Обобщение и классификация знаний.

Способность человеческого мышления к обобщению лежит в основе любого научного исследования. С психологической точки зрения, обобщение – это мыслительная процедура, представляющая одну из характеристик когнитивных процессов, которая реализуется посредством абстракции, анализа и сравнения, и состоит в выделении и фиксации достаточно устойчивых инвариантных свойств рассматриваемых предметов и их отношений. С логической точки зрения, обобщение – это некоторое правило вывода, которое строится следующим образом: по совокупности фактов F, в рамках определенных правил и требований, формируется гипотеза H, однозначно объясняющая факты F. В формализованном виде это правило представляется следующим образом: , где H – называют обобщением фактов совокупности F. С кибернетической точки зрения, в системах, моделирующих мышление, обобщение рассматривается как процесс получения знаний, объясняющих имеющиеся факты, и, способных объяснить, классифицировать и предсказывать новые знания.

Модели обобщения определяются целями обобщения, способами представления знаний, общими характеристиками обобщаемых фактов, критериями оценки гипотез и др. Согласно [1], можно выделить модели обобщения по выборкам и модели обобщения по данным. В первом случае совокупность фактов F задается обучающей выборкой в виде множества объектов, с каждым из которых сопоставлен определенный класс элементов из F. В рамках этой модели целью обобщения может быть:

1). Формирование понятий путем установления по данным обучающей выборки для каждого класса максимального набора его общих характеристик.

2). Классификация фактов, т.е. определение базисного набора характеристик, позволяющих однозначно идентифицировать каждый класс в совокупности F.

В моделях обобщения по данным априорное разбиение F на классы не задается, что позволяет рассматривать следующие задачи:

1). Формирование гипотезы, обобщающей данные факты.

2). Проводить группировку данных по признакам, с последующим формированием понятий.

В зависимости от способа представления знаний и характеризации обобщаемых фактов, методы обобщения делятся на методы обобщения по признакам и структурно-логические методы. В первом случае элементы F представляются векторами, координаты которых определяют набор необходимых признаков для идентификации элементов F. Структурно-логические методы предназначены для реализации обобщений в формально-логических системах и в этом случае обычно называются индуктивным выводом, с общим правилом, представленным выше.

Таким образом, обобщение, в рамках формирования понятий, классификации фактов и структуризации данной предметной области знаний, фактически, реализует формирование учебной научной дисциплины, при условии, что указанная триада операций со знаниями проводится в надлежащем соответствии с дидактическими принципами. В этом ключе можно рассматривать задачи оптимизации формирования предметного материала учебной дисциплины из знаний, причем, параметром управления в данном случае являются гипотезы, выдвигаемые при обобщении знаний. Поэтому процедура выдвижения гипотез должны формироваться посредством некоторого критерия предпочтения (доминирования) между альтернативными гипотезами. Обычно, доминирующей считается гипотеза, которая «проще» и «более совместима с исходными данными». Следовательно, для сравнения гипотез и должны задаваться два отношения и , называемые соответственно, отношением предпочтения и совместимости:

«H1 проще H2»; (7.1)

«H совместима с обучающей выборкой V»; (7.2)

на основе которых формулируется необходимый критерий предпочтения:

«H1 лучше H2» , (7.3)

позволяющий оптимизировать процедуру выдвижения гипотез.


Лекция 8. Дедуктивный вывод на знаниях.

Общие положения.

В дедуктивных моделях представления и обработки знаний решаемая проблема записывается в виде утверждений формальной логики. Цель – в виде утверждения, справедливость которого следует установить или опровергнуть на основании аксиом (общих законов) и правил вывода формальной системы. В качестве формальной системы обычно используется исчисление предикатов 1-го порядка [4;5].

В соответствии с правилами, установленными в формальной системе, заключительному утверждению – теореме, полученной из начальной системы утверждений (аксиом, посылок), приписывается значение 1 (истина), если каждой посылке и аксиоме также приписано значение 1. Формула В является логическим следствием формул тогда и только тогда, когда для любой интерпретации, в которой конъюнкция истинна, формула В также истинна.

Доказательством теоремы называется поиск ответа на вопрос: следует ли логическая формула В из заданного множества формул , что равносильно доказательству общезначимости формулы или противоречивости (невыполнимости) формулы . Практически, проще доказывать противоречивость формулы, причем, процедура установления невыполнимости формулы называется процедурой опровержения.

В формальной логике установлено [4;5], что не существует эффективной разрешающей процедуры (алгоритма) для исчисления предикатов 1-го порядка, позволяющей выяснить по заданной формуле, является ли она теоремой или нет. Однако это ограничение, следуя тезису Гильберта (п.5.2), в большинстве случаев преодолевается в рамках усиленных вариантов формальной логики 1-го порядка [6;7].

 








Дата добавления: 2015-08-14; просмотров: 1957;


Поиск по сайту:

При помощи поиска вы сможете найти нужную вам информацию.

Поделитесь с друзьями:

Если вам перенёс пользу информационный материал, или помог в учебе – поделитесь этим сайтом с друзьями и знакомыми.
helpiks.org - Хелпикс.Орг - 2014-2024 год. Материал сайта представляется для ознакомительного и учебного использования. | Поддержка
Генерация страницы за: 0.006 сек.