Примеры процедурных знаний. Виды знаний. Что связывает людей между собой в понимании сущности знаний

Процедурные знания

Процедурные знания - знания, хранящиеся в памяти интеллектуальной системы в виде описаний процедур, с помощью которых их можно получить. Обычно процедурные знания используются для представления информации о способах решения задач в проблемной области, а также различные инструкции, методики и т.п. По форме представления процедурные знания противопоставляются декларативным знаниям.

По-английски: Procedural knowledge

См. также: Формальные знания

Финансовый словарь Финам .

Смотреть что такое "Процедурные знания" в других словарях:

Процедурные знания - знания типа «как», т. е. знания об операциях и способах действия с декларативными знаниями … Психология человека: словарь терминов

У этого термина существуют и другие значения, см. Капитал (значения). Эта статья должна быть полностью переписана. На странице обсуждения могут быть пояснения … Википедия

Комментарий редакторов. Как и в случае с трансперсональной психологией, эта тема, по нашему мнению, яв ся настолько важной и настолько широкой, что она представлена здесь в двух различных трактовках. Мы полагаем, что читатель, познакомившись с… … Психологическая энциклопедия

У этого термина существуют и другие значения, см. Знание (значения). Эта статья или раздел нуждается в переработке. Пожалуйста, улучшите … Википедия

Знание форма существования и систематизации результатов познавательной деятельности человека. Выделяют различные виды знания: научное, обыденное (здравый смысл), интуитивное, религиозное и др. Обыденное знание служит основой ориентации человека в … Википедия

- … Википедия

Администрация США - (Administration of USA) Определение администрации США, высшие руководители США Определение администрации США, высшие руководители США, административные учреждения Содержание Содержание Определение Административное право Служба высших… … Энциклопедия инвестора

- (греч. hypothesis основание, предположение) форма организации научного знания, обеспечивающая движение к новому знанию, выводящая за рамки наличного (имеющегося) знания и способствующая (в отдельных случаях) реализации новой идеи (концептуальная… … Новейший философский словарь

Книги

Современный C++ для программистов, инженеров и ученых , Готтшлинг Питер. По мере развития вычислительной техники научные и инженерные проекты становятся все более крупными и сложными, и все более вероятно, что все новые проекты будут разрабатываться на C++. По…

Декларативные знания – это знания, которые записаны в памяти интеллектуальной системы так, что они непосредственно доступны для использования после обращения к соответствующему полю памяти. Обычно декларативные знания используются для представления информации о свойствах и фактах предметной области. По форме представления декларативные знания противопоставляются процедурным знаниям. Построение таких процедур связано со спецификой предметной области. Синтаксические и семантические знания здесь как бы отдалены, что придает этой форме большую универсальность и общность.

Процедуральные знания – это знания, хранящиеся в памяти интеллектуальной системы в виде описания процедур, с помощью которых их можно получить. Обычно процедурные знания используются для представления информации о способах решения задач в проблемной области, а также различные инструкции, методики и т.п. Это позволяет отказаться от хранения описаний всех возможных состояний, требуемых для построения вывода или решения, и ограничиться хранением некоторого начального состояния и процедуры, генерирующей необходимые состояния из начального. При процедуральном представлении семантика вводится в описание элементов базы знаний, что позволяет повысить эффективность поиска решений за счет возможности использования более сложных вычислительных конструкций и исключения обработки полных описаний. Представление знаний в такой форме обеспечивают более быстрый поиск решения по сравнению с декларативной формой, однако уступают им в возможности для накопления и коррекции знаний.

4. Структуризация приложения на основе иерархии «часть/целое»

Модульный принцип создания приложения предоставляет разработчику различные возможности разбиения приложения на подсистемы, легче поддающиеся сопровождению и модификации. Разбиение приложения на модули упрощает процесс тестирования за счет использования групповой работы над тестируемой системой. Модульность также обеспечивает базовые возможности для повторного использования фрагментов системы.

Наиболее распространенные модели представления знаний показаны на рисунке 4.11:

Основой логических моделей является понятие формальной системы, задаваемой четверкой

M = (T , P , A , F)

где T - множество базовых элементов; P - множество синтаксических правил, позволяющих строить из T синтаксически правильные выражения; A - множество априорно истинных выражений (аксиом); F - семантические правила вывода, позволяющие расширять множество аксиом за счет других выражений.

Использование логик различного типа порождает логические модели различных типов. Наиболее широко используются модели использующие исчисление высказываний и исчисления предикатов.

Особенно интенсивное развитие предикантые системы получили после создания мощных процедур вывода типа метода резолюций.

Сетевые модели представления знаний представляют более широкие возможности для описания сложных структур, которыми характеризуются знания. Это достигается путем включения в модель в явной форме всех отношений, образующих информационную структуру с описанием их семантики.

Основой такой модели является сеть, вершины которой отождествляются с некоторыми понятиями, а дуги - с отношениями между понятиями.

Определение 1

Декларативные знания – это знания об объектах и явлениях окружающего мира, которые носят описательный характер.

Замечание 1

Отличительной особенностью декларативных знаний является то, что это знания типа «что».

Понятие декларативного знания

Еще в Древней Греции знания начали разделять на «прикладные» и «высоко-теоретические». Данное разделение не является строгим, скорее оно условно. К вопросу о делении повторно обратились в 30-50 годах 20-го века. Рассмотрением проблемы занималось достаточно большое количество ученых. Часть из них вели свои индивидуальные исследования, некоторые же объединялись в группы и коллективы. В основном исследования в этом направлении проводились в США и Европе. Было предложено несколько терминов и классификаций знаний, однако общепризнанным является следующее их деление, по форме описания:

Декларативные знания
Процедурные знания

Замечание 2

Декларативное знание – это термин, которым обозначают любое знание, к которому люди имеют осознанный доступ, выражающийся определенным способом.

Примером декларативных знаний может быть процесс освоение печати на компьютерной клавиатуре. С течением времени, человек, который очень много и часто печатает, уже перестает смотреть на клавиатуру в поисках нужной клавиши, он полагается на свои знания их расположении. Именно эти знания и принято называть декларативными знаниями. А вот то, что пальцы попадают в нужные усилия почти без осознанных усилий – это процедурные знания.

Для того, чтобы показать наглядно отличия декларативных и процедурных знаний, было проведено достаточно большое количество исследований. Наиболее ярким примером их отличий являются исследования, проведенные среди людей, страдающих амнезией. У этих людей отмечалась полная утрата декларативных знаний, при полном сохранении процедурных знаний.

Замечание 3

Декларативные знания – это знания, которые сохраняются в памяти человека на уровне его интеллектуальной системы.

Исходя из этого, данные знания становятся доступны при непосредственном обращении к конкретному полю человеческой памяти. В основном декларативные знания необходимы для представления информации о фактах и свойствах из конкретной предметной области. По своей форме декларативные знания являются противоположным процедурным знаниями. Это связано с построением процедур получения и хранения знаний, а также некоторыми спецификами предметных областей. Семантические и синтаксические знания представляются несколько отдаленными, что придает форме декларативных знаний большую общность и универсальность.

Определение 2

Процедурные знания – это знания, которые хранятся в памяти интеллектуальной системы в виде описания процедур, при помощи которых можно их получить.

Чаще всего человек использует процедурные знания для того, чтобы получить необходимую информацию о том, как решать задачи в различных проблемных областях, а также с целью получения инструкций, методик и т.д. Процедурные знания позволяют человеку отказаться от хранения всех иных состояний, необходимых для построения решения и выводов. Достаточно ограничиться только лишь хранением некоторых начальных состояний и процедур, генерирующих нужные состояния на основании начальных. Процедурные представления оказывают влияние на семантику, посредством введения в описание элементов базы знаний. Это позволяет значительно повысить эффективность осуществляемого поиска нужных решений за счет возможности использования более сложных конструкций, а также возможность исключения обработки полных описаний.

Замечание 4

Таким образом, процедурные знания обеспечивают более быстрый поиск необходимых решений, нежели декларативная форма представления знания. Однако процедурные знания значительно уступают декларативным, в возможности накопления знания и при необходимости их коррекции.

Основные характеристики декларативного знания

Основные характеристики декларативных знаний:

Отвечают на вопросы – Что? Как это было (бывает, бывал о, случается и т.д.)? Что я чувствую (думаю)?

Распространены в таких научных областях как культурология, философия, художественная критика, искусствоведение.

Уровень сложности и трудозатрат в получении: получение довольно легко, для усвоения необходимых декларативных знаний человеку иногда хватает одного учебного занятия, а в случае самостоятельного освоения: прочтения книги, одного вечера и т.п.

Количество разработчиков – в основном один человек (исследователь, ученый), реже их группа.

Предоставляют следующие возможности:

рассуждать умно на различные темы, без совершения каких-либо действий;
писать авторские тексты и защищать их на публике (статьи, книги, диссертации и т.д.);
выступать на различных конференциях и семинарах;
делиться своим знаниями с окружающими.

Методы и средства проверки декларативных знаний не разработано.

Практическое применение – позволяют человеку «неглубоко», то есть образно рассуждать в определенной сфере или по определенной теме.

Распространены в основном в крупных городах.

Данная характеристика декларативных знаний является общепризнанной. Однако имеются и авторские. Так, английский физик лорд Кельвин в изданных им в 1884 году лекциях описал декларативные знания так: «Это то, что мы понимаем, те знания, которые приобретаются нами на основании естественных природных процессов».

Вопрос о значимости декларативных знаний рассматривается и в настоящее время. Считается, что именно на их основании каждый человек способен построить необходимую механическую модель, воспроизводящую процесс во всех его частях.

По мнению исследователей в области психологии представляют декларативные знания в виде базы данных. Декларативная база данных состоит из метазнаний, которые описывают их определенные знания.

Определение 3

Метазнания – это часть декларативных знаний, которые используются в процессе решения определенных задач и относятся к высшему уровню интеллектуальной системы человека.

Таким образом, декларативные знания позволяют системе иметь ответы на вопросы что это такое.

Информация – это сведения, знания, которые человек получает из различных источников. Прежде всего мы получаем информацию из газет, радио, телевидения, т.е. из средств массовой информации. Цель сообщений, получаемых из средств массовой информации - довести до читателей или слушателей сведения о каких-то событиях. До получения сообщения мы не знали о данном событии, а в результате стали знать.

Получая информацию, мы сохраняем ее в своей памяти, пополняя тем самым свои знания . Учеба в школе - это целенаправленный процесс получения знаний, а значит получения информации. Чем больше вы учитесь, тем больше информации содержит ваша память.

Знания делятся на декларативные и процедурные .

Информацию мы получаем в виде некоторых сообщений. Сообщение – это и речь, которую мы слушаем (радиосообщение, объяснение учителя), и воспринимаемые нами зрительные образы (фильм по телевизору, сигнал светофора), и текст книги, которую мы читаем и т. д.

Но всякое ли сообщение несет для нас информацию?

Сообщение на китайском языке пополняет наши знания?

Нет, т.к. непонятно.

Сообщение «Дважды два – четыре» пополняет наши знания?

Нет, т.к. не содержит новых сведений.

Вывод: Сообщение содержит информацию для человека (является информативным), если содержащиеся в нем сведения являются новыми и понятными.

Вопрос	Ответ
Содержит ли информацию вузовский учебник по высшей математике с точки зрения первоклассника?	Да, содержит с любой точки зрения!
Будет ли информативным текст этого учебника для первоклассника, если он попытается его прочитать? Иначе говоря, может ли первоклассник с помощью этого учебника пополнить собственные знания?	Очевидно, что ответ отрицательный. Читая учебник, то есть, получая сообщения, первоклассник ничего не поймет, а, стало быть, не обратит его в собственные знания.
Информативно ли сообщение "Париж. - столица Франции?	Нет, так как это известно.
Информативно ли сообщение "Коллоидная химия изучает дисперсионные состояния систем, обладающих высокой степенью раздробленности."?	Нет, так как это сообщение непонятно.

Информативно ли сообщение: "Эйфелева башня имеет высоту 300 метров и вес 9000 тонн.

Получение любых знаний должно идти от известного к неизвестному, от простого к сложному. И тогда каждое новое сообщение будет понятным, а значит будет нести информацию для человека. На этом должно быть основано всякое обучение.

База знаний, БЗ (англ. Knowledge base, KB) - это особого рода база данных, разработанная для управления знаниями (метаданными), то есть сбором, хранением, поиском и выдачей знаний. Раздел искусственного интеллекта, изучающий базы знаний и методы работы со знаниями, называется инженерией знаний.

Базы знаний чаще всего используются в контексте экспертных систем, где с их помощью представляются навыки и опыт экспертов, занятых практической деятельностью в соответствующей области (например, в медицине или в математике). Обычно база знаний представляет собой совокупность правил вывода.

Классификация баз знаний

В зависимости от уровня сложности систем, в которых применяются базы знаний, различают:

БЗ всемирного масштаба - например, Интернет или Википедия
БЗ национальные - например, Википедия
БЗ отраслевые- например, Автомобильная энциклопедия
БЗ организаций
БЗ экспертных систем
БЗ специалистов

Применение баз знаний

Простые базы знаний могут использоваться для создания экспертных систем и хранения данных об организации: документации, руководств, статей технического обеспечения. Главная цель создания таких баз - помочь менее опытным людям найти существующее описание способа решения какой-либо проблемы предметной области.

Онтология может служить для представления в базе знаний иерархии понятий и их отношений. Онтология, содержащая еще и экземпляры объектов не что иное, как база знаний.

База знаний - важный компонент интеллектуальной системы. Наиболее известный класс таких программ - экспертные системы. Они предназначены для построения способа решения специализированных проблем, основываясь на записях БЗ и на пользовательском описании ситуации. Создание и использование систем искусственного интеллекта потребует огромных баз знаний.

Декларативные и процедурные знания

Инженерия знаний определяет их как набор фактов, понятий, правил и эвристики, направленных па решение задач. Знания о каком-либо предмете могут быть разделены на две группы: декларативные и процедурные. Декларативные знания - это описательное представление в какой-либо предметной области. Это поверхностные знания о том, что собой представляет предмет, как он выглядит и что он означает. Знание того, «что» представляет собой отчет о прибылях и убытках, является примером декларативного знания (знания фактов). Процедурные знания являются набором интеллектуальных способностей, направлен¬ных на знание того, «как» сделать что-либо (например, как подготовить годовой отчет о прибылях и убытках фирмы). Процедурные знания являются предписывающими: они используют процедурные знания для определения образа действий.

Факты и понятия по большей части относятся к декларативным знаниям. Правила и алгоритмы являются примерами процедурных знаний. Наличие процедуры выполнения какого-либо действия не обязательно означает наличие навыков, необходимых для осуществления задачи. Декларативные и процедурные знания отдельного человека основаны на его опыте, воспитании и обучении. Знания подразумевают изучение, осведомленность и компетентность в различных вопросах, которые представлены в ментальных моделях (интеллектуальные модели).

Существует особый вид знаний, называемых здравым смыслом. Он формируется со временем и представляет собой накопленные декларативные и процедурные знания, которые сами собой разумеются для большинства людей. Здравый смысл, построенный на основе информации, представляет собой совокупность информации по какому-либо вопросу, которую «следует знать» всем. Такие знания также называются знаниями общего плана и могут быть описаны как процедуры, установленные порядки и процессы, направленные на эффективное выпол¬нение различных (профессиональных) задач.

Наиболее важным аспектом знаний является их долговечность. Неизменные знания, такие как чаконы природы, не меняются со временем. Статичные знания, такие как политика бизнеса или его процедуры, статичны лишь какое-то время - рано или поздно их ждут перемены. Динамичные знания, такие как условия рын¬ка или норма возврата инвестиций, изменяются от одного приложения к другому.

Применение знаний

Мышление, решение задач и рассуждения - это пути развития и применения человеческих знаний. Как гласят различные определения, мышление - это направленная, ориентированная на цель деятельность, сконцентрированная па решении задач. Это также активный мыслительный процесс, направленный на разработку и изменение ментальных моделей. Ментальные модели - это структуры знаний, которые создаются во время изучения или выполнения различных задач. Мышление подразумевает активную интеграцию новых знаний с существующими знаниями и навыками. Это основа обучения, процесса разработки новых и более совершенных ментальных моделей и когнитивных навыков. Наиболее эффективное приобретение новых знаний - это «обучение на деле». Ре¬шения задач и затруднений часто находятся там, откуда их никто не ждет. Ре¬зультат решения - это переход из первоначального состояния в желаемое (целевое) состояние.

При решении задач человек использует четыре типа рассуждения: рассуждение с привлечением здравого смысла, рассуждение с проведением аналогий, дедуктивное рассуждение и индуктивное рассуждение. Рассуждение с привлечением здравого смысла основано на индивидуальном опыте и фактах, усвоенных человеком за его жизнь. Современные системы с базой знаний не работают с. таким видом рассуждений из-за его сложности. Исключением является только так называемый эвристический поиск, разновидность эмпирических правил, с помощью которых можно исключить наименее вероятные альтернативы. Современные системы с базой знаний не используют и рассуждения с проведением аналогий, поскольку они основаны на сравнении рассматриваемой задачи с уже известным и принятым стандартом поведения в аналогичной ситуации. Проведение таких аналогий основано на способности распознавать сходство ситуации с прошлым опытом. В основе дедуктивных рассуждений лежат логические цепочки, построенные на предпосылках, ведущих к заключениям. Предпосылки состоят из истинных утверждений и правил. При дедуктивных рассуждениях происходит переход от общего к частностям. Используя общие факты, истины и утверждения, человек приходит к какому-либо выводу либо выбирает направление деятельности. Ин¬дуктивное рассуждение, напротив, идет от частностей к общему, поэтому оно не такое точное, как дедуктивное. При интерпретации логики, которая описывает имевшие место факты, оно зачастую основывается на подходе наилучшей догадки. Дедуктивные и индуктивные рассуждения широко используются при разработке систем с базой знаний.

Источники знаний

Для разработчиков систем источник знаний - это в первую очередь его преподаватели и учителя, исследователи, работающие в этой области, работники, которые применяют знания в этой области, и живые эксперты. В качестве других источников можно назвать книги, руководства, научные труды, записки, материалы исследований, физические записи (видео- и аудиозаписи, диски CD-ROM, фильмы, слайды и т. д.) и компьютерные ресурсы (базы данных, электронные доски объявлений, и т. д.). При разработке базы знаний надо учитывать ее размер, степень сложности, стабильность и форму знаний. Эти вопросы определяют выбор методологии, а также программного и аппаратного обеспечения, которое планируется использовать при создании базы знаний.

Эксперты

При разработке систем с базой знаний экспертом является компетентный человек, который решает задачи в какой-то предметной области, владеет методиками и обладает способностями, превышающими средний уровень его коллег. Эксперты разрабатывают комплексные стратегии обработки информации, отбирают необходимое, используют то, что требуется в настоящий момент, и сохраняют то, что может понадобиться в будущем. Эксперты получают свой статус благодаря их способности применять полученные знания и личный опыт. Эксперты решают задачи быстро и эффективно. Как правило, им известен предел собственных возможностей и, если они его достигли, то ссылаются на кого-либо другого. Эксперт используется в качестве информационного источника, решателя задач или учите¬ля. Эксперты отличаются от всех остальных своей способностью активно отслеживать и видоизменять свои когнитивные модели и процессы.

Эксперты, занимающиеся разработкой баз знаний, должны обладать как декларативными, так и процедурными знаниями в предметной области. Они должны быть способны не только решить задачу, но также объяснить свои решения дру¬гим. Если у одного эксперта знаний недостаточно, привлекают группу экспертов.