Ma’lumotlar va bilimlar.
Intellektual sistemalar EXMlardan farkli ularok (EXMlarning uch avlodi fakat ma’lumotlar bilan ish olib borgan) ham ma’lumotlar, ham bilimlar bilan ishlashga yunaltirilgan. SHuning uchun bilimlar nimasi bilan ma’lumotlardan fark, kilishini tushuntiramiz.
Ma’lumotlar — bu xabarlar bulib, ular anik masa-lani echayotganda xulosa chikarish va shu masalani echish usulini aniklash uchun kerak. Ma’lumotlar bilan bilim¬lar orasida anik bir chegara bor deb bulmaydi, chunki ma’lumotlarda ham ma’lum bir bilimlar bulishi mumkin va aksincha.
EXMda ma’lumotlar — maxsus ma’lumotlar manbai (banki)da yaratiladi va ular programmalar yordamida ishlanuvchi matematik modellarning rakamli parametr-larini aks ettirishi mumkin yoki biron bir sanoat tarmori soxasidagi korxonalar rejalari bajarili-shining xozirgi xolatini aks ettirishi mumkin. Bu ma’lumotlar kayta ishlangandan sunggina kurilayotgan tarmok buyicha plan bajarilishining umumlashgan sonli xarakteristikasini berish, muxim joylarini aniklash, kurilayotgan tarmok kelajagini oldindan aytish mum-Bir so’z bilan aytganda, yangi bilimga ega bulinadi. kin. Ta’kidlash kerakki, ma’lumotlar ishlab chikarish jarayonlariga bevosita ta’sir kursatmaganligi uchun ularni «suet», shu ma’lumotlardan foydalanuvchi prog-rammalarni esa «aktiv» (faol) deyish mumkin.
Bilim — xayotda sinalgan xakikatni bilish maxsuli, uning inson ongida turri aks ettirilishi. Ilmiy bilimlar moxiyati uning utmishdagi, xozirgi va kelajakdagi xakikatni tushunishidadir, dalillarni turri asoslay bilib, umumlashtirishidadir.
Odamning fikrlashi xar doim bilmaslikdan bilishga, yuzakilik-dan borgan sari chukurrok va xar tomonlama bilishga tomon xarakat kiladi.
Sun’iy intellektli sistemalarda kurilayotgan soxa turrisidagi bilimlar bilimlar manbaida tuziladi. Bu manba ma’lumotlari bilimlarni va kurilayotgan soxani uzida aks ettiradi. SHuning uchun ham ma’lu¬motlar bilan bilimlar urtasida kat’iy tafovut yuk. SHunga karamay bilimlarni ma’lumotlardan farklaydi-gan maxsus alomatlar bor. K,uyida biz shu alomatlar-ning ayrimlarini kurib chikamiz.
1. Interpretatsiya. Bu so’z lotincha «interpretatio» so’zidan kelib chikkan bulib, sharxlash, tushuntirish, foydinlashtirish singari ma’nolarni anglatadi. EXMda joylashtirilgan ma’lumotlar fakat moe programma orkali mazmunli talkin kilinishi mumkin. Program-malarsiz ma’lumotlar xech kanday mazmunga ega emas. Bilimlar shu bilan farklanadiki, bunda mazmunli izoxlash imkoniyati xar doim buladi.
2.Strukturalanganlik yoki munosabatlar sinflarining mavjudligi. Ma’lumotlarni saklash usullarining xar xilligiga karamasdan, ularning bittasi ham ma’lu¬ motlar orasidagi alokalarni ixcham yozish imkoniyatini ta’minlamaydi. Masalan, ma’lumotlar bilan ishlayotganda umuman elementlar va tuplamlar uchun umumiy bir xil xabarlarni kup marta ifodalashga (yozishga) tugri keladi. Bilimlarga utilganda, bilimlarning ayrim birliklari urtasida shunday munosabat urnatish mumkin: «element-tuplam», «tip-tip bulagi», «kism- butun», «sinf-sinf bulagi». Bu tuplamning barcha ele- mentlari uchun bir xil bulgan ma’lumotni aloxida yozib va saklab kuyishga imkon yaratadi. Bu ma’lu¬ motni, agar kerak bulsa, tuplamning xoxlagan elementini ifodalash uchun kerakli joyga avtomatik ravishda berish mumkin. Bunday uzatish jarayonini ma’lumot- larning «vorislik kilish» jarayoni deyiladi. 3. Xolat alokalarining mavjudligi. Bu alokalar xotirada saklanadigan yoki kiritiladigan ayrim xodisa yoki dalillarning bir-biriga (xolat) mosligini hamda uzaro munosabatini aniklaydi. 4. Aktivlik (faollik). Bilish aktivligi inson uchun xosdir, ya’ni insonning bilimlari faoldir. Bu esa bilimni ma’lumotlardan umuman farklaydi. Masalan, bilimlarda karama-karshilikni paykash — ularni engib utishga va yangi bilimlarni paydo bulishiga sabab buladi. Aktivlikning ragbatlantiruvchi omillaridan biri bilimlarning tulik, bulmasligidir. Bu rarbatlantiruvchi omil bilimlarni tuldirish zarur-ligi bilan ifodalanadi. EXMdan foydalanilganda dastlabki yangi bilimlar bulib programmalar xisob- lanadi, ma’lumotlar esa EXM xotirasida suet ravishda (xarakatsiz) saklanadi. Ma’lumotlar va ma’lumotlar tuzilishi predmet soxa larining xususiyatlarini tula ulchamda ifodalamaydi. YUkorida biz xar doim ma’lumotlar bilan bilimlar urtasida anik chegara kuyish mumkin emasligini ta’kid-lab utgan bulsak ham lekin bular urtasida farklar bor. Bu farklar bilimlarni xarakterlaydigan hamma turt belgini biror darajada ifodalovchi, EXMdagi bilimlarni modellar kurinishida tasvirlovchi rasmiyat-chilikning paydo bulishiga olib keldi.
Bilimlarni tasvirlash.
Bizni urab turgan olam tugrisidagi bilimlar deklarativ va protsedurali bilimlarga bulinadi. Dek-larativ bilimlar bu biror bir sistemada uzaro boglangan dalillardir. Xakikatan ham ruy bergan biror bir xodisa, vokea dalilga misol bula oladi. Protsedurali bilimlar — dalillar ustida bajaril-gan amallar (algoritmlar, programmalar, analitik uzgartirishlar, empirik koidalar va shu kabilar)ni amalga oshirish natijasida xosil buladigan bilimlar-dir. Bilimlarning bunday bulinishi shartli xarakterga ega, chunki bilimlarni ifodalash (tasvirlash) ning anik modellari xar xil maksadda tasvirlashning deklarativ va protsedurali shakllarini ishlatadi. EXMning boshlanrich uchta avlodida protsedurali tas¬virlash yagona, u ham masalalarni echishda kullani-ladi. EXMlar uchun programmalar bu bilimlarning saklovchilari buladi, deklarativ bilimlar xar doim tobe bilimlardir. Intellektual sistemalar buyicha muta-xassislarni xar ikki bilim turi bir xilda kizik-tiradi. Ekspert sistemalar soxasidagi tadkikotlar shuni kursatadiki, bilimlarni tasvirlash uchun kupincha seman-tik tarmoklar, freymlar va maxsulot koidalarining modellari ishlatiladi. SHuning uchun bu modellarni tularok kurib chikamiz. 1. Semantik tarmoklar. Semantik tarmoklar apparati yordamida bilimlarni tasvirlash biror bir muxitni tashkil etuvchi ob’ektlar va ular orasidagi alokalar majmuasidir. Xar xil avtorlar semantik tarmoklarning turli xil turlari tuzilishini taklif kilmokdalar. Bu turlarning umumiy, asosiy funktsional elementi bulib, ikki kiem («tugunlar» va «yoylar»)dan iborat bulgan struktura xizmat kiladi. Xar bir tugun biror bir tushunchani, ey esa ixtiyoriy ikkita tushuncha orasidagi munosabatni bildiradi. Munosabatlarning xar bir jufti oddiy dalilni bildiradi. Tugunlar moe munosabatning nomi bilan belgilanadi, ey yunalishiga ega buladi. Bunga kura anik dalil tushunchalari orasidagi «sub’ekt yoki ob’ekt» munosabatini tasvirlaydi. Masalan «Rustamov institutda ishlaydi». Bu erda «Rustamov» sub’ekt, «institut» esa ob’ekt sifatida tasvirlanadi, ular («ob’ekt» va «sub’ekt»lar) «ishlaydi» munosabati bilan borlangan. U xolda «Rustamov institutda ishlaydi» dalilini aks ettiradigan semantik tarmokning funk¬tsional elementi kuyidagi kurinishga ega buladi: Rustamov institutda-»-ishlaydi. Bu tarmokda sub’ekt va ob’ektni boglovchi fakat binar aloka (munosabat) ishlatilgan. Semantik tarmoklarni tuzishda tugunlar orasidagi munosabatlar sonini cheklab bulmaydi, ya’ni biror bir tugun boshka ixtiyoriy tugunlar bilan munosabatda bulishi mumkin. Bu ixtiyoriylik natijasida dalillar tarmogini tuzish ta’minlanadi. Masalan, 1-rasmda keltirilgan tarmok kuyidagi tekstni tasvir-laydi: «Rustamov institutda ishlaydi. U institut direktori. Rustamov texnika fanlari doktori ilmiy darajaga ega, ilmiy unvoni — akademik. U institut ilmiy kengashining raisi. Bugun soat 9da Rustamov institut metodik kengashida, soat 16 da esa institut ilmiy kengashida ma’ruza kiladi». Bu tarmokda vaktli boglanishlar yoylar, fe’llarga moe boglanishlar esa tugunlar yordamida tasvirlangan.
Semantik tarmoklar kurinishidagi bilimlar tas-virlanishining yaxshi tomoni shu bilan xarakterlana-diki, bunday tarmoklar bilan EXMda ishlash oson kechadi. CHunki bunday tarmoklarda ob’ektlar orasidagi alokalar anik kursatiladi, programmalar tuzish engillashadi. Masalan, 1-rasm tarmogi buyicha Rusta¬mov kaerda, kim bulib ishlashini va anik vaktlarda kaerda bulishi va nima kilishini bilish mumkin. SHuningdek, boshka murakkabrok savollarga ham javob topish mumkin. Masalan, «Bugun institut ilmiy kengashi buladimi va soat nechada?»
Semantik tarmoklar va ularning modullari bilimlar buyicha muxandis tomonidan yaratiladi, boshkacha so’z bilan aytganda xisob-mantik. sistemalarning yaratuvchi-lari tomonidan tuziladi. SHundan sung sistema sunggi foydalanuvchilarga xavola etiladi. Semantik tarmoklar kurilishiga bunday yondoshish foydalanuvchilarni, masa-lan, texnologik jarayonlarni loyixalash va boshkarish soxasida ishlovchilarni kanoatlantirmaydi. Amaliy programma tuzuvchi uzaro munosabat (aloka) boski-chida texnologik jarayonning xar bir kurinishi uchun aloxida bu sistemaning semantik tarmogini tuzadi. Sunggi foydalanuvchi tomonidan texnologik jarayon uzgartirilsa, bilimlar muxandisiga semantik tarmokni uzgartirishga to'g'ri keladi.
2. Freymlar. Freymlar nazariyasini, bilimlarni freymlar bilan tasvirlash ROYASINI va «freym» termi-nini 1975 yilda M. Minski degan olim taklif kilgan. «Freym» so’zi ingliz tilidan olingan bulib, ramka, deraza, reshyotka, ichki skelet kabi mazmunlarda ishlatiladi. Freymlar nazariyasining moxiyati kuyidagicha. Inson yangi xolatga tushib kolgan paytda, u uzining xotirasi-dagi freymlar deb nomlanuvchi asosiy strukturami tuzi-lishiga murojaat kiladi. YA’ni bunday xolatda turri echimni kabul kilish uchun nimalar kilish kerakligini eslaydi. Freym — bu oldin eslab kolingan bilimlarni tasvirlash birligi. Bu birlikning detallari davr va talab takozosi bilan uzgarishi mumkin. Freym — ma’lu-motlar tuzilishini ifodalaydi, uning yordamida, masa-lan, sizning xonangizdagi xolatni tasvirlash mumkin. Xar bir freym xar xil axborotlar bilan tuldirilishi mumkin. Agar okibat kutilgan natijani bermasa, bu ax-borot — kurilayotgan freymning kullanish usullariga alokador bulishi mumkin. Freym kup jix,atdan uzining tuzilishiga kura semantik tarmokka uxshash buladi. Freym — ierarxik tuzilgan, tugun va munosabat (aloka) lar tarmoridir. Bu erda yukori tugunlar umumiy tushun-chalarni ifodalasa, pastki tugunlar esa bu tushuncha-larning xususiy xollaridir. Semantik tarmoklardan farkli ularok, freym sistemalarda x,ar bir tugundagi tarmoklar tushunchasi atributlar tuplami (masalan, ism, rang, ulcham, shakl) va bu atributlarning kiymatlari (masalan, Rustam, kuk, kichkina, dumalok) bilan beri-ladi. Atributlarni esa slotlar (tirkishlar) deyiladi. Slotlar freym ichida axborotning anik, joyini kursata-di. Masalani echish uchun axborot etarlimi yoki kaysi-lari etishmaydi, agar etarli bulmasa ularni freymning kaeridan olishi kerak? Bu kabi vazifalarni slotlar bajaradi. Atributlar uzgaruvchan xarakterga ega bulgan xolatda slotlar shpats (oralik)larni .uz ichiga oladi. Bu shpatslarga slotlarning xozirgi ahamiyati (kiyma-ti)ni tasvirlovchi ayrim ob’ektlar joylashadi. Muno¬sabat (aloka)lardan tashkil toptan freymlar tuplamini yirib freymlar sistemasini kurish mumkin. Bilimlarni freymlar yordamida tasvirlanishining matematik tuzilishini kuyidagi kurinishida yozish mumkin:
{i
Freym: Ism
Sinf: Xayvon ;
Struktura elementi Bosh, buyin, kullar, oyoklar...
Buy: 30:220 sm
Massa: 1:200 kG
Dum: Yuk
Til: Uzbek, rus, ingliz
Freym analogi (uxshashi): Maymun
Bunday freymlar bilimlar kurinishida yigiladi. Biz biror ob’ektni aniklashni xox,laymiz, deb faraz kilayik. Buning uchun birnechta berilgan «odam» freymidagi slotlar va bu slotlarga tegishli atributlarni kurib chikamiz. Muvofiklashtirish protseduralaridan bosh-laymiz. Buning uchun xotiradan odam xarakteristika-larini tasvirlovchi «odam» freymini chakiramiz. Hamma slotlarning shartlarini kanoatlantiradigan ma’lumot-lar olinganda, ob’ekt odam sifatida aynan teng-lashtiriladi (identifikatsiyalanadi). Agar EXMga kira-digan ma’lumotlar «odam» freymida berilgan shart-larga moe kelmasa, masalan ob’ekt (sub’ekt) ning massa-si 300 kg va ob’ektning dumi bor deyilsa, bu ma’lu-motlardan xulosa shuki, kurilayotgan ob’ekt odam emas. SHundan sung uxshashlik freymining kursatkichidan foydalanib va xotiradan «maymun» freymini chakirib, shunga uxshash muvofiklashtirish utkaziladi. Bunday usul, xatto axborotlar tulik berilmagan xolda ham xolatning mazmunini tushunishga imkon beradi.
Freymlar yordamida bilimlarni tasvirlashning afzalliklari shundan iboratki, freym xar kanday ma’lumotlar tuzilishini-(kanchalik murakkab bulmasin) tasvirlashi mumkin. Lekin ikkinchi tomondan, xattoki oldindan ma’lum bulgan predmet soxasi uchun ham freymlarni ajratib olish kiyin. Freymlar shakli va tuzilishi kanday bulishi kerak, nechta freymlarni ajratish kerak, freymlarni bir-biri bilan kanday boglash kerak, freymlarni bir-biri bilan borlashda ularning xususiyatlari, xossalari saklanadimi va shunga uxshash muxim masalalar xozirgi vaktda umumiy echimga ega emas.
3. Produktsiey sistemalar. 70-yillarning urtalariga kadar ekspert sistemalarda bilimlarni tasvirlash uchun bilimlarni ifodalovchi produktsiey modellar keng kullanildi. Bu umumiylik ekspert sistemalarning 1-avlodiga xos edi (masalan, DENDRAL, MYCIN, PUFF, SECS, Rl, MDX, MEDAS va boshkalar).
Produktsiey (maxsuliy) koidalar bilimlarni «AGAR — U XOLDA» kurinishida tasvirlaydi. K,oida-ning «AGAR» kismi bir kator shartlarni ifodalaydi, bu shartlar kanoatlantirilsa, koidaning ikkinchi, ya’ni «U XOLDA» kismidagi xulosalar mazmunga ega buladi. Masalan:
AGAR televizion tasvir tinik bulmasa, Va vakt utishi bilan u pasaya borsa, Va tasvir uta kurib bulmaydigan darajaga etsa, «U XOLDA» kineskop ishdan chikkan buladi, yangisi-ga almashtirish kerak. Bilimlarni kayta ishlovchi, bilimlarni tasvirlashda ishlatiladigan produktsiey koidalarni uz ichiga oluvchi sistemalar produktsion sis¬temalar deb nom-oldi. Ekspert sistemalarning kullani-shi buyicha produktsiyalarni «vaziyat->-xarakat», «xolat->-echimni kabul kilish», «junatish — xulosa» tarzida tal-kin kilish mumkin. Deduktiv xulosa sistemasi uchun uziga xoslik — bu «junatish — xulosa» kurinishidagi talkin kilishdir. Bunda junatishlar (posûlki) va xulosalar — aksioma va teorema (okibat)larni, produk¬tsiyalarni uzi esa xulosa koidalarini ifodalaydi.
Produktsiyalar tilining asosiy elementi kuyidagi konstruktsiyadir:
(i), P, PJ; A =* V; (j)Q.
Bu konstruktsiya ogzaki kuyidagi tekst bilan ifoda-lanishi mumkin:
«Agar R shart bajarilsa va A shart urinli bulsa, u xolda V ishni kilish va produktsiyaning i nomerli shar-tini Q shartiga uzgartirish kerak». Bizning yozuvdagi (i) koidaning tartib nomeri.
Misol tarikasida kuyidagi formulani (bu formu¬la — kasalda kuyidagi turtta sanab utilgan kasallik yuk degan shartni beradi) kuramiz:
r=r, u VP2 V VP3 V VP4, bunda Pi—tireotoksikoz, R2 — kand diabeti, R3 — addison kasallligining dekompensir shakli, ?4 — ko-ronar (yurak kon) tankisligining ogir formasi. A — gipotireoz, V — tireoidenning 0,3 g kabuli, Q — q — kiymatni 0,3 g ga oshirish bulsin. Predikat Ps (q>l) tireoidinni navbatdagi kabuliga ruxsat etishni baxo-laydi, chunki kattalar uchun sutkalik norma 1 g dan osh-masligi kerak. Produktsiyaning kurinishi bunday buladi:
(i), P, Ps, A = V, (i)Q.
Bu produktsiyaning ma’nosi bunday: «Agar kasal gipoti¬reoz bulsa, organizm tireodin dorisini kabul kila olsa va dorini kabul kilish sutkalik normasiga xali etmagan bulsa, u xolda 0,3 g tireoidin kabul kilishi zarur va buni sutkalik normada xisobga olmok kerak». Vir kecha-kunduz utgandan sung boshka biror produktsiya (vakt utishidan keyingi produktsiya) q kiymatni nolga tushirib kuyadi.
Xulosa chikarish jarayonida koidalar, graflar yoki tarmoklar kurinishidagi murakkab zanjirlarni xosil kiladi.
Ekspert sistemalar xulosalarni chikarish buyicha uch xil buladi: 1) turri yul bilan xulosa chikaruvchi, 2) teskari yul bilan xulosa chikaruvchi, 3) aralash yul bilan xulosa chikaruvchi ekspert sistemalar. Masalan, tugri yul bilan xulosa chikaruvchi • ESlar yordamida kasallik alomatlariga kura kasallik aniklanadi. Teskari yul bilan xulosa chikaruvchi ESlar yordamida farazlardan (taxmin kilingan kasallikdan) bu farazni isbotlovchi yoki isbotlay olmaydigan dastlabki ma’lu-motlarga tomon sekin-asta boramiz.
Mashxur chet el ekspert sistemalardan DENDRAL sistemasi tugri yul bilan xulosa chikaruvchi, MYCIN esa teskari yul bilan xulosa chikaruvchi ESdir. Aralash yul bilan xulosa chikaruvchi sistemalarda ikki tomon-lama jarayonni amalga oshirish mumkin, lekin bu xo-latda ekspert sistemaning bilimlar manbaida vaziyat (xolat) bilan birlikda maksad ham berilishi lozim. Bilimlarni tasvirlovchi koidalarning muxim ahami-yati shundaki, tasvirlash modul xarakterga ega, ya’ni -boshka koidalarga tutridan-tutri ta’sir etmasdan yangi koidalarni kushish, eskilarini olib tashlash yoki uzgar-tirish mumkin. K,oida produktsiya kurinishida bilimlarni tasvirlash-ning ikkita jiddiy kamchiligi bor. Bu kamchiliklar xo-zirgi zamon programmalash amaliyotida u (tasvirlash) ning imkoniyatlarini birmuncha cheklaydi.
Birinchidan, uxshash koidalar tuplamini aniklay ola digan hamda koidalar tuplamiga uzgartirish kiritishda yoki koidalar urtasidagi uzaro munosabatlarni anik-lashda foydali buladigan koidalar modulligi koida-larga asoslangan ekspert sistemalarning bilimlar ba-zasini tashkil etishga tuskinlik kiladi.
Ikkinchidan, tuzilishning bir jinsligi kup xol-larda, bilimlarning xar xil turlarini bir sintaksisda tasvirlashga majbur kiladi va okibatda sistemadagi bilimlarning vazifasini zaiflashtiradi. Masalan, boshka koidalarni chakirishni boshkaradigan, yashirin xolda ishlaydigan yoki yakun yasaydigan koidalarni yangi ma’lumotni chikarishda ishlatiladigan koidalar-dan farklab bulmaydi.
Ekspert sistemalarda bilimlarni tasvirlash usul-lariga yakun yasab shuni ta’kidlash lozimki, xozirgi paytga kadar ishlab chikilgan usullarda aniklik va bir kiymatlilik yuk. Bunga bir tomondan, bilimlarni aniklash va ularni ifodalash usullarining kupligi, ikkinchi tomondan, ulardan xar birining samaradorligi-ni baxolashda, ular bilan ishlashda eng maksadga mu-vofik muolajalarni aniklash usullarining yukligi sa-babdir. Bu xol bilimlarni ifodalashning umumiy na-zariyasini yaratishni takozo etadi. Xozircha bunday nazariya yuk. SHu sababli bilimlarni ifodalashning u yoki bu usuliga baxo bera olmaymiz.
