются на соответствующие концепт-предметы и их экземпляры, в том числе это могут быть сцены действия или их описания, например, план производственного участка, цеха, схема микрорайона, план квартиры и т.п.

Отношения устанавливают факты наличия разнообразных взаимосвязей между объектами. Отношения - это наиболее динамичный раздел базы знаний в том смысле, что они постоянно меняются в ходе осуществления какой-либо деятельности. Поскольку в любой системе поддержки принятия решений факты наличия тех или иных отношений между объектами необходимы, как правило, лишь на этапах анализа и планирования, поэтому при описании предметной области и ее бизнес-процессов имеет смысл определить необходимые виды отношений и способы их исчисления (выявления), а не хранить постоянно сами эти факты. Тогда методы исчисления отношений можно включать в состав процессов (предикатов) анализа ситуаций и принятия решений.

В системе KG предопределены четыре семантически не пересекающиеся категории отношений:

сравнение/сопоставление - это результат сравнения свойств (предметов, процессов, отношений) или сопоставления графов (предметов/процессов);

вхождение (в множество, класс, экземпляр);

деятельностные (ролевые, причинно-следственные, вычислительные) отношения, извлекаемые из экземпляров процессов/задач на основе их концептов;

коммуникации (толерантности) - личное отношение к другому субъекту или, в общем случае, к объекту, входящему в другую категорию (предмет, процесс, отношение).

<Концепт-отношение>:: = <Имя>, [<Комментарий>], <Список атрибутов>], <Имя с уточнителями объекта 1>, < Имя с уточнителями объекта 2>, <Тип значения>, <Ожидаемое значение>, [<Единица измерения>], <Экземпляр-метод>.

Таким образом, модель знаний ПО cодержит описание понятий в статике - как семейство деревьев фреймов (рис.1) и в динамике (кто?, что делает?, кому?, как?, когда? и т.д.) - в виде атрибутивного графа деятельностных отношений, например, алгоритма. Описанная модель знаний позволяет анализировать достаточно широкий спектр отношений между объектами предметной области и бизнес-процессов и, тем самым, уменьшить влияние субъективизма при разработке онтологий.

2. Стратегии поиска сущностей

(areai AREA (Sub1), areaj AREA (Sub2)) (areai (Sub1) areaj (Sub2) )

SearchEntity (Sub1,Sub2) = 'True'; entity (Sub1) = areai; entity (Sub2) = areaj -

если одна из областей существования субъекта 1 совпадает с какой-либо областью существования субъекта 2, то сущности субъектов Sub1, Sub2 в данном контексте найдены.

3. Утверждение субъекта Sub1 в качестве свойства/атрибута субъекта Sub2:

Хотя в приведенных примерах показаны далеко не все тонкости полисемии, следует заметить, что сокращение ее не всегда возможно - как говорят врачи, точную причину покажет вскрытие. И не всегда нужно. Поэзия, например, ценится своей ассоциативностью.

Мы видим, что сокращение вариативности смысла ЕЯ-текста может быть достигнуто путем ужесточения требований к качеству предметных онтологий и их тезаурусов, а также благоприятному сочетанию механизмов логического и образного мышления, т.е. логического вывода и функций поиска/распознавания.

Список литературы