Вывод по базе знаний

... Пусть истина взовьётся как огонь

Со дна души, разъятой вихрем взрыва!

Беда тому, кто убедит глупца!

Принявший истину на веру -

Ею слепнет...

Максимилиан Волошин. Бунтовщик

Продукционные системы

База знаний (живая!) отличается от (мёртвой) базы данных возможностью логического вывода. Это означает, что базе знаний (БЗ) обязательно придана некоторая процедура (или несколько таких процедур), с помощью которой можно производить дедуктивные или даже индуктивные рассуждения. Эти процедуры в настоящей теории логического вывода называются продукциями, обладающими конкретным смыслом в соответствии с формой "если – то". Такая форма характерна для фиксации и выборки знаний в различных областях человеческой деятельности.

Признан универсальный характер продукций. К ним относятся все казуальные, т.е. причинно-следственные утверждения и связи.

Поэтому продукционные системы (к ним относятся и логические нейронные сети) получили наибольшее распространение при представлении знаний в рамках искусственного интеллекта.

Обобщённая модель Д.А. Поспелова, отражающая взаимодействие внешнего мира W и базы знаний K с помощью рассуждающей системы R, показана на рис. 5.1.

Рис. 5.1. Взаимодействие базы знаний с внешним миром через рассуждающую продукционную систему

Рассуждающая система R черпает из внешнего мира W информацию в соответствии с уже накопленными ранее данными о закономерностях этого мира и его состоянии. Из внешнего мира в рассуждающую систему (её ещё называют решатель) приходит сиюминутная, текущая информация о наблюдаемых в этом мире фактах и явлениях.

Из базы знаний (БЗ) поступает информация более фундаментального значения. Она может описывать законы внешнего мира, правила действий в нём, целевые структуры или ожидаемые отклики внешнего мира на те или иные воздействия на него.

В памяти рассуждающей системы хранится текущая информация, связанная с ходом рассуждений. Со временем она либо исчезает, либо передаётся для хранения в БЗ, если в ходе рассуждений появилась информация, которая может оказаться полезной для рассуждающей системы в будущем.

Ставя целью – моделирование, мы на неформальном уровне силимся понять, а как "в жизни" производятся операции запоминания и выборки данных из БЗ? Какие типы продукций осуществляют запоминание и логическую выборку? Именно эти продукции определяют тип мышления человека, по-разному проявляющийся.

Запоминание знаний бывает:

• образным;
• предикативным;
• алгоритмическим.

Образы у большинства "мыслящих" людей являются чуть ли не главным объектом запоминания: от букв родного алфавита до картин великих мастеров. Образы ассоциативно вызывают чувства радости и печали, красоты и отвращения, любовной родственности и т.д. Образное мышление определяет утончённость души. Но не только: каждый продуктивный учёный, даже "сухой" математик, мыслит образами, заставляя изучаемые объекты двигаться, упорядочиваться – чтобы "увидеть", зафиксировать и сформулировать причинно-следственную связь. Задачи динамического планирования не решить иначе! А с какой благодарностью и навсегда запоминается объяснение теоремы "о двух милиционерах" в интерпретации замечательного преподавателя, когда функция – оценка сверху исследуемой функции, в пределе сходится к функции – оценке снизу той же функции!

Предикативное запоминание часто подобно зубрёжке: "F равно та", "Надёжность компьютера, решающего задачу за время t, равна сумме произведений...". Но ведь прекрасные стихи – тоже предикаты! В чём же дело? Зачем нужны стихи, песни и пр.? - Описывать образы?

Наконец, запоминание алгоритмов действий является важным условием жизни. Человек всегда действует, руководствуясь целевой функцией, во имя выживания и даже счастья: "Как сварить суп?", "Как добиться расположения начальства?" и т.д. На экзамене по дисциплине "Архитектура вычислительных систем" возможен вопрос, предполагающий быстрый ответ: "Вот параллельная граф-схема задачи. Составьте план её решения за минимальное время на двух процессорах". Отвечающий впервые видит такую граф-схему, и только знание алгоритма диспетчера может его спасти.

Однако никогда, или почти никогда, человек не использует лишь один вид запоминания. Комбинация образного и предикативного начала при чтении книг, все три составляющие при сложении стихов, при решении множества научных, военных и игровых задач, требующих развитого комбинаторного мышления – всё это обнадёживает и говорит о продолжении славного пути развития человечества.

Выборка из БЗ ассоциирует чувства. И наоборот: чувства – желаемые или уже вызванные чем-то – определяют ассоциативную выборку из БЗ.

Всё сказанное реализуется с помощью логических нейронных сетей головного мозга, если в соответствии с правдоподобными рассуждениями признать этот постулат истинным.