Системы обработки экономической информации

В качестве понятий, составляющих семантические сети, обычно выступают конкретные или абстрактные  объекты, а отношения – это связи типа «это», «имеет частью», «принадлежит», «любит» и т.д. Характерной особенностью семантических сетей является обязательное наличие трех типов отношений:

• класс – элемент класса (цветок – роза);
• свойство – значение (цвет – желтый);
• пример элемента класса (роза – чайная).

В зависимости  от типов отношений между понятиями  возможно несколько типов классификаций  семантических сетей:

По количеству типов отношений:

• однородные (с единственным типом отношений);
• неоднородные (с различными типами отношений).

По типам  отношений:

• бинарные (отношения связывают два объекта);
• N-арные (имеются отношения, связывающие более двух элементов).

Наиболее часто в семантических сетях используются следующие отношения:

• связи типа «часть-целое» (класс – подкласс, элемент – множество и т.д.);
• функциональные связи (определяемые обычно глаголами «производит», «влияет»…);
• количественные (больше, меньше, равно…);
• пространственные (далеко, близко, за, под, над…);
• временные (раньше, позже, в течение…);
• атрибутивные связи (иметь свойство, иметь значение…);
• логические связи (И, ИЛИ, НЕ) и т.д.

Поиск решения  при исп семантической сети заключается в поиске такого фрагмента сети, который позволяет перейти от некоторого исходного состояния к требуемому. При этом достоинством семантической сети является то, что она позволяет сформировать модель на основании любых возможных данных и способов их представления. Недостатком -сложность организации процедуры поиска вывода и накопление неоднозначности с увеличением числа элементов.

Тем не менее  семантические сети получили распространение  при моделировании ситуаций со значительной степенью неопределенности и большим количеством субъектов действия, в частности, социально-экономических прогнозов. В СНГ наиболее успешные проекты такого рода реализованы в ИПУ РАН, где с использованием семантических сетей и близко с ними связанного когнитивного моделирования разработан ряд продуктов для оценки и прогнозирования конфликтов в обществе, экологических катастроф и т.п.

Тема «Особенности обработки информации у человека»

1. Основные  понятия

Существующие в настоящее  время компьютерные программы способны давать адекватное решение только для  узкого класса задач, сформулированных с использованием формальных методов. Однако окружающая нас реальность многоаспекта, обладает значительной степенью неопределенности и во многих случаях не может быть отображена существующими в настоящее время формальными методами. С такого типа задачами превосходно справляется человеческий интеллект. Одним из основных отличий интеллекта человека от компьютерной программы является то, что любая информация воспринимается человеком с той или иной точки зрения, в контексте происходящих событий и потребностей человека, имеет для него смысл, значение и т.п. качества, совокупность которых принято называть семантикой. Семантика во многом определяет гибкость человеческого мышления, способность видеть в море информации важные в настоящий момент образы и строить адекватные ситуации модели.

Второй отличительной  особенностью человеческого мышления является использование в качестве первичных единиц информации более крупных блоков, чем в компьютерных программах (биты, машинные слова): конструктов и понятий.

И третья особенность  человеческого мышления: работа не с данными, а со знаниями. Конечно, данные тоже используются, но человек все время анализирует, обобщает, перерабатывает данные и знания, переводя их во все более концентрированные знания. И чем более развит человек в умственном отношении, тем больше он использует информацию в виде высоко концентрированных знаний.

В то же время знания в  мышлении человека представлены не только в виде отдельных конструктов и понятий, но и в виде схем или блоков, составленных из этих первичных единиц мыслительной деятельности человека. Такие схемы или блоки, отображающие те или иные аспекты реальности (предметной области) представляют собой модели. К наиболее общим типам таких моделей относятся следующие:

- мысленные;

- когнитивные;

- объектно-схемные;

- формализованные, включая  логические и численные.

2. Конструкт  как единица мыслительной деятельности

Впервые понятие конструкта как некоторой элементарной единицы  мышления ввел в научную практику американский психолог Дж. Келии в середине 50-х годов 20-го столетия. В отличие от других понятий, в которых подчеркивается или общность, или различие между объектами, конструкт одновременно подчеркивает и сходство, и различие между объектами.

Разработанная Келли теория привела к созданию так называемой методики репертуарных решеток, позволяющей путем сравнительно несложных тестов выявить набор личностных конструктов испытуемого. По сути, репертуарная решетка представляет собой таблицу. На первом этапе эксперт-исследователь (психолог, инженер по знаниям) заносит в эту таблицу перечень каких-либо понятий. Задача испытуемого состоит в том, чтобы каждому из этих понятий сопоставить (занести в таблицу) наиболее значительно отличающиеся и наиболее близкие, по его мнению, понятия. Таким образом, отдельный конструкт представляет собой триаду из центрального понятия и наиболее близкого и далекого от него понятий.

В результате экспериментов  было обнаружено, что система личностных конструктов, с одной стороны, достаточно устойчива и уникальна, с другой - меняется при изменении психического состояния испытуемого или в результате приобретения нового опыта.

Начиная с 80-х годов  методика репертуарных решеток стала  широко использоваться при создании экспертных систем как эффективный механизм извлечения знаний из экспертов. Но этим потенциал методики не исчерпывается, и она может быть использована для структурирования представлений человека о любой сложной и слабоформализованной области или ситуации, т.е. выполнять роль инструмента для обработки данных на первых этапах моделирования.

3. Понятие как  единица мыслительной деятельности

Под понятием в общем  случае понимается мысль, отражающая в  обобщенной форме предметы и явления  действительности посредством фиксации их свойств и отношений. Совокупность свойств и отношений понятия принято называть объемом понятия.

В лингвистике, логике и  философии термин "понятие" широко исследован, при этом выделяются следующие основные составляющие:

- сигнификат - это совокупность  тех признаков, которая исторически была положена в систему узнавания и различения данного понятия;

- интенсионал - это  внутренняя структура понятия,  включая наименование рода и  важнейшие видовые отличия, а также другие классификационные отличия. Понятия сигнификата и интенсионала близки между собой, но полностью не совпадают, поскольку сигнификат отражает историческую структуру понятия, а интенсионал логическую, познавательную. Вместе взятые они составляют смысл понятия;

- денотат (денотация) - представляют собой класс предметов или явлений, к которым слово правильно приложимо при назывании в рамках данного языка;

- коннотация - это те  признаки, которые не включаются  в объем понятия, но окружают его в языке в силу различных ассоциаций - познавательных, эмоциональных, стилевых и т.д. Термин "коннотация" отражает тот факт, что понятия существуют не изолированно, а имеется некоторая мысленная структура, задающая преимущественные направления связей между понятиями.

Характерной особенностью понятий в человеческом мышлении является то, что они обладают значительной степенью нечеткости. Эта нечеткость проявляется в том, что некоторые второстепенные свойства могут в зависимости от ситуации вообще не входить в объем понятия, либо входить в различной степени, либо вопрос об их вхождении является предметом дискуссии. Такое нечеткое использование понятий позволяет человеку выразить любую уникальную ситуацию с незнакомыми элементами в знакомых человеку терминах и является одним из важнейших отличительных признаков естественных языков от использующих аксиоматику искусственных языков, которые принципиально не могут отобразить все многообразие мира (теорема Гёделя о неполноте любой формальной системы).

Еще один важный с позиций  представления информации аспект - представление о том, что полный смысл понятия представляется в двух основных сосуществующих формах. С одной стороны, это целостный мысленный образ (гештальт, идея), а с другой - концептуальная схема. Иначе говоря, в понятии выделяется образная (гештальт) и логическая (концептуальная схема) составляющие. В соответствии с современными представлениями о лево- и правополушарном типах мышления, образное мышление соответствует правому полушарию мозга, а логическое - левому (это верно для правшей, у левшей - наоборот).

Гештальт не является четко структурированным, в то время как схемное мышление накладывает на содержание более четкую структуру. Помимо того, что гештальт более размыт по сравнению со схемой, он к тому же более подвижен и динамичен, чем схематизированный образ, вплоть до существенной перестройки при решении сложных задач.

Мышление как отражение  действительности и ее моделирование  происходят у человека одновременно на двух уровнях - уровне целостного представления важнейших компонент ситуации (правополушарное мышление) и логическом или схемном уровне (левополушарное мышление), в этом случае ситуация разделена на относительно независимые элементы. В процессе такого мысленного моделирования происходит взаимодействие и взаимоуточнение моделей разных мысленных уровней.

4. Мысленные  модели

Под мысленными моделями в широком  понимании этого слова понимаются все типы моделей, которые могут  находиться в человеческом мышлении - от интуитивных, которые невозможно отобразить внешними средствами, до развитых формализованных (логико-математических), которые можно с высокой степенью адекватности отобразить внешними средствами (схемами, формулами и т.д.). В узком же смысле под мысленными моделями понимается класс моделей, находящихся в мышлении, и которые не могут быть достаточно полно формализованы с точки зрения требований задачи. К наиболее характерным классам мысленных моделей относятся:

- модели непосредственного  действия;

- модели мира;

- модели предметных  областей и (или) ситуаций.

Модели непосредственного  действия - наиболее простой и автоматизированный тип мысленных моделей  (подобный условным рефлексам, но возможно с более сложным содержанием). Это модель ответа на относительно простые и многократно повторяющиеся ситуации, т.е. модель стереотипных ситуаций. Сознание почти не участвует в принятии решения. Теория автоматического управления работает на уровне моделей этого типа. Основой для такого типа простейших моделей являются конструкты или аналогичные им мысленные инварианты.

Модель мира представляет собой определенным образом организованные знания о мире, свойственные когнитивной системе. Это наиболее общая возможная модель мышления. В нее входят все знания человека о мире, включая факты, знания (как способ организации фактов), семантику (ценности, мотивацию, смысл) и другие возможные когнитивные структуры, отражающие опыт индивида. Модель мира не является стройной системой. В ней возможны различные слои знаний и объяснений одних и тех же явлений, причем эти объяснения могут противоречить друг другу и приводить к совершенно различным выводам (алогичность мышления). В то же время для модели мира характерна и определенная степень организации психоэмоциональной сферы человека и его знаний, в результате чего она  воспринимается как нечто целостное.

Сочетание изменчивости и целостности позволяет модели мира служить базой для создания более частных моделей, отражающих те или иные аспекты реальности - мысленных моделей предметных областей и ситуаций. Модели этого типа предназначены для решения конкретной проблемы или познавательной потребности. Они содержат относительно небольшое (порядка десяти) число понятий, включая и семантические (ценностные) аспекты. Мысленные модели этого типа имеют ряд важных преимуществ по сравнению с другими моделями: гибкость, возможность работы с самыми разнообразными данными, включая нечисловые, легко адаптируются к новым ситуациям. Большинство систем в философии, политике и литературе являются мысленными. В то же время эти модели обладают и существенными недостатками. Так, большие проблемы возникают в процессе объяснения мысленной модели одним человеком другому. Далеко не всегда это вообще удается, а если удается, то при этом неизбежно возникают искажения. Допущения, которые лежат в основе мысленных систем, обычно трудно сформулировать и проверить. Противоречия и неясности в мысленной системе не детектируются и не решаются. Мы также не очень хорошо понимаем сам процесс создания мысленной модели и использование ее для получения решения.