1. Процесс мышления как манипулирование символами

1. Два типа знания
2. Время и условия становления эксперта
3. Трансформация системы переработки информации
4. Иерархические структуры хранения знаний
5. Черты поведения эксперта
6. Подсознательный характер экспертных знаний
7. Трудности получения экспертных знаний
8. Экспертные знания в задачах классификации с явными признаками
9. Формальная постановка задачи классификации
10. Основные идеи метода экспертной классификации
1. Структуризация проблем
2. Классификация состояний объекта исследования
3. Гипотеза о характерности
4. Проверка информации эксперта и гипотезы о характерности
5. Определение последовательности состояний для предъявления эксперту в процессе классификации
6. Трудоемкость построения баз знаний
7. Проверка качества баз знаний
11. Граничные элементы классификации
12. Решающие правила экспертов
13. Система диагностики заболеваний группы
14. Выводы
15. Библиографический список

Еще не созданы технологии, позволяющие реализовывать в полном объеме копии человеческого мышления. Но уже делаются успешные шаги в этом направлении. В данной лекции представим основные идеи новой компьютерной системы, позволяющей строить точные копии экспертных знаний в задачах классификации.

Процесс мышления как манипулирование символами

В когнитивной психологии распространено представление о человеческом разуме как о системе переработки информации, выполняющей операции с символами [1]. Символом называют смысловой образ, которым может быть отдельное понятие, рисунок, звуковой сигнал. В рамках такого представления знание рассматривается как множество реально существующих символов. Как люди, так и компьютеры способны выполнять конкретные операции над символами: запоминать символы и отношения между ними; конструировать, изменять и удалять символы; сравнивать символы или их комбинации, находить различия; принимать решения в зависимости от результатов таких сравнений. Предполагается, что система, способная выполнять эти операции, является мыслящей. Если принять такую точку зрения, то нет принципиальной разницы между мыслящим человеком и компьютером.

Построены модели, представляющие процессы мышления как операции над символами. Модель воплощается в виде компьютерной программы, после чего поведение компьютера сравнивается с поведением человека. При близком совпадении делается вывод об идентичности способов переработки информации [2].

Манипулирование символами — это как бы программы «думающей» системы, которая может быть устроена различным образом. Мышление человека можно адекватно представить операциями с символами; оно никак не сводится к функционированию десятков тысяч нейронов. Время активации нейрона и время выполнения мыслительных операций существенно различаются.

Г. Саймон предлагает следующую аналогию: модели, описывающие физические системы на каком-либо одном уровне общности, мало зависят от моделей, описывающих ту же систему на другом уровне [1]. Так, поведение физических систем на молекулярном уровне может быть адекватно описано независимо от того, что молекулы состоят из атомов, а атомы — из элементарных частиц. Следовательно, модели, представляющие процесс мышления как преобразования символов, могут рассматриваться одновременно с моделями нейронов.

Для изучения поведения эксперта в рамках информационной парадигмы важно то, что символы могут храниться в долговременной памяти как объективно существующие элементы. Их можно специальным образом выявлять и хранить в памяти компьютера. На основе выявления экспертных знаний (совокупности символов) строятся так называемые экспертные системы.

Два типа знания

Знание, которое одно человеческое поколение передает другому, может быть условно разделено на два типа. Один из них — факты, сведения, теории, задачи, описываемые в книгах, учебниках по различным дисциплинам и областям наук. Другой тип - человеческое умение решать задачи, сочинять музыку, лечить больных, находить неисправности в машинах и аппаратах и т.д. Если знание первого типа (его называют декларативным знанием) может быть получено в результате первичного процесса обучения в школе, в университете, то овладеть знанием второго типа (процедуральным знанием) значительно сложнее. В жизни умение передается чаще всего от учителя к ученику и совершенствуется в процессе практической работы путем решения многочисленных задач. Опытного профессионала, обладающего процедуральным знанием, называют экспертом.

Как человек становится экспертом? Какую роль в этом становлении играют опытные учителя, врожденные способности, длительность и интенсивность упражнений? Эти вопросы в течение последних лет находятся в центре внимания многих исследователей [3]. Остановимся кратко на некоторых достаточно подтвержденных характеристиках процедурального знания (умения).