Информационная система — это взаимосвязанная совокупность средств, методов и персонала, используемых для поиска, сбора, хранения, обработки и передачи информации.
Сущность понятия «представление знаний»
Вопрос представления знаний возникает в разных научных направлениях, в частности в когнитологии (область деятельности по анализу знаний), в информационных системах и при изучении искусственного интеллекта. В когнитологической сфере этот вопрос связывается с тем, как человек сохраняет и перерабатывает информацию. В области информатики он связан с выбором отображения отдельных и общих познаний, данных и фактического материала с целью накопления и анализа информации с помощью компьютерного оборудования. Основной проблемой искусственного интеллекта является умение сохранить познания в таком формате, чтобы программные приложения имели возможность осмысленно перерабатывать их и стать, таким образом, аналогом интеллекта человека. Термин «представление знаний», как правило, означает методы отображения познаний, которые ориентированы на их обработку в автоматическом режиме передовым компьютерным оборудованием. Частным случаем является представление знаний, которое состоит из реальных объектов и из их описаний или утверждений. Знания, представленные в явном формате, дают возможность компьютерному оборудованию осуществить выводы из хранящихся знаний на основании метода дедукции.
Интеллектуальные информационные системы являются итогом прогресса стандартных информационных систем, сосредоточивших внутри себя самые передовые научные достижения в сфере технологии с высокой степенью автоматизации как действий по анализу информации для выработки управляющих воздействий, так и самих операций по формированию версий управления, которые опираются на найденные данные.
Представление знаний в информационных системах
Выработка решений по отношению к действиям или поведенческим ситуациям каких-либо субъектов выполняется на базе информационных процессов. Они формируют взаимоотношения субъекта и объекта и являются восприятием субъектом объективных фактов в форме данных, преобразование этих данных, согласно целевым установкам и существующими познаниями о взаимозависимостях фактов, в информацию. На базе выработанной информации обновляются познания субъекта, вырабатываются решения по допустимой коррекции состояния объекта и целевых установок субъекта. Таким образом, информационный процесс возможно рассматривать в следующих аспектах:
- Аспект синтаксиса, который подразумевает представление объективной реальности в определённой среде или в знаках определённого языка.
- Аспект семантики, который подразумевает восприятие и описание данных на базе познаний субъекта, отражающих зависимость и закономерность взаимовлияния объектов.
- Аспект прагматики, который подразумевает возможность оценить полезность найденных новых знаний субъекта согласно целевым установкам для выработки решения.
В общем смысле информация является отображением всех вышеперечисленных аспектов информационного процесса. Все информационные системы дают возможность ввода данных, их сохранения, информационной обработки и выдачи итогов. Знание обладает двоякой природой:
- Предметная природа (построенная на фактах).
- Проблемная природа (построенная на операциях).
Предметное знание является известной информацией об объектах отображаемой окружающей действительности, и копится в базе данных.
Проблемное познание показывает взаимозависимости и взаимоотношения среди объектов, которое даёт возможность интерпретации данных или получать из них информацию. Проблемные знания могут быть представлены или в формате алгоритма, или в декларативном формате в виде базы знаний.
Информационный процесс при посредстве компьютерной информационной системы может быть сведён к оптимальному объединению предметного и проблемного познания, что в разных информационных системах выполняется разными методами. В системах, которые основаны на использовании баз данных, выполняется разделение предметной и проблемной областей знаний. Предметные знания преобразуются в формат базы данных, а проблемные организуются в форме алгоритмов и необходимых программных продуктов. Посредником между ними является специальная система управления базами данных. Правило независимости программным приложений от данных даёт возможность повышения гибкости информационной системы при выполнении запросов информации, но пользователю необходимо понимать структурную организацию базы данных и знать построение алгоритма решения задачи.
К недостаткам стандартных информационных систем относятся плохая приспособляемость к вариациям в предметной сфере и отсутствие возможности решения задач с плохой формализацией. Перечисленные недостатки могут быть устранены применением интеллектуальных информационных систем. В этом случае набор проблемных знаний формируется в виде базы знаний, хранящей в декларативном формате общие для разных проблем элементы знаний. Структура управления становится универсальным механизмом разрешения поставленных задач (механизмом вывода).
Следующей ступенью в совершенствовании интеллектуальных информационных систем считается формирование самостоятельной подсистемы метазнаний (то есть знаний о знаниях), описывающих структурную организацию предметной и проблемной области знаний. Такая подсистема отображает моделирование проблемной области в форме набора данных и правил. Интеллектуальные информационные системы, которые обрабатывают метазнания, называются системами, базирующимися на моделировании. В этих системах и программные приложения, и структурная организация данных формируются или набираются из элементов знаний, которые описаны в подсистеме метаданных, каждый раз, когда меняется модель проблемной области.
Способности коммуникации интеллектуальных информационных систем являются характеристикой методики взаимообмена конечного пользователя с системой.
