Алгоритм объектно-структурного анализа для структуры знаний. Кратко
Краткий ответ на экзаменационный вопрос по курсу СИИ — системы искусственного интеллекта (все вопросы).
Алгоритм ОСА
Алгоритм ОСА (объектно-структурного анализа) предназначен для детального практического структурирования знаний ПО. В основе ОСА заложен алгоритм заполнения ОСА-матрицы Еmn. Алгоритм содержит последовательность аналитических процедур, позволяющих упростить и оптимизировать процесс структурирования. Алгоритм разделяется на две составляющие:
А_I. Глобальный (вертикальный) анализ, включающий разбиение ПО на методологические страты (чтио-знания, кяк-знания и т.д.) на уровне всей ПО. В результате заполняется первый столбец матрицы (2).
А_II. Анализ страт (горизонтальный), включающий построение многоуровневых структур по отдельным стратам. Число уровней п определяется особенностями стратифицированных знаний ПО и может существенно отличаться для разных страт. С точки зрения методологии n < 3 свидетельствует о слабой проработке ПО.
Первый уровень соответствует уровню всей ПО (уровень области). Второй — уровню проблемы, выделенной для решения. Третий — уровню конкретной решаемой задачи. Дальнейшие уровни соответствуют подзадачам, если имеет смысл их выделять. При этом возможно как последовательное применение восходящей (bottom-up) и нисходящей концепций (top-down), так и их одновременное применение.
Глобальный анализ
Технология глобального анализа сводится к разбиению пространства основной задачи структурирования ПО на подзадачи, соответствующие особенностям ПО. Для разработки интеллектуальных систем существует минимальный набор s-страт, обеспечивающий формирование БЗ.
Минимальный набор включает три страты:
s3 — формирование концептуальной структуры Sk;
s4 — формирование функциональной структуры Sf;
s7 — формирование подсистемы объяснений So. Формирование остальных страт позволяет существенно оптимизировать процесс разработки и избежать многих традиционных ошибок проектирования. Страты s4 и s5 являются дополнительными и формируются в случаях, когда знания предметной области существенно зависят от временных и пространственных параметров (системы реального времени, планирование действий роботов и т. п.).
Алгоритм А_1 глобального анализа может быть кратко сформулирован следующим образом:
А_1_1. Собрать все материалы по идентификации задачи и по результатам извлечения знаний.
А_1_2. Выбрать набор страт N, подлежащих формированию (Nmin = 3).
А_1_3. Отобрать всю информацию по первой выбранной страте (i-1, где i — номер из выбранного набора страт N).
А_1_4. Повторить шаг А_1_3 для i+1 для всех выбранных страт до i Ü N.
А_1_5. Если часть информации останется неиспользованной, увеличить число страт и повторить для новых страт шаг А_1_3; иначе перейти к последовательной реализации алгоритмов горизонтального анализа страт А_2. Анализ страт Последовательность шагов горизонтального анализа зависит от номера страты, но фактически сводится к реализации дуальной концепции структурирования для решения конкретной подзадачи. Ниже предлагается алгоритм ОСА для одной из обязательных страт s3 (ЧТО-анализ), результатом которого является формирование концептуальной структуры предметной области Sk.
А_2_3_1. Из группы информации, соответствующей ЧТО-страте, выбрать все значимые понятия и сформулировать соответствующие концепты.
А_2_3_2. Выявить имеющиеся иерархии и зафиксировать их графически в виде структуры.
А_2_3_4. Образовать метапонятия по концепции (bottom-up).
А_2_3_5. Исключить повторы, избыточность и синонимию.
А_2_3_6. Обсудить понятия, не вошедшие в структуру Sf, с экспертом и перенести их в другие страты или исключить.
А_2_3_7. Полученный граф или набор графов разделить на уровни и обозначить — согласно матрице ОСА (1). Аналогичные алгоритмы разработаны для всех страт и апробированы при разработке экспертных систем ПРОГОР и АВЭКС.
