Название: Вопросно-ответное программирование человеко-компьютерной деятельности( Соснин П.И.)

Жанр: Информационные системы и технологии

Просмотров: 1952

1.1.  моделирование прецедентов

1.1.1. Естественно-языковые моделиЗа  обнаружением  потенциальных  прецедентов,  их  оцениванием и интеллектуальным освоением стоит условное рефлексирование, использующее, как органы чувств человека, так и средства второй сигнальной системы [3, 36], то есть средства естественного языка.Органы чувств явно и/или неявно обеспечивают избирательный сбор и   первоначальную   обработку   информацию   о   каждом   прецеденте с позиций задачи его распознавания (распознавания его образа).Известно  [19],  что  в  формулировании  и  решении  задач распознавания образов приходится формировать потенциальный перечень признаков образа, строить априорную классификацию, выделять из перечня признаков определённую их совокупность для классифицирования, корректировать классификацию, выбирать или строить алгоритм распознавания, обеспечивать достаточную степень качества распознавания, оценивать эффективностьС представленной совокупностью действий, за каждым из которых стоит определённая подзадача, свяжем следующее понимание: потребность в образе  появилась из-за того, что было принято (явно или неявно) решение использовать образ как знак, обнаружение которого будет осуществляться с помощью признаков (при знаке), распознавание (образов) которых уже освоено.

Потенциально полезные признаки представляются их именами на естественном (или естественно-профессиональном) языке и включаются в список, который логично понимать как потенциальный план действий по предварительному (грубому) распознаванию образа. В попытках построения предварительной классификации, под которую подводится образ (как класс в этой классификации), перечень признаков (потенциальный   план)   рационализируется,   что   обычно   приводит к коррекции классификации.Отобранные признаки связаны между собой и с образом. Выявление схемы связности и проверка не только наличия признаков, но и связей между ними, повышает результативность распознавания. Именно из-за этого выбирается и строится алгоритм распознавания.Как связаны признаки и какая версия связности более удобна человеку и результативна в её применении считаются очень важными вопросами, для ответов на которые формулируют и решают подзадачи«качества распознавания» и «оценки его эффективности».Как уже было сказано выше за каждым именем признака стоит определённая процедура распознавания, выполнение которой подтверждает или опровергает наличие признака. Если признак подтверждается, то его имя и следует использовать в формулировке связности признаков.Формулировка связности строится из имён признаков для проверок (при     конкретном    акте     распознавания)    наличия     используемых в формулировке признаков и соответствия их наблюдаемой связности той, которая указана в формулировке.Связность признаков может быть обусловлена различными причинами и, кроме того, зависит от природы объекта распознавания. Если  объектом  распознавания  является  природный  объект,  который

в задаче распознавания рассматривается с позиций природных законов, например, законов физики, то связность признаков определяется названными законами.Для физических объектов, созданных человеком, среди признаков и   их   связности      появляются  составляющие,  причиной   появления которых является активность человека.Для абстрактных объектов, материализованных подходящим способом (например, для индексов, используемых в автоматизации почтовой службы), признаки и связи между ними создаются человеком без явного обращения к законам природы.Для таких природно-искусственных образований как прецеденты признаки и схемы их  связности выбирают исходя не из идентификации очередного  повторного  исполнения  прецедента,  а  из  поиска подходящего образца прецедента в библиотеке образов (моделей) прецедентов.Для образов прецедентов, хранящихся в мозговых структурах человека, им явно или неявно подготавливается и проверяется правильность связанных признаков с позиций их имён, то есть правильность употребления определённых слов естественного языка,связанных определённым образом.Очень   важной   моделью   прецедента   (его   образом в рассматриваемом плане) является его рациональное описание на естественном (или естественно- профессиональном) языке.Рациональным описание прецедента конкретным человеком означает интеллектуальную обработку прецедента до состояния описания,  которое  обеспечивает  его  повторное  осуществление.  Этот

факт    следует           квалифицировать      как      интеллектуальное     освоение прецедента его создателем.Отметим,  что  если  рациональное  описание  прецедента  пришло к человеку извне, то для включения прецедента в свой опыт, человек должен   интеллектуально   освоить   описание   прецедента,   например в процессе обучения или самообучения.Таким образом, рациональное описание прецедента является продуктом интеллектуальной активности человека, которое многократно (при каждом повторном применении прецедента) будет проверяться на правильность. За правильность употребления естественного языка отвечает его логика.А значит, в построениях и применениях естественно-языковых моделей   прецедентов   разумно   использовать   подходящие   логики. В   выборе   полезных   логик   следует   различать   описания   условных и  реактивных составляющих прецедентов, ориентируясь при  этом на«силы»,   оправдывающие,   активизирующие   и   осуществляющие   их повторное применение.Для пояснения сказанного, введём следующую обобщённую логическую схему прецедента:имя прецедента pi:так как [мотивы M]

в          поскольку [цели C]ы            если [предусловия U'],б       то реакция rq(t)],о     из-за чего [постусловия U"]р    ------------------------------------есть альтернативы [{rp}]. (1.1)

Будем   считать,   что   в   схеме   (1.1)   все   составляющие,   кроме логических   связок,   представляют  собой   текстовые   конструкты   на

естественном или естественно-профессиональном языке. По этой причине будем считать схему (1.1) типовой естественно-языковой моделью прецедента.В модели (1.1) специально используются различные имена, для указания на импликативные составляющие, чтобы подчеркнуть  то, что логика  связи  мотивов  или  целей  или  условий  может  отличаться. За оправдание применения прецедента в этой модели отвечают мотивы, цели  и  основания  его  выбора  среди  альтернатив.  За  активизацию в  основном  отвечает  наличие  условий,  причём  в  разной  логической мере      предусловия      и      постусловия,      а      за      осуществление прецедента ‒ закодированная схема действий в реакции.Описания мотивов и целей в модели (1.1) представляют контекст повторного применения прецедента с позиции «сил», оправдывающих целесообразность    его    применения    и    перехода    к    состоянию с ожидаемым постусловием. Постусловие также связано с целями, затребовавшими прецедент, но отражает их в форме состояния положения дел, к которому приведёт применение образца прецедента. А цели определяют причины, по которым необходимо или полезно оказаться в этом состоянии.Мотивы в оправданиях относятся к причинам либо личного, либо общественного   характера,   побуждающим   субъекта   к   активности, в рамках которой потребовался прецедент.Перейдём к кодированию реакции в модели прецедента. Такой код должен представлять рациональное естественно-языковое описание схемы действий, реализация которой приводит к повторному осуществлению прецедента. Такое описание обычно имеет вид методик.Завершая пункт, отметим, что естественно-языковая модель прецедента,   как   и   любая   другая   модель,   в   первую   очередь,

представляет собой (кодирует в себе) связную совокупность вопросов, на которую модель (при её активации) в состоянии дать ответы.К числу принципиальных вопросов любой модели прецедента относятся вопросы о его условной части, то есть вопросы о присутствии в    ситуации    повторного    применения    прецедента    тех    объектов и процессов, свойства которых и отношения между которыми соответствуют условиям применения прецедента.Будем  считать,  что  повторное  применение  прецедента осуществляется только в том случае, когда ответы на «вопросы условия»  порождает конкретный субъект Sb, включающий в процессы построения ответов работу сознания.Исключим           из        понятия              прецедента     такие  версии«происходящего»,  созданного и повторно используемым субъектом, в котором оно (то есть «происходящее») начинается без использования в проверках условий активной работы сознания субъекта. Под исключение попадают все автоматные действия, условия запуска которых проверяются автоматами.1.1.2. Логические моделиПерейдём   к   представлению   прецедентов   в   форме   логических моделей, ориентируясь на то, что сущность прецедента изначально связана с условным рефлексированием. Более того, в построениях логических моделей будем использовать логику естественно-языковой схемы.В построениях логических моделей прецедентов, по сути дела, следует определиться с тем, какие виды логических формул и в каких случаях рационально использовать в логических моделях прецедентов, например, следующего вида:

имя прецедента Pi:так как [логическая формула (ЛФ) для мотивов M ={Mk}

в          поскольку [ЛФ для целей C = {Cl} ]ы        если [ЛФ для предусловия U'= {U’n}],б    то реакция rq(t)],о            из-за чего [ЛФ для постусловия U" = {U”m}р      ------------------------------------есть альтернативы [{Pj(rp)}]. (1.2)

Мотивы   и   цели   являются   составляющими,   которые   относятся к активности субъекта. Для логической композиции по совокупностям таких составляющих достаточны операции «И», «ИЛИ» и «НЕ». Построение каждой из таких композиций в существенной мере зависит от содержания прецедента и контекста его осуществления.Кроме того, мотивы и цели учитываются в рациональном формировании модели прецедента, в основном, не для поиска подходящего прецедента, а для ориентации субъекта в повторном использовании  прецедента  и   для   его   интеллектуального  освоения. В поиске прецедента эти составляющие его модели могут выполнять только «грубую» функцию, но в выборе среди множества альтернатив роль этих составляющих важна.Перейдём  к  логическим  формулам  предусловия  и  постусловия. В этих логических конструктах связность признаков, выбранных для их спецификации,     зависит     от     среды     осуществления     прецедента. В  последующих  рассуждениях  будем  различать  только  природные и компьютерные среды существования прецедентов.Для адекватного описания (в предусловиях и постусловиях прецедентов)   природных   объектов   и   связей   между   ними   может

потребоваться (в оценках возможностей повторного использования) включение в условия составляющих, отражающих природные закономерности.Более того, в природных средах и предусловия и постусловия могут включать       составляющие,       выражающие       участие       субъекта в осуществлении прецедента. Отмеченное указывает на то, что для логических представлений предусловий и постусловий прецедентов природных сред их логическая структура (по сравнению с формулами для отражения мотивов и целей) усложняется и может включать не только признаки, но и вычислимые числовые отношения между ними.В  числе прецедентов компьютерных сред будем выделять два их типа, к одному из которых относятся материализованные с помощью компьютерных средств природные прецеденты, а ко второму прецеденты,   в    осуществлении   которых   используются   действия с  компьютерными  конструктами  (например,  активизация программных единиц, запись в файл, человеко-компьютерные диалоговые действия).Проведённые  рассуждения  раскрывают  то,  что  приходится учитывать при построении и использовании логических моделей прецедентов и как логически представлять и связывать учтённое.С  построениями  и  использованиями  прецедентов  связано  много задач, в число которых входят выявление прецедентов, создание их моделей  для  различных  целей  (например,  для  обеспечения эффективного поиска прецедента и решении задачи выбора при наличии альтернатив, интеллектуальное и практическое освоение прецедента), рационализация моделей и многие другие задачи.В числе задач, связанных с прецедентами, принципиальное место занимают задачи их поиска и задачи выбора при наличии альтернатив,

в решении которых логические модели прецедентов открывают широкие возможности    для    автоматизации    действий.    С    позиций    поиска в логическом моделировании, ориентированном на поиск подходящих образцов прецедентов, рационально использовать логическую схему прецедента, представленную на рис. 1.1, в которую включена его логическая модель (1.2).В       этой    логической            схеме  для      поиска            введено          условие          UПпредварительного выбора, простейшей версией которого является совокупность признаков прецедента, объединённых в формулу логическим «И».Модель прецедента Piимя прецедента Pi:так как [логическая формула (ЛФ) для мотивов M ={Mk}

Если Условие UП, то в          поскольку [ЛФ для целей C = {Cl}]ы         если [ЛФ для предусловия U'= {U’n}],б    то реакция rq(t)],в            из-за чего [ЛФ для постусловия U" = {U”m}о      ------------------------------------р есть альтернативы [{Pj(rp)}].

Рис. 1.1. Логическая схема, ориентированная на поискПо  сути  дела,  признаки,  выбранные  из  логической  модели  (1.2) и включённые в условие, можно понимать и использовать как ключи доступа к образцу прецедента, который хранится в библиотеке образцов, материализованной полезным способом.Важен  вопрос  о  том:  «Из  каких  частей  логической  модели (рис.   1.1),   а,   возможно,   и   из   других   источников   отбираются признаки, включаемые в условие UП?».Критерием отбора признаков является результативность поиска подходящего прецедента, с которой разумно связать не однозначность

результата поиска по условию UП, а такой выбор группы прецедентов, в котором имеется возможность уточнить результат поиска за счёт проверки условий, вложенных в логическую модель (1.2).Дополнительно критерий отбора должен обеспечивать появление альтернатив,  порождаемых  в  результате  поиска  подходящего прецедента. Порождённые альтернативы являются ещё одним источником действий, повышающих адекватность выбора. Они, во- первых, уменьшают число проверяемых альтернатив, исходно закодированных в логической модели прецедента, а, во-вторых, дополняют такой список новыми альтернативами, появившимися из-заспецифики очередной ситуации повторного применения прецедента.Условие предварительного выбора UП рационально комплектовать  из  признаков,  которые  могут  входить  в любую часть логической модели прецедента, дополняя совокупность отобранных признаков существенными признаками очередной ситуации применения прецедента.Представленная  версия   формирования   и   использования   логики поиска  и  доступ  к  подходящему  прецеденту,  разумеется,  усложняет такой вид работ с прецедентами, по сравнению с поиском, в котором оперативное расширение совокупности признаков отсутствует.Заметим, что логику поиска и выбора прецедентов следует вкладывать в модели прецедентов, исходя из специфики ситуаций их повторного применения. В условиях ограничений реального времени, например, на время поиска или финансовых ограничений на стоимость поиска, представленную логическую модель прецедента (-ов) и версию поиска и доступа следует упрощать. Упрощение может состоять, например,  в отказе от включения в модель мотивов и/или целей и/или альтернатив  и/или  деления  на  предусловия  и  постусловия  и/или  от

сложных  форм  логического  связывания  признаков.  В  самой  простой версии логическая модель прецедента имеет вид:Имя прецедента Pi: если Условие UП, то реакция rq(t),в котором ситуативные признаки в условии отсутствует.1.1.3. «Block and line» моделиНапомним, что образец прецедента является искусственным конструктом, с  которым и  с  совокупностями, которых разумно проводить  различные  действия,  решая  различные  задачи,  связанные с достижением позитивных эффектов от овладения прецедентным опытом.А значит, следует строить и использовать различные модели прецедентов и их совокупностей. Так как в действия с прецедентами и  их  моделями  вовлечены  и  левое  и  правое  полушария  мозга,  тов моделирование прецедентов разумно включить графику.Правое полушарие мозга несёт ответственность за образное восприятие и представление обстановки, окружающей человека, в то время как левое полушарие ответсвенно за употребление языка и речи и логику таких действий.В этом плане встаёт вопрос: «Зачем, что и как изображать, создавая графические (образные) модели прецедентов?»Образные модели прецедентов следует создавать для того чтобы включить  в  действия  с  прецедентами  полезный  потенциал  средств и механизмов правого полушария. Изображать разумно прецедент или их совокупности в контексте природной среды. В этом плане и в первую очередь, прецедент следует изображать с системных позиций, раскрывая структуру прецедента и его связи со средой.

Системный подход к изображению прецедента и среды его осуществления приводит к именованной наглядной структуризации  того  и  только  того,  что  связано  с жизненным циклом прецедента, начиная с его обнаружения и заканчивая отказом от будущих повторных использований.В практике системного подхода используются различные графические средства для изображения элементов структуры и связей между ними, в статике и динамике происходящего.Средства графики для изображения систем и их частей получили общее название «block and line» схем. К числу графических средств для системных изображений относятся, например, IDEF-диаграммы [15].Первая необходимость в системных изображениях возникает при представлении  исходной  ситуации  St(t)  =  St(t0),  в  которой  оказалсясубъект и с которой начинается жизненный цикл прецедента.Логично считать, что в общем случае жизненный цикл прецедента начинается с  исходной  ситуации St(t0),  с которой началось первое осуществление прецедента, когда о неоходимом прецеденте еще не было ничего известно, даже было неизвестно то, что последующей активности будет присвоен статус прецедента.Известно только то, что в сложившейся ситуации St(t0) придётся применить активность, а значит использовать в деятельности, которую предстоит  построить,  доступный  субъекту  опыт.  Сложившуюся ситуацию полезно изобразить с помощью схемы (рис. 1.2), на которой, по оценкам субъекта Sbj, отражено самое существенное (элементы e1, e2, e3 и e4) из того в среде, с чем ему придётся иметь дело.

Среда

Sbj Прецедент PiКакой?e4e1     e3e2

Рис. 1.2. Исходная ситуация жизненного цикла прецедента PiВ попытках применить опыт, субъект Sbj, расширяя и уточняя своё представление о ситуации St(t0), приходит к заключению о том, что прецедент,  назовём   его   Pi,   который  необходим  для   реагирования в ситуации St(t0), в его и доступном ему опыте отсутствует. Разумеется, на  проделанную  субъектом  работу  затрачено  определённое  время, и субъект находится в ситуации St(t1). Будем считать, что по своему содержанию, из-за которого затребована активность субъекта, ситуация нее изменилась, то есть St(t1) =  St(t0), но её представление (например, рис.  1.3)  стало  более  адекватным  для  осуществления  необходимогореагирования.СредаПрецедент Pi?

Sbj e4e2     e3        e4e6e1 e5

Рис. 1.3. Уточнение представления исходной ситуацииВ уточнённое представление, для примера, введена дифференциация объектов (будет включён в активность, то есть в прецедент, или является

обстоятельством будущего реагирования) и расширение числа объектов,с которыми придётся иметь дело.Уточнённое представление ситуации St(t1), построенное в безуспешных попытках подобрать образец активности из доступного субъекту Sbj  опыты, свяжем с причиной, по которой ситуации St(t1) приписывается статус «задачной ситуции».Осознание субъектом того, что он оказался в задачной ситуации, нацеливает его на построение рационального реагирования с ожидаемым и полезным для него результатом, то есть нацеливает его на решение сложившейся задачи (обозначим Zi). С тем, что такое «задача», определимся  в   деталях  ниже,  но   именно  с   задачами,  а   вернее с  процессами  их  решения  и  оценивания  решений,  свяжем построение прецедентов.1.1.4. ЗадачиТо,  что  получило  название  «задача»,  занимает  принципиальное место в деятельностных отношениях субъекта с окружающим миром. С каждой «задачей» связан причинно-обусловленный (сложившейся задачной ситуацией) определённый объём определённых активностей, нацеленный на создание прецедента (условного деятельностного рефлекса), рационального для реагирования в сложившейся ситуации и ей подобных (reuse).Задачи  –  это  специфический  класс  систем,  для  спецификации которых   в   полной   мере   применим   опыт   системной   инженерии. С позиций системного подхода (рис. 1.4) любая задача Z появляется как«вопрос Q?» и  существует в  определённой среде, включающей лиц,заинтересованных        в          её         решении            (в         построении    ответа   A       типа«решение»).

СредаЗадача ZQ?  АSbi     SbkИнструменты

Материал Принять решение

Рис. 1.4. «Задача» как «система»В  общем  случае  субъект  Sbi,  ответственный  за  решение  задачи, и субъект Sbk, использующий решение – разные лица, а часто и группы лиц.   В   своей   работе   они   используют   подходящие   инструменты и материал (например, полезное информационное «сырьё», свои опыт и знания, а также опыт и знание из любых доступных источников).В  жизненном  цикле  «систем-задач»  выделяют  «процесс» построения решения, приводящий к создаваемому прецеденту, и его результат. Говоря о результате решения задачи, принято различать два его типа:   результат первого типа – это то, что является ответом на вопрос-задачу, построенным в результате осуществления решения задачи;  результат второго типа – это метод решения задачи, открытый для его повторных использований (reuse) при построении результатов первого типа.Построить результат второго типа сложнее, чем результат первого типа, так как в этом случае необходима дополнительная деятельность (мета-деятельность), объектом которой является процесс решения задачи (деятельность).   Основное   назначение   такой   мета-деятельности   –

повысить ценность построенного решения задачи, придав ему форму,позволяющую осуществлять повторные решения задачи.Метод решения задачи – это тоже ответ на вопрос- задачу, но специально приспособленный для его повторных применений в условиях, соответствующих условиям задачи. Метод – это «порождающее» (генетическое) определение результата первого типа.Субъекту Sbk  , решающему задачу, требуется выявить и отобрать (как составные части) то, что нужно для стоящей перед ним задачи, и связать всё это в «систему-задачу». Разумеется, то «как, с каким результатом и с каким качеством» такая работа будет выполнена, зависит от компетенции субъекта Sbi.Важно  отметить,  что  всё,  что  потребуется  для  решения  задачипотенциально   существует,   в   противном   случае   «задачу»   принято квалифицировать как «проблему».Проблема      отличается      от      задачи      тем,      что в существующем и доступном опыте пока ещё отсутствует очень важное, что не позволяет построить ответ на вложенный в проблему вопрос.1.1.5. Модели совокупностей прецедентовКак уже было сказано, в формировании любого прецедента важное место занимает решение соответствующей прецеденту задачи. Результат решения задачи оформляется в виде метода её решения, причём в форме, подготовленной для последующего повторного применения прецедента. Именно метод решения, закодированный полезным способом, представляет   реакцию   rq(t)   в   естественно-языковой  и   логической моделях прецедента.

В  наиболее  общем  плане  код  метода  представляет  собой инструкцию   по   осуществлению   совокупности   действий,   которую, а значит и каждое действие, следует выполнить. В деятельностной практике    проверены    и    используются    многочисленные    способы и средства кодирования реакций rq(t).Однако  чтобы  такой  код  появился  сначала  необходимо  решитьзадачу. Из практики решения задач известно, что при решении задач может   затребоваться   решение   подчинённых   задач   или   повторное решение по образцу задач, уже решённых ранее.В дальнейшем тексте из-за интересов монографии решение задач и  подзадач,  в  том  числе  повторное  их  решение  по  образцам, в которых закодированы методы решения, будем связывать только с прецедентами, поскольку такая интерпретация того, что называютзадачами, правомерна.А  значит,  в   общем  случае,  реакция  rq(t),  вложенная в определённый прецедент Pi, связывает его с другими прецедентами { Pj }.Между прецедентами, вложенными в реакцию rq(t) при её исполнении, существуют связи, которые приводят к естественным объединениям прецедентов, связанных в единое целое определённой решённой задачей.Разумеется, среди прецедентов, объединённых задачей или подзадачей,  имеются  такие прецеденты, у каждого из которых (пусть Pi) его  реакция (пусть rq(t)) уже не содержит вложенных прецедентов. Если бы это было не так, то вложенность была бы бесконечной, чего не наблюдается в действительности.

Реакция rq(t) не содержит в своём составе подчинённых прецедентов если её исполнение доведено до автоматизма, не требующего для вложенных в реакцию действий осознанных проверок условий их выполнения.Задачная    форма    объединения    прецедентов    и    их    моделей в совокупности не является единственной, используемой человеком. Самой важной причиной объединения прецедентов в их совокупности является деятельность. А для моделей прецедентов особую важность имеют формирование из образцов прецедентов опыта и его моделей, вынесенных за границы мозговых структур человека.