مفاهيم معقدة مثل "التفكير" و "الوعي" ، وحتى المفاهيم التي يسهل تعريفها ، مثل "الذكاء" و "المعرفة" ، بين المتخصصين من مختلف التشكيلات (على سبيل المثال ، تحليل النظم وعلوم الكمبيوتر وعلم النفس العصبي ، وعلم النفس ، والفلسفة ، وما إلى ذلك) يمكن أن تختلف بشكل كبير.
يمثل التمثيل الكامل والكافي للمعرفة ، والذي يتم إدراكه بشكل لا لبس فيه من قبل كل من الناس والآلات ، المشكلة الرئيسية لتبادل المعلومات الحديث. يعتمد تبادل المعلومات هذا على نظام من المفاهيم والعلاقات التي تشكل المعرفة.
تصنيف المعرفة
يمكن تصنيفها إلى عدة فئات: المفاهيمية ، والبناءة ، والإجرائية ، والوقائعية ، والمعرفة الوصفية.
- المعرفة المفاهيمية هي مجموعة من المفاهيم المحددة المستخدمة في حل المشكلات. غالبًا ما تستخدم في العلوم الأساسية والمجالات النظرية للعلوم. في الواقع ، تشكل المعرفة المفاهيمية الجهاز المفاهيمي للعلم.
- المعرفة البناءة - مجموعات من الهياكل والأنظمة والأنظمة الفرعية ، وكذلكالتفاعلات بينهم. تستخدم بنشاط في التكنولوجيا.
- المعرفة الإجرائية هي الأساليب والخوارزميات الأكثر استخدامًا في العلوم التطبيقية.
- المعرفة الواقعية هي خصائص الأشياء والظواهر ، الكمية والنوعية. غالبًا ما تستخدم في العلوم التجريبية.
- Metaknowledge هي أي معرفة بالمعرفة ونظامها التنظيمي وهندستها وترتيب وقواعد تطبيقها.
منظمة معرفية
نظام تنظيم المعرفة هو عملية توفير المعلومات في شكل رسائل يمكن أن تكون مألوفة (الكلام الشفوي والمكتوب ، الصور ، إلخ) وغير عادية (الصيغ ، عناصر الخريطة ، موجات الراديو ، إلخ).
لكي يكون نظام تنظيم المعرفة مفهومًا وناجحًا ، من الضروري استخدام نظام من القواعد مفهوم وبناء يتم بموجبه تقديم المعرفة وإدراكها. للقيام بذلك ، يستخدم الشخص اللغة والكتابة.
لغة
ظهرت اللغة وتطورت بسبب حقيقة أن المعرفة التي تراكمت لدى الناس تحتاج باستمرار إلى العرض والتعبير عنها وتخزينها وتبادلها. الفكر الذي لا يمكن التعبير عنه من خلال هيكل رسمي (اللغة ، الصورة) يفقد الفرصة لتصبح جزءًا من تبادل المعلومات. هذا هو السبب في أن اللغة طوال تاريخ البشرية كانت أكثر أشكال تمثيل المعرفة فاعلية.
كلما كانت اللغة أكثر ثراءً ، زادت المعرفة التي تعبر عنها ، على التوالي ، مما يجعل ثقافة الناس أكثر ثراءً ، وهذا بدوره يسمح لك بتطوير أنظمة أكثر وأكثر فاعلية لتنظيم المعرفة.
لغةالعلم
المشكلة الرئيسية في استخدام اللغة كشكل من أشكال تمثيل المعرفة هي المعنى الدلالي الغامض للكلمات والجمل. هذا هو السبب في أن لغة العلم تلعب دورًا خاصًا في إضفاء الطابع الرسمي على المعرفة.
الغرض الرئيسي من لغة العلم هو تصنيف وتوحيد أشكال التعبير وضغط وتخزين المعرفة. بمساعدة عرض نموذجي قياسي للمعرفة ، يمكن للمرء التخلص من تعدد المعاني أو الغموض الدلالي للغة.
ما الذي يجعل اللغة أكثر ثراءً في الظروف الطبيعية لتطور اللغة (تعدد التعبيرات) ، يصبح عائقًا في عملية تبادل المعرفة ، مما يزيد من مخاطر سوء الفهم والضوضاء الدلالية والإدراك الغامض للمعلومات.
تصنيف المعرفة
أحد الأساليب الرئيسية لإضفاء الطابع الرسمي على المعرفة هو التصنيف. هذا هو توزيع المعرفة في مجموعات وفقًا لفئة معينة. أي أن المعلومات التي تلبي معايير معينة تتوافق مع الفصل تقع في فئة معينة من المعرفة.
التصنيف هو أسلوب مهم بشكل خاص في علم اللاهوت النظامي ، وهو أمر لا غنى عنه في المرحلة الأولى من تكوين المعرفة الأساسية للاتجاه العلمي. على سبيل المثال ، في علوم الكمبيوتر بدون تصنيف ، لا يوجد معادل يسمح لك بحل المهام المهمة مثل المقارنة والبحث والتصنيف. بدون التصنيف في العلوم ، لن يكون لدينا أنظمة تنظيم بيانات فريدة لا تقدر بثمن مثل الجدول الدوري.
نماذج تمثيل المعرفة
الجدول الدوري وجدول الرتب والقانون الجنائي وأشجار العائلة وأنظمة التصنيف الأخرى هي نماذج لتمثيل المعرفة. هذه هياكل رسمية تربط معرفة معينة: حقائق ، ظواهر ، مفاهيم ، عمليات ، أشياء ، علاقات.
لفهم ومعالجة المعرفة حول موضوع معين بواسطة جهاز كمبيوتر ، يجب تقديم هذه المعرفة في شكل رسمي معين. اعتمادًا على الغرض ، تتم معالجة المعرفة بواسطة الكمبيوتر وفقًا لنموذج مبني على خوارزمية. وبناءً عليه ، فإن المعرفة المقدمة في النموذج تعتمد على الخوارزمية لمعالجته.
هناك عدة نماذج لتمثيل المعرفة في النظم الخبيرة. أهمها الإنتاج والإطار والشبكة والمنطقية.
تصنيف النماذج
نماذج تمثيل المعرفة المذكورة أعلاه ، والأمثلة التالية ، على الرغم من انتشارها ، بعيدة كل البعد عن النماذج الوحيدة. اليوم ، هناك العديد من النماذج التي تختلف عن بعضها البعض من حيث الصلاحية ، ومقاربات إنشائها ومبادئ تنظيمها.
على سبيل المثال ، يوضح الجدول أدناه أنواع نماذج تمثيل المعرفة ، وتقسيمها إلى تقسيم تجريبي ونظري ، بالإضافة إلى تقسيمات فرعية أخرى.
| النماذج التجريبية | النماذج النظرية |
| نماذج الإنتاج | النماذج المنطقية |
| نماذج الشبكة | قواعد النحو الرسمية |
|
نماذج الإطار |
نماذج اندماجية |
| لينيمي | نماذج جبرية |
| الشبكات العصبية | |
| الخوارزميات الجينية |
النمذجة التجريبية
النماذج التجريبية لتنظيم وتمثيل المعرفة تأخذ الشخص كمثال وتحاول تجسيد تنظيم ذاكرته ووعيه واتخاذ القرار وآليات حل المشكلات. تشير النمذجة التجريبية إلى أي نوع من النماذج المبنية على أساس الملاحظات التجريبية ، بدلاً من العلاقات التي يمكن وصفها ونمذجتها رياضيًا.
النمذجة التجريبية مصطلح عام لنماذج تمثيل المعرفة التي يتم إنشاؤها على أساس الملاحظات والتجارب.
نموذج تجريبي يعمل وفقًا لمبدأ دلالي بسيط: يلاحظ المنشئ تفاعل النموذج والمرجع إليه. يمكن أن تكون معالجة المعلومات الواردة "تجريبية" بعدة طرق ، من الصيغ التحليلية والعلاقات السببية إلى التجربة والخطأ.
نماذج إنتاج تمثيل المعرفة
غالبًا ما يعتمد نموذج تمثيل البيانات هذا على العلاقات والسببية. إذا كان من الممكن تمثيل المعلومات في شكل شروط من النوع "If ، ثم" ، فإن النموذج هو الإنتاج. غالبًا ما يستخدم في التطبيقات والمصطنعة البسيطةالمخابرات
نماذج إنتاج تمثيل المعرفة هي في الغالب برامج كمبيوتر توفر شكلاً من أشكال الذكاء الاصطناعي مع مجموعة من قواعد السلوك ، فضلاً عن الآلية اللازمة لاتباع هذه القواعد في ظل ظروف معينة.
يتكون الإنتاج (مجموعة من القواعد) من جزأين: شرط مسبق ("IF") وإجراء ("ثم"). إذا كان شرط الإنتاج يطابق الحالة الحالية للعالم ، فسيتم تشغيل النموذج. يحتوي نموذج الإنتاج أيضًا على قاعدة بيانات ، يشار إليها أحيانًا بالذاكرة العاملة ، والتي تحتوي على المعرفة الحالية.
عيوب نموذج الإنتاج هي أنه إذا كان عدد القواعد كبيرًا جدًا ، فقد تتعارض إجراءات النموذج مع بعضها البعض.
الشبكات الدلالية
تستند إلى سلامة الصورة وهي أكثر النماذج المرئية لتمثيل المعرفة. غالبًا ما يتم تمثيل الشبكة الدلالية كرسم بياني أو هيكل رسم بياني معقد ، حيث تمثل العقد أو الرؤوس التي تمثل الكائنات والمفاهيم والظواهر والحواف العلاقات بين بعض الكائنات والمفاهيم والظواهر.
يمكن تمثيل أبسط شبكة دلالية بسهولة كمثلث ، تكون رؤوسه مفاهيم مثل "كلب" و "ثديي" و "عمود فقري" على سبيل المثال. في هذه الحالة ، سوف تربط الرؤوس جوانب المثلث ، والتي يمكن الإشارة إليها من خلال روابط وعلاقات مثل "هو" ، "يمتلك" ، "لديه". بهذه الطريقة نحصل على نموذج تمثيل المعرفة الذي نتعلم منه ،أن الكلب من الثدييات ، والثدييات لها عمود فقري ، والكلب له عمود فقري.
مثل هذه النماذج توضيحية ، وبمساعدتها يمكنك تمثيل الأنظمة المعقدة والعلاقات السببية بشكل أكثر فاعلية. بالإضافة إلى ذلك ، يمكن استكمال هذه الشبكات الدلالية بمعرفة جديدة من خلال توسيع شبكة موجودة ، أي يمكن تحويل المثلث إلى مستطيل ، ثم إلى شكل سداسي ، ثم إلى شبكة معقدة من الأشكال المتقاطعة ، حيث يمكن للمرء أن يلاحظ ، على سبيل المثال ، وراثة الممتلكات.
نموذج الإطار
تم تسمية نموذج الإطار من إطار الكلمات الإنجليزية - إطار أو إطار. الإطار عبارة عن هيكل يجمع البيانات المستخدمة لتمثيل مفهوم معين.
كما هو الحال في علم الاجتماع ، حيث الإطارات هي نوع من البيانات النمطية التي تؤثر على التصور البشري للعالم وعملية صنع القرار ، في علوم الكمبيوتر والعمل مع الذكاء الاصطناعي ، يتم استخدام الإطارات لإنشاء بيانات منظمة تمثل المواقف النمطية. في الواقع ، هذا هو نظام البيانات الأساسي الأولي الذي يُبنى عليه تصور العالم من خلال الذكاء الاصطناعي.
إلى جانب كونها نماذج فعالة لتمثيل المعرفة ، فإن الإطارات نشطة ليس فقط في علوم الكمبيوتر. كانوا في الأصل نوعًا مختلفًا من الشبكات الدلالية.
يتكون الإطار من فتحة واحدة أو أكثر. في المقابل ، يمكن أن تكون الفتحات نفسها إطارات. وبالتالي ، فإن نموذج الإطار قادر على تمثيل الكائنات المفاهيمية المعقدة ، وتشكيل سلسلة هرمية واسعة.المعرفة.
يحتوي نموذج إطار تمثيل المعرفة على معلومات حول كيفية استخدام الإطار ، وما يمكن توقعه أثناء استخدامه وبعده ، وماذا تفعل عندما لا تتحقق التوقعات من استخدام الإطار.
أنواع معينة من البيانات في نموذج الإطار ثابتة ، في حين أن البيانات الأخرى ، المخزنة عادة في فتحات طرفية ، يمكن أن تتغير. غالبًا ما يتم التعامل مع الفتحات الطرفية كمتغيرات. تحمل الفتحات والإطارات ذات المستوى الأعلى معلومات حول الموقف ، وهذا صحيح دائمًا ، لكن الفتحات الطرفية لا يجب أن تكون صحيحة.
يمكن لإطارات إحدى الشبكات المعقدة مشاركة فتحات إطارات أخرى من نفس الشبكة.
يمكن لقاعدة البيانات تخزين إطارات النماذج الأولية (غير القابلة للتغيير) وإطارات المثيل التي تم إنشاؤها ظرفية لتمثيل موقف أو مفهوم معين.
نماذج الإطار لتمثيل المعرفة هي واحدة من أكثر النماذج تنوعًا وقدرة على عرض أنواع مختلفة من المعرفة:
- تُستخدم هياكل الإطارات لتمثيل المفاهيم والكائنات ؛
- أدوار الإطار تشير إلى مسؤوليات الدور ؛
- نصوص الإطار تصف السلوك ؛
- حالات الإطار تستخدم لتمثيل الحالة والأنشطة.
الشبكات العصبية
يمكن أيضًا إضافة هذه الخوارزميات بشكل مشروط إلى مجموعة النماذج بناءً على نهج تجريبي للمعرفة. في الواقع ، تحاول الشبكات العصبية نسخ العمليات التي تحدث في الدماغ البشري. وهي تستند إلى النظرية القائلة بأن نظام الذكاء الاصطناعي له نفس الهياكل والعمليات ، كما هو الحال في الدماغ البشري ، ستكون قادرة على الحصول على نتائج مماثلة في عملية صنع القرار وتقييم المواقف وتصور الواقع.
مقاربة سليمة من الناحية النظرية
تستند النماذج الرياضية ، التنبؤية والمنطقية لتمثيل المعرفة على هذا النهج. تضمن هذه النماذج اتخاذ قرارات صحيحة لأنها تستند إلى منطق رسمي. إنها مناسبة لحل المشكلات البسيطة من نطاق موضوع ضيق ، وغالبًا ما ترتبط بالمنطق الرسمي.
النماذج المنطقية لتمثيل المعرفة
هذا أحد النماذج الأكثر شيوعًا استنادًا إلى النهج النظري. يستخدم النموذج المنطقي الجبر الأصلي ونظام البديهيات وقواعد الاستدلال. تستخدم النماذج المنطقية الأكثر شيوعًا المصطلحات - الثوابت المنطقية والوظائف والمتغيرات ، بالإضافة إلى المسندات ، أي تعبيرات الإجراءات المنطقية.
