Название: Инвариантно-параметрическое представление и обобщенная ассоциативная обработка символьной и смысловой информации(Токмаков Г. П)

Жанр: Информационные системы и технологии

Просмотров: 3091


Глава 4.механизм обобщенной ассоциативной обработки на базе ипп символьных и смысловых структур

В соответствии с задачей, поставленной в Главе 1, после разработки логических структур ИПП символьной и смысловой информации необходимо разработать процедуры отображения последовательности компонентов объектов в их ИПП. Теоретически процедуры такого отображения были рассмотрены в Главе 2. В данной главе мы переведем математические формулировки этих процедур на язык логических структур. Причем сначала разработаем одноуровневую процедуру, а затем рассмотрим многоуровневую реализацию этой процедуры. При этом покажем, что полученные процедуры отвечают всем требованиям, предъявленным в Главе 1 к механизмам ассоциативной обработки.В Главе 3 было отмечено, что в данной работе смысловые конструкции рассматриваются лишь постольку, поскольку необходимы для определения связанных с символьными конструкциями функций доступа. Поэтому процедуры отображения, упомянутые выше, будут касаться только символьных конструкций, каковыми являются пять уровней ЕЯ.В ЕЯ сообщения кодируются с помощью предложения, в котором содержится указание на элементы ситуации (объекты, участвующих в ситуации), на характер отношения между этими элементами, а также приводятся параметры изменения свойств элементов ситуации. Если в современных системах программирования сообщения кодируются с помощью чисел, то в случае ЕЯ сообщение представлено весьма сложным кодом. Поэтому в данном случае для установления соответствия между языковыми выражениями и обозначаемыми ими ситуациями необходима интерпретация сообщения. После проведения интерпретации с данным сообщением связывается определенный обработчик, который принимает данные, содержащиеся во входном сообщении, как входные, и либо производит изменение состояния БД ПрдО, либо выдает сведения о состоянии фрагмента БД ПрдО, заданного в сообщении. Именно в процессе интерпретации осуществляется осмысление входной символьной последовательности, т.е. соотнесение ее составляющих со смысловыми конструкциями. В Главе 3 мы показали, что смысловые конструкции являются инвариантами символьных структур, поэтому, решая задачу отображения символьных конструкций в их ИПП, мы, по сути дела, решаем задачу формализации процесса интерпретации.Любое сообщение, будь то в технической системе или в ЕЯ, состоит из двух частей: адресной и содержательной. Если в технических системах эти части выделены явно, то в ЕЯ используется более сложная система кодирования этих компонентов сообщения, называемых темой (адресная часть) и ремой (содержательная часть). С этой точки зрения сообщение можно рассматривать как форму передачи информации, в адресной части которой содержится некоторый фрагмент моделируемой реальности, а в содержательной части - информация об изменении этого фрагмента модели. "Адрес", по которому эта информация заносится в память получателя сообщений, определяется путем сопоставления темы сообщения с содержимым его системы знаний. Поэтому можно утверждать, что при обмене сообщениями в ЕЯ восприятие сообщений осуществляется согласно принципам, которые в информатике называются ассоциативными. Согласно этому принципу, определение местонахождения объектов осуществляется путем анализа сообщений вместо простого указания, что хотя и усложняет процесс локализации объектов, но придает ему чрезвычайную гибкость.Таким образом, ассоциативный принцип обработки информации предлагает гибкие и мощные методы кодирования адреса с использованием сведений об адресуемом объекте. В этом случае адресуется не ячейка памяти, а сам объект, и пользователю нет необходимости знать структуру памяти получателя сообщения, в которой хранятся адресуемые объекты. При этом он оперирует только своими концептуальными представлениями о ПрдО.В данной постановке задачи, употребляя термин ассоциативная память, мы имеем в виду его более широкое толкование, чем это принято в ВТ. Мы будем называть любую физическую или абстрактную систему "ассоциативной памятью", если внешне она функционирует подобно человеческой памяти и подчиняется законам ассоциации, которые заключаются в следующем:•  поиск информации осуществляется по отношению эквивалентности, определяющему меру сходства с ключевым образом;память способна хранить образы структурированных последовательностей согласно принципу сохранения целостности. Этот принцип гласит, что каждый объект состоит из частей и значимых отношений между ними;выборка информации из памяти представляет собой активный, целенаправленный процесс выдвижения и проверки гипотез. При этом мы ищем у объекта известные части и проверяем,находятся ли они в нужных отношениях. Традиционную ассоциативную обработку целесообразно применять в техслучаях, когда каждому объекту в памяти соответствует одно представление, и при этом поиск с адресацией по содержанию сводится просто к выявлению среди хранимых представлений того из них, который в точности совпадает с поисковым аргументом. Однако, как было показано в Главах 2, 3, в реальной жизни объекты подвержены всякого рода преобразованиям. Отсюда следует, что при изучении процессов ассоциативной выборки понятие сходства должно толковаться в расширенном смысле, что соответствует понятию эквивалентности. При этом,если различные представления являются реализациями одного и того же объекта РД, то они должны считаться эквивалентными.Эта проблема является предметом интенсивного исследования в теории распознавания образов. При разработке систем распознавания, устойчивых к различного рода преобразованиям реализаций или представлений объектов, было обнаружено, что алгоритмы аналитической идентификации легко сделать нечувствительными к какой-либо одной группе преобразований [64,65,71], например^ группе преобразований сдвига образа в плоскости изображения. Однако попытки обеспечить инвариантность относительно нескольких групп преобразований, а тем более относительно произвольных преобразований, оказались безуспешными. Кроме этого, решение о принадлежности образа или представления тому или иному объекту в теории распознавания принимается раз и навсегда. И это принятое решение уже не может быть отменено. Но информация в символьных последовательностях распределена таким образом, что решение о принадлежности некоторого элемента к какому-либо классу может быть принято только после анализа всей последовательности. Более того, в экспериментах по распознаванию фонемных последовательностей выяснилось, что шум одного и того же спектра в зависимости от того, с какой он гласной предъявлялся, воспринимался и как "п", и как "т", и как "к" [91].Все эти проблемы стимулируют развитие нового направления исследований, основанного на допущении о том, что распознающая схема должна принимать активное участие в процессе принятия решения и что сам процесс принятия решений должен быть более гибким и допускать корректировку ранее принятых решений в соответствии с текущей ситуацией. При этом происходит не наблюдение объекта, а целенаправленный поиск того, что ожидается от объекта, при условии, что он относится к данному классу. Если в дальнейшем предположение о принадлежности окажется неверным, то распознающая схема должна обладать средствами отмены ранее принятого решения и принять следующее возможное предположение о принадлежности к тому или иному классу и искать уже то, что ожидается для объекта данного класса. Вообще распознавание - это отнесение исследуемого объекта к какому-либо классу, иными словами, классификация. Система не может распознавать объект вообще, она может только сказать, относится ли входной объект к одному из известных ей классов, и если да, то к какому именно.Идея предлагаемого нами решения описанных проблем основывается на предположении о том, что процессы редуцирования информации при моделировании РД (под РД в данном случае имеем в виду моделирование системы знаков на пяти уровнях языкового кода) и последующее их использование в качестве замены оригинала с учетом их особенностей, не содержащихся в редуцированном представлении, сходны с процессами анализа-синтеза в процессе абстрактного мышления человека. Поэтому в ходе нашего дальнейшего изложения на базе схематизированных сведений об абстрактном мышлении человека, изложенных ниже, проведем их формализацию на основе разработанных в Главах 2 и 3 математических и логических моделей представлений объектов РД