автореферат диссертации по информатике, вычислительной технике и управлению, 05.13.11, диссертация на тему:Разработка и исследование генератора специализированных интеллектуальных диалоговых редакторов баз знаний

РГ8 Ьи

российская академия наук .

ДАЛЬНЕВОСТОЧНОЕ ОТдаШНКЕ ИНСТИТУТ АВТОМАТИКИ И НРОИЕССОЬ УПРАВЛЕНИЯ

на пропах руяслгасй

АНТОНОВА Елена Иванова

РАЭРЛ^ГКА И ШУЩОВАНИВ ГЕНЕРАТОРА <ШЕШАЛ1ШК«ЙЛКННХ ИГтаЛШСГУАЛЬЫХ ЖШГОВН! ЬбШТОРОВ ПАЗ ЗНАНШ

05.13.П - математическое и прогрйммнео обэопечвтге вычислительных мааян, комплексов, систем

и сетей

Авторе-форат диссертации на соисканяэ ученой степени каидиЛ'ЧТ'! технических: наук

Владивосток - 1ЭЙЗ

РаОогя выполнена в Институте авкодгикв и процессов управления Дальневосточного отдаления РАН и s Да.ин?Бост<яном государственном университете.

Научный руководитель - доктор физикэ-натематическк:; наук

A.C. Клещев

Официальные оппоненты - доктор технических наук

Ä «Л* СипявскиВ

- кандидат технических наук И.И.Шааченко

Водушео предприятие,: Тихоокеанский океанологически®

институт Дальневосточного отделения РАН (г. Владивосток)

Защита состоится "__" j9S0 г. е_____часов

" " zii^zJz. зкроаалного сою

на аиоедяшш Специализированного совэта К 003.30.01 в Институте автоматики и процессов угграаленпя Дальновооточного отделения РАН по адресу:

690041, г. Владивосток, ул. Радио, б

О диосергицией мо.«га ознакомиться в библиотеке Института автоматики и»процессов управления ДВО РАН.

Автореферат разослан * /f* c-Z^-t/i?*? 1993 г

УчишП секретарь

Сшлшали-зщиьаннгч'о согт-тя к.т.н.

Б,И. Коган

■ ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

. Актуальность работа. Приобретение и . накопление ¡знаний являются основой процесса проектирования и построения экспортных систем (ЭС), однако остаются наиболее трудоемким и сложным видом работ при их создании. В рамкзх традиционной технологии эта работа возлагается не. инженера знаний, который выполняет ее вместе с экспертом. Попытки обеспечить инструментальную поддержку этого вида р&оот привели к созданию проблеюю-ие-анисимых редакторов.. баз знаний (БЗ), которые автоматизируют, главннм образом, ввод и редактирование в форме-тексте уже извлеченных и формализованных знаний. Альтернативной инструментальной поддержкой этого вида работ , являются специализированные диалогом» редакторы БЗ." Такой редактор исключает этапы-концептуа.шещш. и формализации; в .даалоге с экспертом (без .участия тгганэра знаний^ в терминах ■ предметной области и на основе его ответов формирует ЕЗ.во внутреннем представлении. При .необходимости эта БЗ мокет.быть преобразована и выдана экспорту в шня'люм ему ' внешнем представлении. .. Кроме . того, в хода (»провождения Бё экспорт в диалоге может вносить в БЗ необходимые ксмонеюн. СгоциадизироБЗКНнй редактор БЗ активизирует - и систематизирует .работу экспорта, что способствует достижению болеэ ецсокой . полноты БЗ. Основным препятствием к шрок'ому использованто епевдалшировиных -редакторов БЗ : является их сравнительно высокая , стоимость, (трудоемкость ..разработки) -, при ограыгтетш: рамками ' предметной- ' области . возможностях использования. Актуальном является создание проблемно-независимой инструментальной сиотеми,' которая, позволяла бы. быстро и дешево разрабатывать специолизиробмшне редакторы,' £53 для - различных ггредмзт;шХ областей. ' . V Г'.

Целью .' дисйерташоиюй работы'' является " разработка .теоретических . основ. и реализация инструментального сродства для создания специализированных интеллектуальных' ■ диалоговых редакторов КЗ - -генератора агециэлизироватшх интеллекту йлышг дйшюговшс редакторов БЗ (СИДР БЗ). Для достижения поставленной цели в работе необходимо было реяить сжлутт задачи:. . - . .. -. /„

- разработать язык описания схем РЗ различна* предметных областей; '•■-.- • . . ' " .

- рч?р,-!ботпгь пор'о'лдяяцу*' м:.-Д'.'Л1- япоцзсоа ттоорстйпиз *бшмя&| -- ".-1 ОСНОК! '■ОТ!'.."' -....-й'^тюрий "

•диалога с экспертом по формированию и редактированию БЗ;

-выполнить реализацию генератора специализированных.: интеллектуальных диалоговых редакторов БЗ, вйлючаадего средства ввода н редактирования схем БЗ, средства адаптации диалога к предметной области и сродства генерации специализированных интеллектуальных . диалоговых редакторов БЗ; , 4 , • - разработать , технологию применения генератора спвциышзиро-? ванных интеллектуальных диалоговых редакторов БЗ. ' .•.,..'•■ - í ' s Научная новизна работы заключается; 1 •

- в создании формального; языка, товволшщрго игасенерац^ знаний описывать схемы БЗ различных предметных областей;

- в определении способа задания формальной семантикисхем БЗ на основе модели порождения £3 по схемам».': д

. - в разработке модели процесса извлечения и редактирования, знаний'. ' .'.' •:"•"• .'.'.-

Практическая ценность диссертационной работы ваключается: ; -, в разработке меташ10трумвнтального , оредотва - : генератора специализированных интеллектуальных диалоговых редакторов БЗ различных предметных оОлаотей; темоамым автоматизировав один из самых трудоемких этапов создания, экспертных систем' - aran извлечения и накопления ананий; ,1 ;, : ,1 ■

■ ; - в разработке на основа генератора специализированного диа-лотового редактора; медицинских знаний, который может Использоваться доя организации, работы экспертов при создании вкопертных•-■■'. систем:' г медицинской ^иагноотакя. Генератор специализированных интеллектуальных диалоговых редакторов БЗ попользуется в ИАГОГ ДВО РАН и ДВГУ, Кроме етого, генератор специализированных - интеллектуальных . диалоговых редакторов БЗ внедрен и испольэуется в войсковой чаоти 31204,. что- Подтверждено соответствующей справкой. v'-'"'.'-y;./ •

Апробация работы. Основнно положения диссертации докладывались и обсуждались на Республиканской школе-семинаре "Проблемы применения експертных систем в народном хозяйстве" (г. Кишинев, ДВЗЭг.), Всесоюзной конференции "Базы знаний и ¡экспертные системы в автоматизированных : системах для научных исследований", (г. Севастополь, 1990г.), Научно-технической школе "НОвые информационные технологии" (г. Одесса, 1990г.), Международной конференции '."Программные и вычислительные системы нового поколения? (г. Самарканд, ТЭЭОг.), Всесоюзной научной кгнферетии "ш/теллектув-. ЛИ50Щ1Я систом унршшэшш" (г. Баку, :1991г.) V ./Всесоюзной

конференции "Систсш без данных й знаний" (г. Львов, 1991г. ). III конференции по искусственному интеллекту (г. Тверь, 1932г. У, научных секянарвх ДЗГУ и 1Ш1У ДВО РАН.

По тема диссертация опублшовано шесть работ. • , Структура и объем Диссертационная работа состоит из

, введения, четырех глаз, заклпчения, излокэшнх на 14Э стрзницах и . содержащих 125 рисунков» списка литературы, вхетчащёго 102 наименованпя/и иэсти прглс«ен2Я. . - •

COJIEFSAHHK РАБОТЫ

. Первая глава диссэртацзш содержат обзор литератур! по сувес-. твущим методам прнобрвтзнкя етпшй. Обосновывается выбор прик-- ладных семантических сэтей в качестве клэсса моделей продставле-; ния знаний, ■ поддеряиваекого генератором СИДР ЕЗ. Приводится определение щюкладных семантических сетей, а татсже схема га.

Во второй глзтп диссертации роквмся задачи разработки , языка * описания схем ' БЗ рвзягчкнх прэдмэтлш: областей и Кйороядаюдра моде.™! процесса приобретения знаний. ;: V Йя-'йшсаякл .схем 'É3-тввбшг .функциональная 'и графическая нотация описания схем;' однако обе они но могут бкть использована • для решения задач удбевртацпи. Еозтпсоот зздача разработки ягыка, ' . позеоляещзго ошййвать • схемы БЗ. концентрируя информация вокруг. ВмшткЯ • ..прадютаоЯ' области. ГШ разработке такого языка 2спо.я).!-овался опит огейяпяя ехон БЗ в разливших предмета« .областях. Предогоемнй п диссортацаи' способ описания' схем БЗ поддерк'.т.зб'гся' теорией С-реймов.

Сгжсояпп спегш £3 предаэтнйй области ' состоит в опксаити классов ворсин ссмаиягйсяой с'оти. Keíita класса .вершин может быть . либо tv.'.3véti'Hx¿có>i петif.tnñ схема БЗ/ -либо фрчгшиточ схемы ГО -классов понятий,КЧ ИКЗЕК. И&ОВОМ. кнок9ством схвш БЗ -

имя кпссса понятии с?.еш БЗ (тешопвяпое кжмюство) или фрагмэн? oren БЗ. бпкеглгео метки (йгохветвз схеш БЗ может нкеть тд: «воглства всех лодгяогяотз кг.чзяоввякого множклва' шмм КЗ; №СЖ4С?20 Fcex под?люг9сгв KWHOBOHнот мнодоотня, -о&рэдэляемоо с ..огрегкедяилми но кого; .ролавоз описание мнояеетаа охокы БЗ; • ' альтернагявноо описаязю • «вскоот-ва; определение («тожествя через ' сбгеяггпоь-ие множеств. Б описании множества схемы БЗ могут.быть . ссылки на тэршшяяъшэ значения. ' . -

..- .' Определим опершптаннуп сом-;ятгау яягкв ош'сагая схем ЕВ

через процесс порождения БЗ (семантической сети) по схеме БЗ. Процесс порождения состояния БЗ предметной области по схеме КЗ состоит а формировании дуг и вершин семантической сети состояния БЗ в соответствии с описанием схемы БЗ. Первой всегда будет порождена вершина, метка которой в описании фрейма помечена как АКСИОМА. Процесс попадания в каждый последующий момент состоит в следующем: на очередном шаге выбирается одна из уже порожденных, вершин, такая, к мотке которой еще не применялся процесс ее развертывания. По метке втой вершины определяется описание фрейма ь схеме БЗ, 'левая часть которого совпадает о меткой вершины; выполняется процесс развертывания метки вершины, определяемый итим фреймом. Процесс порождения, семантической сети заканчивается тогда, когда к метке любой порожденной вершине семантической сети, состояния БЗ применен процесс ее развертывания.

Например, пусть уке пороадены вершины о метками: "место проведения НИ конференции", "НИИ"^ "конференция", Дальнейшее развертывание меток этих вершин происходит в соответствии с их фреймовыми описаниями. Метку вершшш семантической сети состояния БЗ "место, .проведения Ш конференции" описывает ролевой фрейм, на заполнители которого наложены ограничения: место проведения '

НИ конференции аудитории :-♦ интервал(единицы измерения), аудитории с &1.возможные ауд., &1= ИМЯ(«институт). Метку вершины' "НИИ", являнцуюся именованным¡ множаотвом, описывает ролевой фрейм:

чНИИ • =» возможные ауд." интервал (единицы измерения)

Метку вершшш "конференция", также являющуюся именованным множеством, описывает \ролевой фрейм о ограничениями на

опнолштели терминалов: ■••■'.''•■

«конференция » рег.взной R-тормин-значение,

место прохождения место проведения ' V 1Ш конференции,

время проведения :- дата, : институт «институт, ИМЕНА (институт) ■ ' ИМЕНА(НИИ).

Примкр горовдегош фрчгманта состояния Ш по приведенному описании.' схемы БЗ представлен на рис,' I. •

• H.'j . óci'uba порождающей семантики • языка _ онисчиия схем ВЗ опртшЛ"Нн м^д«ль 1фК')ЛрАт»ния знаний. Процесс нриолр^тпиия

конференция БД 30

рег.взноо

время нрсведэная 1 дата

нии ТОИ ИПМ ЙАПУ институт ЙАПУ -

возможные ауд.

единицы изм.

аудитории ИАДУ БД единицы изм.

я

X

и я я

" г :р а н

.'•а

и а

а с. з: м .

о;

я,' н

■а/ 8;-

й

г-

в е . Р

н я я

210 312| 6Т0

.1.

аудитории ПАПУ БД

мэсто проведения Ш конференция ■ ?

.нижняя граница

'Йс:;Т-- Кртгар Ясрсякдэння фрагмента состояния БЗ по снисзтшю СХЭ1Ы БЗ ' !" "

ваайй/кребуег,.- ёзйзюдэйствия двух- человек - ижонэрэ знаний й 'зкспфтз яга, как в ;иэшэм случае, взаимодействия спсш^ализировпн-.аого .даувляектуолйюго;'диалогового редактора. И и эксперта. . Модель 'Процесса приобретения знаний' включает. модель редактора я /раглбг«штшдия .действий эксперта. В качестве модели родпктора БЗ •<<Ыв»«\-рйеоШфявв&^этяомтй»^ определяемое '.схемой БЗ и «орокдаятей семантшфй. »тзыка описания схемы. Процгизс приобретения . знязй ^к^ю ->зздйJDтть' ■H8 две: его /составляющие: форкироЕание БЗ и рйакти^вание 83.: ;.'-.','-." , ;' X¿орйфоеани-з иостбйния БЗ будем рассматривать как/пороядениа состояния' БЗ по. БЗ. .В' процессе порождения -семантической'

сети по фреймам схемы БЗ (начиная с вершшш, метка которой ;, описана фреймом АНСПОКА) формируется состояние БЗ. Правила : порождения, образуюдие схему. БЗ, могут предусматривать: неоднозначность процесса порождения; в этом случае для" формирования состояния БЗ, удовлегЕоряидсго требованиям эксперта,.; эксперт должен разренать. возникащиэ неоднозначности. . Кроме неоднозначностей процесса порождения, определяемых .описанием ' схемы БЗ, возможны неоднозначности, вызванные возможным различным порядком применения правил йороздения, - которые также может л разрешать эксперт. -у.

Тагам образом, в случае возникновения неоднозначностей в . процессе порождения состояния БЗ эксперту задаются вопросы, ответы на которые разрешают вти неоднозначности. В связи о вышеизложенным, модель процесса формирования состояния БЗ должна' : определять: каким должно быть, содержание вопроса эксперту; .как ; .задать вопрос эксперту; как обеспечить гибкость диалоге о.; экспертом; как обесдачить целостность; формируемой БЗ. При построении модели процесса формирования состояния БЗ бйяи приняты • • следующие решения по'этим вопросам. '{ / -'"'. ■'':■

1. Содержание очередного вопроса к эксперту при формировании г БЗ должно быть таким, чтобы ответ на этот вопрос : позволял • разрешать неоднозначность порождающего, процесса, возникающую на;

■ этом шаге. ■ ' .' : ■ •. •" '■••'.; ''-• : , '-'.'

2. Форма вопроса'должны Сыть понятна эксперту, а при ответе : на него ему должна бйь оказана максимальная помолу (выоорответа

из меню, подсказки, ^советы и т.п.),

. 3. Эксперт может придерживаться отратегии -'-диалога, определяемой моделью редактора. При этой стратегии порядок .выполнения правил порождения фиксирован. Но в любой момент диалога эксперт может отказаться'от этой отратегии, выбрав свой .. порядок выполнения правил порождения. Этим достигается гибкость, диалога. '

; 4. Необходимо, чтобы все возможные вопросы, требуемые для порождения состояния~~Ш7* были эвдайы эксперту. Ото требование автоматически поддерживаетсяч если эксперт следует стратегии диалога, определяемой моделью -редактора РЗ. . В случае;, если, эксперт отказывается от этой стратегии, то существует возможность . цросмотра текущего состояния БЗ, 'в котором отмечеш вЬе Места, где" п^цероЧюроадвимя 1?3.й9 'звэдршен».'-- •. / . , :•

; С.'. влой ■■.'модель» : естествснньм'"''образом связана модель.-.

рвдшргафовшшя БЗ. В медали редактирования БЗ действия эксперта дополнены возможностью редактировать (добавлять, изменять, удалять) описание любой ьерияш илц дуги семантической сети : состояния БЗ. Другими слова!®, существующие' неоднозначности процесса порождения в модели редактирования БЗ, при той г.е модели редактора БЗ, дополняются неоднозначностями, Еызваннкш возможным различным выбором семантики порождает^ правил: формирование, добавление; изменение, удаление. В процессе редактирования долгот контролироваться ограпичоння целостности БЗ.

Модель- процесса присбрэтения знаний положена п основу .реализации генератора СПЕР БЗ. '

Р третьей главе ' дросертацга; опшгаавтея:универсальный сценартй диалога с окспэрток по формироззния и редактированию БЗ; разработка 'И'реализация генератора СЗДР БЗ.

При разработке гокорзтера СИДР БО были определен:-- основные требования,.' предъявляемые • к генератору С5ЩР БЗ: способность настройки СИДР БЗ на работу с конкрэттм экспертом в конкретной првдаетноЗ облэсти; функцконировггше гепэротора 33 ля

персональной ЭВМ в _реяамэ диалога, оошецак^зго' инициативу. йкспер!?а~н системы; возкоейость формирования п редактирования БЗ ,за- несколько сеансов' работа с ашшашкем посла .очередного ■сеанса работы текущего- состояния процесса диалога; возможность , для эксперта в любой-иомеят работы с СВДР БЗ просмотреть ошеек неошсёшпсг. элементов БЗ и . ныСрзть - кз пего элементы для последующего отаатш}'- Сведение я минимуму в. кавдом состоянии процосса'-диалога"'возмогяоети вознихневенпя ошибочной "ситуации; последовательность диалога эксперта г. СЭДР БЗ; -еозмог-шость приспосаблтать ■" СИДР . 53 к экспертом и различным уровнем подготовка; приемл^мач ропктивгюсть диалога.

Генератор СИДР КЗ, разработанный с учи тон сформулщюяянпж сыне требований,- состоит из следутаих частей (рис. 2):

1. Система вводе екгмч БЗ копкрэтноЛ предметной облает, г. Системе адаптации текстов экранов к предметной области. 3. Инторпретптор схемы БЗ.

Оаюотю посший к организации дкалога, с процессе которого эксперт проводит адаптацию вталоннях экранов СОТ БЗ к приметной области, слелугаил: адаптация эталонных зкранов к *т. • <:->тно£» облсстц проводится иг, основ:; оппшш схеми КЗ: аяяпт.': . -Дится егдтлым для каждого схемы'Л-?; для к'. ••<

V) СЬ'М7 р.'? !)Ч:,ПГ,П;у:-!,:Г;1 ТГ-."1 'ГО Г-Кр^'Г), ■ !Л'Г' V' ■ ''■:;."'■'•?'.'-.

ю

о

г

ввод -

СХЕМЫ БЗ

система :

адаптации экранов

ИНТЕРПРЕТАТОР СХШЫБЗ

РУВД

схема БЗ

экраны

состояние

■..-■ БЗ .

Рио. 2,' Архитектура генератора ОВДРБЗ

во фрагменте сценария при описании данного элемента;.экраны Я^я конкретного элементе схемы ВЗ очвтаютоя адаптированными» если они просмотрены экспертом и, ■ при' необходимости, в них внесены г изменения, не нарушайте семантику-полей. г

Диалог эксперта: и системой ^паш;^

разработанному сценорет позволяет;Ъоздавае¥ЫЙ редактор; БЗ конкретной предметной облаотина споооб- вырехения ] опросов, принятый в етой областа и понятный данному эксперту.. -

Интерпретатор:. Ъхем.', 'В3-/.в тоюфетинй мрит*временимогёт • находиться в одном.иввоэшжж состояний.(&вма БЗ В определяет множество' возможных ^стрягай интерпретатора этой схемы .1(0). Состояние; интерпретатора схемы БЗ £ е 1(0) > определяется тройкой ( = пл. .»>, где й.€' К - текуаее обстоите БЗ, К - множество возможных состояний БЗ, порождаемых по схеме БЗ 0; тк - указатель в состоянии БЗ й, определяющий выбранную экспертом метку вершины семантической сети оостояния БЗ; а» € Iрежим работа, выОранный внспертом из возможного множества режимов работы Щк,шк) экспорта с интерпретатором схемы БЗ. Определим также исГ как указатель в схеме БЗ 0,; явля1сщийся функцией от я*... •

, Все возмокные состояния интерпретатора схеМ Б3можноразбить\ на классы • состояний, К-ласс состояний интерпретаторв схйй :БЗ объединяет ' состояния ивтег'третэтора,возможные , при 'порождении . (редактировании) вершин семоптачр.ской сети состояния БЗ, описанных фреймами • одного : типа. Выделены следушир классы '' состояний интнрпретптора: класс состояний .обработки фреймового ■ . описания. элемента; БЗ; ' класс-, состояшй /обработки -

альтернативного описания влшданта БЗ; класс состояний обработки /элементов БЗ, описанных как объединение множеств; класс состояний обработки- элементов БЗ, описанных как множество всех подмножеств именованного множества; класс состояний обработки элемэнтов БЗ," описанных, как. множество всех подмножеств фрагмента схзш БЗ, числовых или символьных значений, определяемых экспертом; класс оостояний обработки элементовБЗ, описанных как множество всех упорядоченных подмножаствишнованного множества, фратаента схеш БЗ, числовых или символькнхзначений, определяемых экспертом; клаос состояний обработки элементов БЗ, имеющих терминальные значения, вводимые экспертом; класс состояние обработки элементов ' БЗ. являпцихся терминальными значениями схемы Б3,~ ,

Каждый класс' состояний интерпретатора схем БЗ / характеризуется возможностями эксперта (как общими для всех ..классов,тай "н сгощфичкпш только ¿Ы.состояний этого класса), способомотображения .ростояний класса на экран (форматами экранов),; условиями перехода от одного экрана к другому, на , одного состояния в другое. ' : . " '' /: '

; Выделено-N6 типов Ькранов,. характерных для всех классов состояний интерпретатора: экран выбора действия;, экран формирования сНисков и работа о ними; экран ввода м коррекции строковых элементов; экрёа ввода и коррекции числовых*элементам; экран выдачи бообцений; вкран текстового просмотра.

• Существуют возможности ; эксперта, доступные ему в лгл.-ч классе .'• Состояний;"йнтертретатора. • VОни" ! включают: одарл;ти .управления: экраном; завершение сеанса;/еаверйениё формирога'шч БЗ; просмотр списка ; неописанных : элементов БЗ; вызов т дачи; просмотр описания элемента БЗ; просмотр . марорута . доступа % описанию элемента БЗ, , .. ••.;■',

ДЛЯ каждого класба состояний интерпретатора стрч ггг разработан свой фрагмент сценария диалога по обработке г>л*>1/г>1!';| БЗ, описание которого опредоляет состояние этого клг"!си. Выполнение очередного . фрагмента сценария ' диалога ' ' лгг-ччт формирование нового' состояния интерпретатора и .соота,тст®у«п»'? атому оостояв^/фагмайт спенврия диалога. Прншес дяатогв ю .формированию и редактирований БЗ ". 'рпггячтртопетс.ч'.' гюопёдоввтельность состояний интерпретатора гас'«ч ет. . ^ V .На основе пброжяашей модели прсцпсса пр«^рете?л»д' щг.-л**,

ВВаДвННЫХ' ТКЙЯТИЙ "СООТОЯНЙв ИНТврПряТ^'Г» С»>И ГП", •"К!""'

состояний ' интерпретатора", разработчики*. ^г^лятсв

используя осцие для всех классов состояний интерпретатора: свойства диалоге по управлшшш БЗ, разработан утаверсалышй сценарий диалога с экспертом ео формированию и редактированию БЗ.

С цельп упрощения реализации в генераторе сидр БЗ функций хранения, обеспечения доступа к элементам схемы БЗ и БЗ была использована система управления базаш! данных (СУЩ) CLIPPER.

Структура ьыбранного табличного пространства для. хранения схемы БЗ к состояния БЗ определяется qesiaiiTinioit допус-йшых в схеме БЗ типов алемектоз БЗ... Разрабртрныая. система отношений содержит восемь основных. отнсаепйО; .^отнсжеЕКб дая; хранения введенного описания, - схемы /. .БЗ;: отнсзганш для / хранения установленных вкспортсм оура^вшй-...!». лвлэмадпг' -емки' -БЗ, не .' eh0icws flbt0h8'liw8csx(fi.' воддерзки; 'отноаззкй - для храдания ' елешнхов схемы.-БЗ, mzz^mtsyBaMKqe .этчвшы,<йц»дэляв»юв..е схемо БЗ; отасавввер .для. хряпания. сформированного сЬртраазя БЗ; отв'оЕеше для хршзишг каторЕйлыи: значений состояния -БЗ; отношение для .организации раскзги с хлотьь«:; . отношение для хранения информации о ствндартншс/^котах/ азанов, определенных для всех тиг.оь описааая • jww

грешшм текстов бкроноц, аакреп-ташхых 'Бй.'поакротным . злёментом 'схемы.. БЗ ь розулдатв' /вдаотацав"/к-; пре^ётйой области и конкретному экспорту. '.-,/-.-'.'; -v./;/"'-.,..'•

для организация,- '• работа - БЗ • на основе

разработанного внутршшого. щйдсгсшлоййя схемы ;ез и состояния бз определена система »опросов к базе,- даанкх.. Щязшй .sanpoo к базе . данных характеризуется ..йбластьа/, тафшьрго; пространство, .. к /которой ов адресован ■ (ш^риацюшт стр^стУрв /запроса) и видом запрошенного преобразования .(ф^шашональнея структура запроса). Информационная структура ■ . отражает; . структуру используемого Табличного пространства;у,.СБяаь/Маадг относешший. Фунмдональнвя-структура запроса отражает характер действий над выделенной" область« . табличного пространства: / извлечение, . добавление, УНИчтуесшю, замена. . -; ...• ■ • ' ..■..:.

С использованием разроботанного. шутрешчгб представления схемы БЗ, состоянии БЗ, экранов для- веданяя даалога по форшровашиэ i: редактированию БЗ, б лыа» систаш зяпросов к базе данных, - реакизовзш Чжстейа адмптлциг текстов экранов к предметной области к интерпретатор схемы БЗ...

р чг-у?.^ртоУглав<} 'определяются ятаШ£ /создания СИДР. БЗ для . к.'"<кг-.'тг">.. полустоя с почетно генератора Cl'.np БЗ;

• рассматриваются предварительные результаты использования сидр медицинских БЗ. полученного с помощью генератора СЦЦР БЗ: ' ставится задача создания редактора медицинских БЗ, определяются требования експерта к редактору медицинских БЗ, обсуждается схема медицинской БЗ,. предложенная врачом-экспертом.и инженером" знаний для разработки' редактора медицинских БЗ, приводятся ;характеристики работы редактора медицинских БЗ.

Рассмотрим этапы создшвм СИДР БЗ для конкретной предметной ¿блести о помощью генератора СИДР БЗ.

I. Описание схемы БЗ. конкретной предметной области.

В , рамках этого этапа выделяют три подэтапа: ввод схемы БЗ; ..адаптащм схемы БЗ, отладка схеш БЗ. ' - '

' •■■-.'' Ввод : схеда "БЗ. После того,- как инженером знаний разработана схема БЗ конкретней предметной области, инженер : 8ваний описывает схему БЗ ка языке описания схем. Определяется возможный тип описания для каждого элемента, схемы БЗ. После того, как все элементы схеш БЗ описаны, инженер знаний вводит полученное описание схемы БЗ конкретной предметной области, тем самим настраивает генератор на- создание редактора БЗ ото»' предметной области. . ' | .

Диалог эксперта о редактором БЗ по формироэашто и ■ ^редактированию БЗ будет происходить посредством системы экранов. В Процессе создания СВДР БЗконкретной предметной области необходимогюслеввода охемы БЗ сгенерировать версию, редактора БЗ и добиться того; чтобы тексты экранов обеспечивали эксперту V полное понимание ' воззптпщих -. ситуаций диалога.: • Текстовое - содержание каждого из- вкраноЬ строится из формулировок введенной :'охемы БЗ и "предложений системц" - стандартных, закрепленных за . этим этаном фраз. В. значительной мере - смысл вопроса, .'". содержащегося в тексте очередного экрана, определяется имеющимися втехсте Формулировками охемн'БЗ. Адаптация экспертом и инженером знаний схемы БЗ - оледущий подэтап описвиия схемы БЗ.

V - Адаптация схемы БЗ. Эксперт и инженер знаний должны просмотреть все экраны сгенерированной4версий: редактора БЗ и зафиксировать вое замрчэния эксперта о: формулировках схема,. При - наличии у эксперта замечания к формулировкам схемы БЗ необходит сделить~коррвК.тировку схемы: сформулировать наименование понятий

предме^ноВ облоста"". либо.....в форме вопросов, либо : укапаний. -'

Откорректированную схему БЗ инженер знаний вролит в систему. Этап ". ядвпттдии . схемн ' РЗ- должен, повторяться до тех ¡тор, покп при

- - • ,4 V ■: . • просмотре экранов очередаой версии редактора БЗ у эксперта и> шшэшра знаний -но ¡будет, замечаний к формулировкам схемы БЗ,

содоржгадамся ев экране. " " ' .........

- Отладка схемы БЗ. Поста того, как., описание схемы . Ю введено и адаптировано» вкспорт должен выяснить, отвечает ли-описание его требованиям к схема БЗ. Это можно сделать формируя различные фрагменты состояния ЕЯ по описанию схема сдомощьв сгенерированной ворсин редактора. Возникающие при атом у эксперта затруднения обсувдаются с. годашэром. знаний и могут быть связаны о ' тьм, что либо формулировки схемы БЗ, носмотряна их адаптацию* . . остались неточными, и тогда необходим возврат на.этап адаптации схс£зы, либо с тем, что схейз'БЗ не точно отражает представления. эксперта о :предметной' области. В этом .случае необходзме модификация инженером знаний и экспертом схемы БЗ/с доалэдупцам ев . вводом, адаптацией и отладкой. Этап отладки схемы БЗ до-пкен продолжаться до тех пор, пока у инженера знаний и. эксперте не -будет ... такого количества , примеров ;' правильного,; формирования состояния БЗ, которое, ю Ы. мйению,, 'достаточно, чтобы: оудать об ' вдекеатиоста спасаний :.с*бкц,';БЗ их^дсташюнкв о: предметной '■ Обществ. /",'; ■ vif;--Л. -.îi-v-ï .

; ■ 2. Адаотация втолоЕнш: экрановрвдактора ' БЗ ^к-' предметной облает*' к конкретному. экспертуv На. зтоа ■. этепе • с6зЛаняя,.СШ1Р. БЗ инженер. знаний' помогав! >*си»р*у :ловт'вшмюцв- содЬр»апщ*ся на\: экране' "предложений системы"

экспорту, йняеаару яканий и эксперту системой;адаптации в диалоге предлагаются экраны для обсувдй&я к, возможно, редактирований текста '.' '"предложений" системы*к о ;' цеЙвЬ'прйблйжеюм : его к1. црофесадональшо! ^ èjtèhèma охеш.БЗ, экраны

'Яйя';';Мв«мнтв_"-схйш. :БЗ ' прейлаг!еотся те,/ которыев V^ueoce.; фЬрМфойшм ' й :рддакт1^к)в"ащя. : БЗ - могут использоваться " во': фрагменте сценария при работе с ж 'э^емэнтоа- схемы' Ш.; После уогб, как "эксперт и инженер .аканий добьются цреббразоъагт -экранов' в - вид, приемлемый для Експерта, они формируют припер : состояния БЗ, используя версия сопранного -на этапе описания схемы РЗ редактора' БЗ. При этом эксперт должен убедиться;, что диалог по iiopflipoBaioîio и редактироьвнта БЗ на основе системы адептиропагашх окранов ему понятен к удобен. 'Если в ходе армирования состояния • БЗ i эксперта ко устраивает текст; какого-либо , экрана, необходим-.. ..возврат да '-этап- .адаптации;; ат.8лонгак-'..экранов ..редактора.-.Б3 к-'.'. -.l.ifrtJaSTJics-t oftaa.cnîj коякр-JTiifw; ak<yt<- рту . .Только 'дасЛе'^того^'-кок .

., - - ■. ' 15 •эксперт, сформировав достаточно примеров состояния"БЗ,решает, что язык предлагаемого диалоге по формированию и редактировании : ЕЗ конкретной предметной области удовлетворяет его, принимается решение, что сформированная версия редактора БЗ является рабочей, 'ч ; 0 помощью интерпретатора схемы БЗ автоматически строится и поддерживается;сценарий диалога по формированию и редактированию БЗ предметной области, заданный введенным описанием схемы БЗ этой предметной 'области. Диалог ведется с экспертом (без помощи инженера знаний) на языке ему понятном, благодаря адаптации -схемы отладки схемы, адаптации языка диалога к языку эксперта.

На основа генератора СИДР БЗ, с использованием описшшоЭ технологии, был; разработан СИДР медицинских, БЗ для работы экспертов-медиков при создании.систем медицинской диагностики и, кроме этого, редакторы, других предметных областей.

\ Использование генератора СИДР БЗ показало, что: он позволяет создавать специализированные редакторы БЗ в сроки от нескольких дней до нескольких недель; разработанная технология макетирования позволяет в Указанные срокисоздавать редакторы, максимально удовлетворяйте. требованиям эксперта; редакторы БЗ, созданные с помощью генератора СВДР БЗ, позволяют адаптировать язык диалога к требованиям эксперта, обеспечивают гибкость диалога; высокий Сершс (помощь, графика) и . стандартизацию диалога' (типовые форматы' экранов, неизменное назначение функциональных клавиш, положаниекурсора* единая организация ввода, выдачи результатов, цветового решения однотипных экранов). '

' ЗАКЛЮЧЕНИЕ

!) диссертации получены следующие основные результаты.

1. Разработан формальный язык, позволяющий йнженерпм знекиН „описывать схемы . БЗ различных предметных областей, кондантрируя

информацию вокруг понятий предметной области. Введенный язык описания схем БЗ основывается на • Фреймах как 'способе представления знаний.' ; '

Определена пороадаицая семантика языка описания схем Б'З, обеспечивающая .процесс ''порождения ссстояния БЗ в виде семантической сети.. . ' ■

2. На основе . порожлагацей семантики язикэ отавная ох<? м ГО разработана модель процессов приобретения . и. редакторов;'!?*;! знаний, вклжчатая модель редактора ЕЗ и рйглпчен?зш?ю кйстеиЯ

эксперта. Кодель редактора основывается па исчислении, спрадедяемэм схемой БЗ и порождающей семантикой языка описания схем-БЗ. Правила порождения когут предусматривать неоднозначность процесса порождения, обусловленную описвшем. схеш БЗ, возмогшей различным порядком прякеесния правил порождения,. возможны,у различным выбором семаитики поровдзщиг правил; в-этом случае .для формирования или редактирования состояния БЗ,, удовлетворяющего требованием окспорта,. праЕо разрешения неоднозначности предоставляется вксшрту.' . .

3. Определено понятие "состояш» интерпретатора схем БЗ". • Вадолонн классы состояний интерпротатора схем.. БЗ, • объединяющие состояния интерпретатора,; бозкоенш lipa шроздошш' (родактнроЕа-, mffij меток варшкн семантической сэтк' • состожшя. БЗ, описаяных' 4реЕмака одного пша. ДЛя кавдого класса состояний, кнтерл^татора схем БЗ разработан. свой фратзкт сценария .диалога по обработке »¿аканта БЗ, описание которого определяет состо'ише этого класса.. Выполнение очеродаого фраг&знта ■ сцекзр*л ..диалоге влечет форьафовавае нового состояния штерпг-ататора и" сортввтствупций этому состоянию фрагаен* сцонаркя диалога. Процэос диалога по фораароввнию к . редактирования. .ЕЗ'рассаатривается:- как последовательность состояний дагерпрэгатора схем БЗ.. ' . . •:.. ;

На основе пороздайдей кодвях' процзссз ;^Ь^ротения: знаний,-введенных понятий "состоянке . интерпрэтаторз схом - БЗ", "класс . состояний кктерщкзтатора", резработшгкш: фрагментов ' сценария/ " асполь&уя общие да пасх классов состояний кнторпрегстора свойства диалога по управлению БЗ, . разработан ушшерсальный сценарий диалога с ¡жспертом нофарг-шрозаша а рздакткровакив БЗ..

4. Сформулированы требования, щйдьлшйj'sdie ' к разработке, и реализации генератора йзаавгазвр^ранных', Ептоллектуалыйг диалоговых редакторов баз виакП. . ' ' ■ ;■"

Разработана архитектура Гекоратори С/ДР'БЗ, у^тываацая требования. предъявляема к разработка к,рошз&ации. геНораторй» Генератор содержит: систему ввода cxeia БЗ конкретной предметной области; систему адаптации текстов »кранов к предметной.области; интерпретатор схем БЗ, ' . . .

Раэрпботаны внутреннее ¡|рэдста«-да!Гиз в. генератора, схешТВ я состояния БЗ. средствами реляционной СУБД; система запросов к базе данных для организация:работы генератора C®íP БЗ. . ■ • :..;

. .Рчааетсв'йш. сценария, диалоге сясетми.с экспертов и йниенером зданий пп сдапхишв'. стввдарт5шх:.текстов". Экранов. к..'нрздметной.

: области и конкретному. эксперту й сценария диалога по формированию и редактированию. БЗ. '/

V\ 5. Определена технология создания ОЯДР БЗ для конкретных предметных областей с помощью генератора СЭДР БЗ. включающая следующие этапы: описание схемы БЗ конкретной предметноЯ области (ввод схемы БЗ, адаптация схемы БЗ, отладка схеме БЗ); адаптация стандартных экранов редактора БЗ к предметной области и конкретному эксперту.

С помощью, генератора СВДР БЗ создан редактор медицинских БЗ для организации работы вксшртов при создании систем медицинской диагностики, а также редакторндля других предметных областей; обощен опыт использования генератора СЙДР БЗ.

Основные результата^диссертации опубликованы в работах:

■;.1. Антонова. Е.Й«> Клещев A.C. Метода построения средств интерактивного формирования и сопровождения баз знаний. Сценарий диалога по формированию я. сопровождению баз Знаний: Препр. Владивосток::ИАПУ ДВО АНСОСР; I99Ö. 47 о.;

.2, Антонова Б.И», Клещев A.C.: Метода построения средств интерактивного формирования и сопровождения баз знаний. Язык описания схем баа знений: Препр. Владивосток: ПАПУ ДВО АН СССР, 1990. 26 о. •'•''. "'.'•'•: / '

; 3. Антонова В.И;, Клевав A.C. Прющшш построения диалоговой метасистемы приобретения ананий // .Йовые информационные .технологии! Тез.- докл. научно-технической школы и ко«>ярческой выставки, Одесса, 1990. 0. 10.

4. Антонова Е;И., Клещев А.0. Проблем оздания интерактивных средств формирования и сопровождения баз ананий // Проблемы применения экспертных систем в народном хозяйствеТез. докл. 'Республиканской школы-соминяра, Кишинев, 1989. С. 22-24.

; 'Б. - Антонова Ё.И, Метода построения интерактивна средотв формирования и сопровождения баз, знакий: // Методы и средства создания и исследования экспертных систем. Владивосток: ДВО АН СССР, 199Г. С. 77-83; 7ч;;- • ■ '."

• 6. Антонова Е.И., Сорокина Т.Г. Методы реализации генератора ' спещйлйзировйнных интеллектуальных диалоговых редакторов баз знаний // III конференция "ИИ-92":. Сб. v научн. . •тр* ..-7 Тверь: Ассоциация ИИ ü 1992. . . . •