Семантические отношения

Еще одним важным моментом в инженерии знаний является пред­ставление о семантических отношениях между понятиями, под кото­рыми понимаются специфические связи между репрезентациями по­нятий в памяти, возникающие в результате когнитивных операций и отражающиеобъективносуществующие отношения предметного мира. Когнитивные операции - это установление ассоциативных взаимо­связей и отнесение этих взаимосвязей к тем или иным однородным группам (фактически речь идет об «осмыслении» или интерпретации взаимосвязи, т. е. вкладывании в нее некоторого смысла).

Глава 3. Конструирование компьютерных психодиагностических методик

Исследование механизмов накопления опыта было проведено в области программирования на ЭБМ [Cооке, McЕЮпаМ, 1987]. С помощью методов многомерного шкалирования было показано, что один из аспектов програм­мистского опыта включает в себя организацию знаний соответственно смыс­лу программы, или семантике, а не в соответствии с синтаксисом. Когнитив­ная структура знаний экспертов-программистов, полученная на основе оценок связности концептов, показана на рис. 3.5. Эксперимент показал, что всех программистов на основе анализа структуры семантического пространства можно разбить на три группы: новички, неопытные специалисты среднего уровня, опытные специалисты. Кроме того, исследовалась эволюция когни­тивной структуры программиста по мере его продвижения от новичка до опыт­ного специалиста.

Интерпретация выявленных отношений (связей) между понятиями потре­бовала дополнительных усилий. Так, например, означивание дуг на рис. 3.5 потребовало дополнительного эксперимента, участникам которого была пред­ложена пара понятий и поставлена задача - дать словесное описание связи между понятиями пары. Результаты представлены в таблице 3.2. Таким обра­зом, когнитивная структура, изображенная на рис. 3.5, может быть превра­щена в семантическую.

'Подпрограмма

Параметр

Оператор

Функция

Присваивание

Глобальная переменная

(Отладка)—(Программа)

Выход

Числовые данные

Символьные данные

Массив

Алгоритм

(Сортировка]

Поиск

Повторение

Рис. 3.5. Ассоциативная сеть структуры знаний эксперта-программиста

/

Компьютерная психодиагностика___________________

Таблица 3.3

Связанные пары понятий	Отношения между связанной парой ""понятий
Подпрограмма-программа	Есть часть
Символьные данные-выход	Есть тип
Параметр-программа	Используется
Программа-выход	Производит
Сортировка-поиск	Включает в себя
Численные данные-параметр	Может быть
Функция-оператор	Есть
Функция-программа	Есть часть
Отладка-программа	Подвергается
Выход-численные данные	Состоит из
Массив-символьные данные	Может состоять из
Функция-подпрограмма	Есть
Присваивание значений-параметр	Используется для
Массив-глобальная переменная	Может быть
Массив-численные данные	Может состоять из
Повторение-сортировка	Есть часть
Программа-алгоритм	Есть выполнение
Сортировка-алгоритм	Есть
Сортировка-численные данные	Делается на
Присваивание-оператор	Есть

Аналогичный эксперимент, проведенный в области психодиагно­стики, будет описан ниже при рассмотрении методов установления се­мантических отношений.

Известно, что в природе существует около 200 базовых отношений [Поспелов,1986], остальное многообразие является комбинацией ба­зовых.

Отношения классификации позволяют классифицировать элементы предметной области, образовывать классы понятий. Здесь важнейши­ми являются отношения: «иметь имя», «класс-подкласс», «элемент-класс», «род-вид», «нижестоящие понятия-вышестоящие понятия», «часть-целое».

Признаковые отношения приписывают различные качественные признаки понятиям и могут быть представлены в виде последователь­ной композиции двух отношений: «иметь признак» и «иметь значение признака».

Количественные отношения выражают квантитативные характери­стики понятий и могут быть сведены к композиции двух отношений: «иметь меру» и «иметь значение меры». В количественных отношени-

^Глава 3. Конструирование компьютерных психодиагностических методик

ях вместо конкретного значения меры может быть указано некоторое качественное значение.

Отношения сравнения составляют две характеристики некоторого понятия или группы понятий по какому-либо признаковому или ко­личественному отношению.

Отношения принадлежности связывают два элемента предметной области не по какому-либо классификационному признаку, а лишь по признаку отношения к какой-либо конкретной ситуации.

Временные отношения определяют такие динамические характерис­тики элемента, как протяженность существования во времени, момент возникновения, дата и другие временные показатели. К временным от­ношениям принадлежат отношения типа: «быть одновременно», «быть раньше», «совпадать во времени», «пересекаться во времени» и т. п.

Пространственные отношения фиксируют место пребывания неко­торого элемента предметной области или взаимоотношение элемен­тов между собой в некотором пространстве. В качестве примера мож­но привести следующие пространственные отношения: «совпадать в пространстве», «быть слева», «быть справа», «быть сзади», «быть меж­ду», «касаться» и т. д.

Каузальные отношения отражают причинно-следственные связи, а также связи, определяющие цель, мотивацию, предпочтения при при­нятии решений. Примером могут быть отношения: «причина-след­ствие», «быть целью», «быть мотивом».

Инструментальные отношения отражают прагматический аспект деятельности. Самые важные из них: «служить для», «быть средством для», «способствовать», «быть инструментом», «быть вспомогательным средством».

Информационные отношения образуют группу отношений, которые описывают различные стороны передачи и получения информации: «быть отправителем», «быть получателем», «быть источником инфор­мации».

Порядковыеотношенияошсътаютсоотнесенность элементов пред­метной области между собой: «быть следующим», «быть очередным», «быть ближайшим».

Модальность - это класс отношений, в котором исследуются вы­сказывания, имеющие такие истинностные значения, как возможность, необходимость, обязательность. Модальность - одно из важнейших свойств суждений, так как в нем выражается степень существенности того или иного признака для данного объекта предметной области, отраженного в суждении. В традиционной формальной логике сужде­ния по модальности делятся на три группы: суждения возможности

_________________Компьютерная психодиагностика__________________

(проблематичности),суждениянеобходимости,суждениядействитель­ности. В суждении возможности отображается вероятность наличие или отсутствия признаков у объекта, о котором говорится в данном суждении. В суждении необходимости отображается такой признак который имеется у объекта при всех условиях. В суждении действие тельности констатируется наличие или отсутствие того или иного признака.

Практика разработки экспертных систем в различных областях по­казывает, что для каждой предметной области помимо общих базовых отношений могут иметь место и уникальные отношения, характерные только для даннойпредметной области. Ниже будут представлены семан­тические отношения, специфические для области психодиагностики.