конф ии и ея гаврилова
DESCRIPTION
TRANSCRIPT
Гаврилова Т. 2012
Краткое введение
Навыки системно-
аналитического мышления и
«компрессии» больших
объемов информации
2
Гаврилова Т. 2012 3
ДАННЫЕ - факты,
характеризующие
отдельные свойства
объектов, процессов,
явлений.
ЗНАНИЯ - закономерности,
полученные в результате
практики и связывающие
данные.
ДОКУМЕНТЫ
(КОНТЕНТ) -
неструктурированная
информация (письма,
отчеты, схемы, фото)
Информация
Виды информации
Гаврилова Т. 2012
Основы инженерии знаний
Инженерия знаний - наука о методах и
технологиях получения,
структурирования
и формализации данных и знаний
для эффективного управления
и разработки автоматизированных
систем.
4
Гаврилова Т. 2012
Основные фазы обработки знаний
5
ХАОС
ПОЛУЧЕННЫХ
ЗНАНИЙ
МЕНТАЛЬНЫЕ
МОДЕЛИ
МОДЕЛИ
ПРЕДСТАВЛЕНИЯ
ЗНАНИЙ
ПОЛЕ ЗНАНИЙ БАЗА ЗНАНИЙ
Протоколы интервью,
стенограммы,
документы, фото и
пр.
Интеллект-карты,
концептуальные
графы, таблицы
решений
Фреймы,
семантические сети,
продукции
ЗНАНИЯ
Гаврилова Т. 2012
Извлечение знаний
Гаврилова Т. 2012
Онтологический
инжиниринг– это методология и технология
проектирования, разработки и
использования онтологий для
структурирования и тиражирования знаний в
различных предметных областях и приложениях.
Гаврилова Т. 2012
Онтологический инжиниринг
Хаос
A
CS
D
HG
L
B
M
NR
U
E
W
F
A
CS
D
H
G
L B
M
N
R U
E
W
F
Онтология
Гаврилова Т. 2012
Определение онтологии
Под онтологией понимается явное
описание множества объектов и связей
между ними (структурированный
словарь).
Формально онтология состоит из понятий
терминов, организованных в таксономию,
их описаний и правил вывода.
По определению Тома Грубера [1993 ],
применившего это понятие в области
информационных технологий,
онтология — это спецификация
концептуализации .
Гаврилова Т. 2012
• гия (от греч. όντος — сущее, то, что существует и λόγος — учение, наука) — раздел философии, изучающий проблемы бытия; наука о бытии.
гия (от греч. γνώσις — «знание» иλόγος — «учение, наука») - раздел философии,изучающий проблемы знания.
Эпистемология - (от греч. επιστήμη - знание)раздел философии, изучающий теориюпознания или часть гносеологии, котораяизучает происхождение и развитие научногознания.
Термин «гносеология» активно применялся в немецкой философииXIX в.; термин «эпистемология» используется в в англо-американской философии XX в.
В русской философии в XIX преобладал первый термин, а со 2-й пол.XX в. более употребляемым является второй
Онтология докомпьютерной эры
Гаврилова Т. 2012
Микеланжело
Перуджино
Рафаэль
Донателло
Фра Анжелико
Синьорелли
Вероккио Гирландайо
Мазаччо
ТинтореттоМантенья
Ботичелли
Тициан
Я. Беллини
Венециано
Джорджоне
Карпаччо
Джотто
Веронезе
Дж. Беллини
Чимабуэ
Леонардо
Пинтуриккио
Лоренцо
Гаврилова Т. 2012
Микеланджело
Перуджино
Рафаэль
ДонателлоФра Анжелико
Синьорелли
Гирландайо
Мазаччо
Тинторетто
Мантенья
Ботичелли
Тициан
Я. Беллини
Венециано
Джорджоне
Карпаччо
Джотто
Веронезе
Дж. Беллини
Чимабуэ
Леонардо
Пинтуриккио
Лоренцо
XIV
XIII
XV
XVI
ПЕРУДЖА ВЕНЕЦИЯФЛОРЕНЦИЯ
Вероккио
Гаврилова Т. 2012
История: пионеры ОИ
Никола Гуарино,
Институт когнитивных наук
и технологий Тренто -
Рим, Италия
(Institute for Cognitive
Sciences and
Technology Trento-Roma, Italy )
Том Грубер,Университет
Массачусеттса
(University of
Massachusetts)
Джеймс Хендлер,
Университет Мэриленда
(University of Maryland)
Дитер Фенсель,
Университет Инсбрука,
Австрия
(University of Innsbruck,
Austria)
Ричиро Мизогучи,Университет Осаки
(Osaka University)
Марк Эйзенштадт,Открытый Университет Великобритании
(Open University, UK)
Semantic Web
Онтологический
инжиниринг
Знания Искусственный
интеллект
Человеко-машинное
взаимодействие
Гаврилова Т. 2012
Онтологический инжиниринг
Гаврилова Т. 2012
Гаврилова Т. 2012
Типы онтологий
Генеалогия
Партономия
Атрибутивная
структура
Таксономия
Функциональности
Гаврилова Т. 2012
Партономия (или мереология )
(отношение «Имеет-часть»)
Компьютер
Внешние
устройстваПамять Процессор
Устройства
ввода
Клавиатура
Долго-
временнаяВидео Контроллер
Блок 1
Блок 2
Экран
Мышь
Гаврилова Т. 2012
Другой формат партономии
Компьютер
Внешние
устройстваПамять
Процессор
Устройства
ввода
Клавиатура
Долго-
временнаяВидео
Контроллер
Блок 1
Блок 2
Экран
Мышь
Гаврилова Т. 2012
Генеалогия (отношение «отец-сын»)
Гаврилова Т. 2012
Атрибутивная структура понятия «Малое
предприятие»
Гаврилова Т. 2012
Таксономия “ПО для автоматизации
предприятия”
(отношение «род-вид» или АКО (А-kind-of)
Гаврилова Т. 2012
Пример таксономии
Методы извлечения знаний
Коммуникативные
Групповые Индивидуальные
Активные Пассивные
• круглый стол• мозговой штурм
• игры
Текстологические
• анализ документов• анализ справочников
• наблюдение• вербальныеотчеты
• лекции
• интервью• анкетирование• ролевыеигры
Гаврилова Т. 2012
Формирование категорий
Концепт A
Свойство 2Свойство 1
Свойство 3
3 Концепт B
Свойство 4
Категория (по общему свойству 2)
Свойство 2
Основные атрибуты выступают
классо-образующими признаками (в
соответствии с приоритетом) для
таксономии.
Посуда (назначение (1), тип еды (2),
материал, изготовитель(3), цена….)
Гаврилова Т. 2012
Связь атрибутивной
структуры и таксономии
Употребление пищи
Посуда
приоритет
Приготовление
пищи
Гаврилова Т. 2012
Рецепт• Формирование глоссария предметной
области.
• Установление связей между понятиями глоссария и их визуализация.
• Категоризация понятий и формирование мета-понятий (снизу-вверх).
• Детализация (сверху-вниз).
• Ре-инжиниринг (уточнение, разрешение противоречий, синонимии, избыточности, перестройка, дополнение).
Гаврилова Т. 2012
Когнитивно-перцептивные
принципы онтологического
дизайна (из гештальт
психологии)
1. Принцип хорошего гештальта (хорошей формы) или Закон прегнантности (Mакс Вертгеймер) - организация любой структуры в природе или в сознании должна быть настолько хороша (регулярна, полна, сбалансирована или симметрична), насколько позволяют существующие условия.
1.Принцип хорошего гештальта (хорошей формы) или Закон прегнантности: организация любой структуры в природе или в сознании должна быть настолько хороша (регулярна, полна, сбалансирована или симметрична), насколько позволяют существующие условия.
2. Закон близости
3.Закон сходства
Гаврилова Т. 2012
4. Закон включения
5. Закон парсимонии
(принцип Оккама)
ab d
c
a
Принципы Гештальт-психологии
Гаврилова Т. 2012
Закон прегнантности
Гаврилова Т. 2012
Когнитивная
эргономичность
Гармония =
« концептуальный баланс
+ ясность»
Гаврилова Т. 2012
Концептуальный баланс
подразумевает, что
Понятия одного уровня иерархии связываются с родительским концептом одним и тем же типом отношения (например, «класс-подкласс» или «часть-целое»).
Глубина ветвей онтологического дерева должна быть примерно одинаковая (±2 ).
Общая картинка должна быть довольно симметричной.
Перекрестные ссылки должны быть по возможности исключены.
Гаврилова Т. 2012
Концептуальный баланс
включает
Минимизацию. Так максимальное число
концептов одного уровня или глубина ветви не
должна превышать знаменитое число Ингве-
Миллера (7±2) [Miller,1956] .
Прозрачность для чтения. Тип отношений
должен быть по возможности очевиден, так
чтобы не перегружать схему онтологии
лишней информацией и опускать названия
отношений.
Гаврилова Т. 2012
Ошибки категоризации
H
ds f g h
m n
kj
q
y
w
o
iml
ut
p
e r
A
B
Учебные онтологии
Структура курса
Гаврилова Т. 2012
Гаврилова Т. 2012
Объектно-структурный анализ (Гаврилова, 1996)
34
s_1 - ЗАЧЕМ-знания (стратегический анализ: назначение и функции системы);
s_2 - КТО-знания (организационный анализ: коллектив разработчиков системы);
s_3 - ЧТО-знания (концептуальный анализ: концепты и отношения );
s_4 - КАК-знания (функциональный анализ: гипотезы и модели принятия решения);
s_5 - ГДЕ-знания (пространственный анализ: окружение, оборудование, коммуникации);
s_6 - КОГДА-знания (временной анализ: временные параметры и ограничения);
s_7 - ПОЧЕМУ-знания (каузальный анализ: формирование подсистемы объяснений);
s_8 - СКОЛЬКО - знания (экономический анализ: ресурсы, затраты, прибыль, окупаемость).
Гаврилова Т. 2012 35
Матрица объектно-структурного анализа (Гаврилова, 1996)
Уровень страты Уровень области U1
Уровень проблемы U2
Уровень задачи U3
Уровень подзадачи..
... Un
Стратегический анализ s1 E11 E21 E31 Ei1 En1
Организационный анализ s2 E21
Концептуальный анализ s3 E31
Функциональный анализ s4 E41
Пространственный анализ s5 E51
Временной анализ s6 E61
Каузальный анализ s7 E71
Экономический анализ s8 E81
..... Eij
sm Em1 Emn
Гаврилова Т. 2012
Онтология магистерской программы«Магистр международного менеджмента» (Волков Д.Л., Гаврилова Т.А.)
Пример онтологии курса (Страхович Э.В.)
Гаврилова Т. 2012
Пример онтологии курса (Лещева И.А.)
Гаврилова Т. 2012
Гаврилова Т. 2012
Литература
• МОДЕЛИ И МЕТОДЫ ФОРМИРОВАНИЯ ОНТОЛОГИЙ
Гаврилова Т.А., Кудрявцев Д.В., Горовой В.А.
Научно-технические ведомости Санкт-Петербургского государственного
политехнического университета. 2006. № 46. С. 21-28
• ОБ ОДНОМ ПОДХОДЕ К ОНТОЛОГИЧЕСКОМУ ИНЖИНИРИНГУ
Гаврилова Т.А.
Новости искусственного интеллекта. 2005. № 3. С. 25-31.
• ВИЗУАЛЬНЫЕ МЕТОДЫ РАБОТЫ СО ЗНАНИЯМИ: ПОПЫТКА
ОБЗОРА
Гаврилова Т.А., Гулякина Н.А.
Искусственный интеллект и принятие решений. 2008. № 1. С. 15-21.
Гаврилова Т. 2012
ЗаключениеВизуальные онтологии -
это:
• Наглядно
• Просто
• Системно
• Интересно
• Образно
Гаврилова Т. 2012
c2cinternet.org
1-human-fact.livejournal.com