Предикатні моделі логічних просторів в системах подання знань

МІНІСТЕРСТВО ОСВІТИ УКРАЇНИ

ХАРКІВСЬКИЙ ДЕРЖАВНИЙ ТЕХНІЧНИЙ УНІВЕРСИТЕТ РАДІОЕЛЕКТРОНІКИ

 

ГВОЗДІНСЬКА НАТАЛІЯ АНАТОЛІЇВНА

 

УДК 519. 7

 

 

01. 05. 02 – математичне моделювання та обчислювальні методи

 

 

Харків – 1999

 

Дисертацією є рукопис.

Робота виконана в Харківському державному технічному університеті радіоелектроніки, Міністерство освіти України.

Науковий керівник доктор технічних наук, професор Шабанов-Кушнаренко Юрій Петрович, Харківський державний технічний університет радіоелектроніки, професор кафедри «Програмного забезпечення ЕОМ».

Офіційні опоненти: доктор технічних наук, професор Шаронова Наталія Валеріївна, Харківський гуманітарний інститут «Народна українська академія», завідувач кафедрою «Інформаційних технологій та документоведення», проректор по НДР; кандидат технічних наук, доцент Соколов Олександр Юрійович, Харківський державний аерокосмічний університет ім. М. Є. Жуковського «ХАІ», завідувач кафедрою «Інформатики».

Провідна установа Інститут проблем машинобудування ім. А. М. Підгорного НАН України, м. Харків.

Захист відбудеться «19» жовтня 1999р. о 1300 годині на засіданні спеціалізованої вченої ради Д 64. 052. 02 в Харківському державному технічному університеті радіоелектроніки, м. Харків, пр. Леніна, 14, fax (0572) 40-91-13

З дисертацією можна ознайомитись у бібліотеці Харківського державного технічного університету радіоелектроніки, м. Харків, пр. Леніна, 14.

Автореферат розісланий «10» вересня 1999р.

 

 

Актуальність теми. Сучасна епоха характерна бурхливим розвитком галузей застосування найновітніших інформаційних технологій. Але введення інофрмації в комп'ютер залишилося незмінним та традиційним. Відсутні суворо формалізовані підходи до подання знань і привабливі методи моделювання знань. У зв'язку з цим виникла та набула великої актуальністі проблема створення апарату для формалізації опису та комп'ютерного подання різноманітної інформації, поданої у вигляді текстів природної мови або логічних структур мислення. Як відомо, для моделювання подібних явищ та процесів використовуються алгоритми штучного інтелекту. Але найбільшим недоліком систем штучного інтелекту, що суттєво обмежує галузь їх практичного застосування, є нездатність машини розуміти людську мову і, як наслідок, нездатність змістовної обробки нею текстів. Пошук методів формалізації висловлювань природної мови може відкрити шляхи для удосконалення роботи діалогових людинно-машинних систем. У зв'язку з цим виникла необхідність у нових методах опису мовної взаїмодії в діалогових системах, звідки виникає задача формалізації моделі спілкування як частини системи подання знань, бо образність та виразність опису моделі предметної області весь час зростає. Багато сучасних досліджень присвячено розробці математичного апарату для формального опису природної мови. За основу для його розробки можна взяти алгебру скінченних предикатів, мовою якої можна описати будь-який закон інтелекту, що реалізується на ЕОМ. Внаслідок цього найбільш перспективним є використання такого розділу математики як логічний аналіз. За допомогою такої його частини як логічна алгебра можна вести дослідження роботи інтелекту людини.

Важливі результати можна отримати, якщо провести аналогію між лінійною алгеброю, засобами якої формалізуються різноманітні системи у вигляді математичних моделей, і логічною алгеброю, що є основою мислення людини. Серед напрямків логічного аналізу найменш дослідженим є математичний апарат векторних логічних просторів. Створення математичних засобів для опису таких проторів має заповнити існуючу прогалину та надати можливість розробляти математичні моделі інформаційних процесів, особливо моделі природної мови. Слід відзначити, що великий внесок у розв'язання задачі формалізації природної мови зробили Віноград Т., Попов Є. В., Рубашкін В. Ш., Шабанов-Кушнаренко Ю. П., Шаронова Н. В., Бондаренко М. Ф., Сіроджа І. Б. та інші.

Узагальнюючи сказане, можна дійти висновку про те, що проблема, яка пов'язана з розробкою математичних засобів моделювання продуктів мислення та комп'ютерного подання знань, є важливою та актуальною.

Зв'язок роботи з науковими програмами, планами, темами. Тема даної дисертаційної роботи відповідає проблематиці бюджетної науково-дослідної роботи, що виконується на кафедрі ПЗ ЕОМ ХТУРЕ під керівництвом проф., д. т. н. Шабанова-Кушнаренко Ю. П. по темі № 509-1 «Розробка математичного і програмного забезпечення систем логічної підтримки проектування систем штучного інтелекту».

Метою роботи є розробка, теоретичне обгрунтування та експериментальна перевірка математичного апарату векторних логічних просторів як інструментальних засобів для обробки інформації, що зберігається в базах даних, а також для формального аналізу природномовних структур, тобто словосполучень і речень природної мови, для дослідження можливості створення природномовних інтерфейсів у комп'ютерних системах підтримки прийняття рішень.

Задачі дослідження:

1.Розробка теоретичних основ формалізації природної мови як мови подання знань на базі математичного апарату векторних логічних просторів, що містить:

- розробку математичного апарату логічних матриць над скалярним полем G={0, 1} або полем скінченних предикатів будь-якої арності, які задані на декартовому добутку К=К1... Kn, Ki=kі, як апарату формального подання слів однієї й тієї ж самостійної частини мови;

- розробку математичних моделей булевих та предикатних векторних логічних просторів як апарату формалізації знань, поданих у вигляді природномовних структур;

- дослідження математичного апарату логічних операторів для булевих і предикатних моделей векторних логічних просторів як апарату обробки знань, поданих у вигляді природномовних структур;

- аналіз можливості формалізації речень природної мови за допомогою математичного апарату векторних логічних просторів.

2.Аналіз можливих алгебраїчних інтерпретацій булевої та предикатної моделей векторних логічних просторів.

3.Розробка алгоритмічного та програмного забезпечення для