Инструменты структурирования

Отвечая на вопрос, что лежит в основе выбора той или иной моде­ли, отражающей понимание экспертом области экспертизы в целом и стратегий рассуждений при решении конкретных задач, можно отве­тить: различные классы семантических отношений. А на вопрос, с чего начинать строить модель, можно предложить конкретную последова­тельность шагов:

□ выявление понятий (определение терминологии) предметной об­ласти;

Глава 3. Конструирование компьютерных психодиагностических методик

□ выявление взаимосвязей между понятиями;

□ установление семантических отношений.

При работе с экспертами в реальной предметной области возмож­ны следующие варианты.

Однородные модели - это модели такого типа, когда всю феномено­логию знаний предметной области (разнообразие явлений, фактов, процессов и т. д.) можно представить в виде когнитивной структуры одного типа (например, в виде дерева). На это ориентированы все ал­горитмы и методы многомерного анализа данных, многомерное шка­лирование и иерархическая классификация.

Неоднородные модели - это такие модели, когда предметная область описывается в виде комбинаций когнитивных структур различного вида. В качестве примера можно привести модель, лежащую в основе компьютерной интерпретации по результатам методики ММР1. Такая модель представляет собой комбинацию дерева, кластеров и цепочек. Кластеры расположены на концах дерева, а внутри каждого кластера расположены цепочки (рис. 3.25).

Таким образом, при анализе экспертных знаний следует иметь в виду, что конкретный вид модели предметной области зависит от кон­кретных семантических отношений (классов семантических отноше­ний), которые, в свою очередь, определяются природой предметной области.

^^^^-^^^^^^^^^

* известных в инженерии знаний формализмов, с одной сто­роны, предназначенных для фиксации конкретных видов ког­нитивных структур, установленных в процессе концептуаль­ного анализа знаний, а с другой стороны, служащих в качестве переходной формы от видов когнитивных структур к форма­лизованным языкам или моделям представления знаний, по­лучившим непосредственную компьютерную реализацию.

Смыслиспользования инст^е^в^у^и^1ия1кл^ся в том, что определенные фрагменты экспертных знаний на этапе пер­воначального сбора знаний представляются наглядно и в такой фор­ме, которая может быть легко модифицирована при последующей ра­боте с экспертом, а впоследствии перекодирована в любую из моделей представления знаний, реализованную тем или иным программным инструментарием. Как правило, такая форма, аналогичная форме пред­ставления когнитивных структур, носит отчетливо выраженный гра-

Компьютерная психодиагностика

ПСИХОЛОГИЯ

Общая психология

Прикладная психология

Психология личности

Психология познания

Педагогическая психология

Медицинская психология

Социальная психология

Инженерная психология

Патопсихология

Нейропсихология

Соматопсихология

Психология лечебного процесса

Рис. 3.13. Классификационное дерево в области психологии

фический характер. Ниже представлены наиболее распространенные примеры инструментов структурирования.

Классификационное дерево-это обычно дерево, отражающее ту или иную классификацию, используемую экспертом или общепринятую в данной предметной области. На рис. 3.13 приведен пример классифи­кации областей психологии.

Дерево решений(йестоп (гее) - это такое двоичное дерево, в кото­ром каждый неконечный узел представляет решение. В зависимости отрешения, принятого в таком узле, управление передается левому или правому (относительно этого узла) поддереву. Результатом принятия последовательности решений, представленных узлами, начиная с кор­ня, является лист дерева. Пример дерева решений для опознания не­знакомых растений представлен на рид. 3.14.

Дерево целей(ге1еуапсе 1гее) - это дерево, в верхнем узле которого находится некоторая глобальная цель, а последующее дробление отра­жает подцели, каждая из подцелей тоже может иметь подцели следую­щего уровня и т. д. Пример дерева целей при решении задачи в области психодиагностики представлен в п. 3.4 (рис. 3.21).

Представление целей начинается с верхнего яруса, дальше они последовательно разукрупняются. Причем основным критерием разук­рупнения целей является полнота: каждая цель верхнего уровня долж­на быть представлена в виде подцелей следующего уровня исчерпыва-

Глава 3. Конструирование компьютерных психодиагностических методик

Питается ли растение насекомыми?

нет

да

Требует ли полива?

Эпифитные растения Примеры: Дарлингтония, Дионея, Росянка, Саррацения

на

нет

Растение — миниатюрный вариант садового дерева?

Эпифитные растения Примеры: Тилпандсия

нет

да

Деревья Примеры: Кофе, Лавр, Фикус, Эвкалипт

Бонсаи

Рис. 3.14. Дерево решений для опознания незнакомых растений

ющим образом, то есть так, чтобы объединение понятий подцелей полностью определяло понятие исходной цели.

Диаграмма Венна(Уепп <Иа₈гат) - это схематическое представле­ние множества, впервые введенное Джоном Венном в XIX веке и обыч­но используемое для иллюстрации пропозициональных утверждений (рис. 3.15).

СпомощьюдиаграммВеннаможнопроиллюстрироватьописанные выше групповые модели (когнитивная структура в виде кластера). В этихмоделях при проверке высказывания учитываются два типа логи­ческих отношений между семантическими категориями: общее утвер­ждение, когда все члены одной категории принадлежат другой катего­рии («все S есть Р», например, «Все канарейки суть птицы»), и частное утверждение, когда только некоторые члены одной категории являют­ся также членами другой категории («некоторые S есть Р», например, «Некоторые животные суть птицы»). Степень достоверности логичес­ких утверждений «все S есть Р» и «некоторые S есть Р» зависит от пло­щади пересечения или от количества общих элементов.

Существует пять типов возможных отношений между группами S и Р. Пер­вый тип - это когда S и Р идентичны. Остальные четыре вида представлены на рис. 3.15. В первом типе межгрупповых отношений, представленных на этом рисунке, S есть собственное подмножество множества Р, например, «Все Аль­пы суть горы» или «Некоторые Альпы суть горы» - оба эти высказывания полагаются истинными. Во втором типе отношений множество S содержит

Компьютерная психодиагностика

Отношения множеств 3 и Р	Диаграмма Венна	Пример	Значения истинности
Общее утверждение	Частное утверждение
1. Подмножество 2. Супермножество 3. Пересечение 4. Дизъюнкция	(О)	5 — Альпы Р —горы 5 —камни Р — рубины 5 — женщины Р — писатели 5 —кукуруза Р — пшеница	Истинно Ложно Ложно Ложно	Истинно Истинно Истинно Ложно

Рис. 3.15. Пример диаграммы Венна

множество Р, например, «Некоторые камни суть рубины», но не «Все камни суть рубины». В третьем типе отношений S и Р пересекаются, например, «Не­которые женщины суть писатели» - истинное высказывание, а «Все женщины суть писатели» - это ложное высказывание. В последнем, четвертом типе от­ношений S и Р не пересекаются, например, «Тайфун не входит в число видов пшеницы» (как минимум, эти элементы не имеют непосредственной связи).

Шкала(лат. хса1а - лестница) - это система чисел или иных эле­ментов, принятых для оценки или измерения каких-либо величин. Шкала обычно используется для оценки и выявления связей и отно­шений между объектами.

Семантическая сеть- это ориентированный граф, вершины кото­рого - понятия, а дуги - отношения между ними. Пример семанти­ческой сети представлен на рис. 3.12.

Таблица отношенийпредставляет собой таблицу следующего вида:

Таблица 3.4

	А	В	с	D	Е	F
А	-	Рлв	Рлс	Рлп	Рлн	Рлр

Глава 3. Конструирование компьютерных психодиагностических методик

					Окончание табл. 3.4
В	Рал	-	Рве	Рво	Рве	Рвр
с	Рсл	Рсв	-	Рсо	РсЕ	Рен
D	Рол	Ров	Рве	-	Рве	РВР
Е	Рел	Рев	Рес	Рев	-	Рнр
F	Ррл	Ррв	Ррс	Рт	Ррн	-
							-

где А, В, С, D, Е, F, ..., и т. д. - понятия, а Рдв, РАС, Р^, ..., и т. д. -семантические отношения между этими понятиями. Таблица отноше­ний фактически является эквивалентной формой семантической сети, однако в некоторых случаях, например когда требуется устанавливать отношения абсолютно между всеми понятиями, она более удобна.

Примером таблицы отношений в области психодиагностики может служить таблица взаимосвязи октант, составленная психологом, для создания компьютерной интерпретации результатов тестирования ис­пытуемых с помощью опросника интерперсональных отношений Т. Лири (см. п. 3.5). Образец такой таблицы представлен таблицей 3.5, семантическое отношение, обозначенное буквой Д, означает отноше­ние дополнения между октантами, а противоречивость октант обозна­чена в таблице буквой П.

Таблица 3.5

	I	II	III	IV	V	VI	VII	VIII
I	-	д	д	п	п	п	д	д
II	д	-	д	д	п	п	п	п
III	д	д	-	д	п	п	п	п
ГУ	п	д	д	-	д	п	п	п
V	п	п	п	д	-	д	д	д
VI	п	п	п	п	д	-	д	д
VII	д	п	п	п	д	д	-	д
VIII	д	п	п	п	д	д	д	-

Таблица решений(йестоп <аЫе) представляет собой таблицу, в кото­рой указаны действия, предпринимаемые в различных условиях, при­чем решение - это выбор между альтернативными действиями. Обычно таблица состоит из четырех частей, расположение и назначение кото-

Предварительные условия	Окончательные условия
Возможные действия	Предпринимаемые действия

Компьютерная психодиагностика

В разделе «Предварительные условия» перечислены отдельные условия, от которых зависят предпринимаемые действия, а в разделе «Возможные действия» - действия, которые могут быть предприня­ты. В разделе «Окончательные условия» перечислены уточнения пред­варительных условий, при которых предпринимаются те или иные дей­ствия. Этот раздел организован в виде столбцов, в каждом из которых дается уточнение каждого предварительного условия. Затем в столб­цах раздела «Предпринимаемые действия» проставляются крестики указывающие на совершение того или иного действия. Обычно в таб­лице все возможные комбинации входных значений (предусловий) перечислены так, что применение таблицы всегда дает в точности одно предпринимаемое действие.

Таблица 3.7 представляет собой пример таблицы решений при вы­
боре способа, как добираться до работы. Символ «-» в разделе окон­
чательные условия означает «безразлично».
_______________________ Таблица 3.7

Дождь	Нет	Нет	Да	—	—	—	—
Снег	—	Нет	Нет	Да	—	—	—
Туман	—	Нет	Нет	Нет	Нет	Да	Да
Температура	—	>8	<8	—	—	>0	>0
Ехать на велосипеде	+
Ехать на автомашине		+	+
Ехать поездом				+	+
Остаться дома						+	+

Продукция - это запись типа ЕСЛИ (условие) - ТО (действие). Бо­лее подробно она рассмотрена в п. 3.2.1.

Блок-схемы, или струюурные схемы (Потопай) - это подробное гра­фическое представление структуры рассуждений, в котором упор сде­лан на логические взаимосвязи и осуществляемые при рассуждении эле­ментарные операции, а не на используемые в ней информационные структуры. Состоит из множества блоков различной формы, соединен­ных совокупностью направленных связей. Связь показывает передачу управления, а форма блока характеризует особенности выполняемых действий и принимаемых решений. Для описания действий и логичес­ких операций внутри блоков применяется произвольная форма записи, типичными вариантами являются псевдокод и естественный язык.