 |
|
О семантических аспектах теории информации
Виды семантических отношений
Д.А. Поспелов [Д.А. Поспелов. Ситуационное управление и практика. М.: Наука, 1986.-288 с.] выделяет следующие основные группы отношений между понятиями:
Статические отношения:
1. Отношение классификации. Это отношения класс- подкласс, элемент – класс, часть - целое. Примеры: «один из автомобилей таксопарка», «токарный станок имеет станину» - т.е. станина – есть часть токарного станка.
2. Признаковые отношения. Отражают отношения иметь признаком, иметь значение признака. Примеры: «портальный кран», «дом белый»
3. Количественные отношения. Отражают квантитативные характеристики понятий: иметь меру, иметь значение меры. Примеры: «расстояние равно десяти километрам», «станок часто выходит из строя».
4. Отношения сравнения. Сопоставляются какие-либо характеристики двух объектов. Примеры: «второе решение эффективнее первого», «скорость автомобиля в пять раз больше скорости велосипедиста».
5. Временные отношения. Примеры: «это событие произошло раньше того», «план будет выполнен к 30 сентября».
6. Пространственные отношения. Находиться в, быть слева и т.п., Пример: «деталь лежит на станине».
7. Каузальные (причинно-следственные) отношения. Пример: «если произошла авария, то следует произвести отключение».
8. Инструментальные отношения. Служить для, способствовать и т.п. Пример: «дровосек топором срубил дерево».
9. Информационные отношения. Описывают различные стороны передачи сообщений. Пример: «министерство не получило отчета в срок».
10. Порядковые отношения. Следующий, ближайший, очередной и.т.п.
11. Отношения замещения. Пример: «бригада Иванова выполнила работу вместо бригады Петрова».
12. Отношения модальности. Необходимо, желательно, невозможно, обязательно и т.п.
13. Отношения оценки. Хорошо, целесообразно, вредно, достижимо и т.п.
Отношения действия
1. Императивы. Это указания на выполнение действий: включить, выполнить, уменьшить и т.п.
2. Процессы: перевалка груза, регулировка клапана, окраска, причал освобождается, происходит погрузка автомобиля и т.п.
Если принять, что в качестве «лексических единиц» в определении тезауруса выступают понятия и представления, а набор данных – это по существу понятия, представления и отношения между ними, то можно говорить о тезаурусе конкретного субъекта, дав ему следующее определение:
Тезаурус субъекта – систематизированные тематические сведения (понятия, представления и семантические отношения между ними) о какой-либо предметной области, позволяющий субъекту в ней ориентироваться и целенаправленно действовать.
А это позволяет соотнести знания и тезаурус субъекта как синонимы:
Знания субъекта = Тезаурус субъекта,
то есть
Знания = Понятия + семантические Отношения между ними.
В искусственном интеллекте модель знаний, включающая в себя понятия и отношения между ними, представляется в виде семантической сети (см. рис. 1.1, заимствованный из [Гаврилова].
Рисунок 1.1. Фрагмент семантической сети предметной области «Автомобиль»
Обратим внимание на полноту наших представлений об объектах познания.
Наверное, Вы хорошо представляете себе фасад главного корпуса вашего вуза. А теперь ответьте сколько окон на нем? Вряд ли кто назовет это число. Ведь до сих пор Вы вполне комфортно взаимодействовали с данным объектом и не зная этого. Вот если бы Вам предложили организовать бригаду по мытью окон с достойной оплатой за каждое помытое окно! Думаю, Вы очень скоро точно знали бы сколько каких окон на каждом этаже.
Объем наших знаний об объектах, как правило, ограничивается теми их свойствами, которых достаточно для комфортного взаимодействия с ними.
Может быть, поэтому и возникают трудности с освоением учебного материала в процессе обучения, что тот объем знаний, усвоить который требует преподаватель, не востребован пока студентом. Он еще не работает, не взаимодействует с изучаемыми объектами. Знания о них востребованы только для того, чтобы продемонстрировать их преподавателю на экзамене. Они пока запасаются впрок.
Реальный объект всегда богаче, нежели наши представления о нем. Наши представления об объектах всегда упрощены. Эти представления заменяют нам реальные объекты при размышлениях о них. А объекты, которые заменят другие объекты, будучи упрощениями последних, называют моделями.
Таким образом, предлагается следующее определение понятия «знания»:
Знания - это модель окружающего мира, сформированная в сознании субъекта.
Модель эта формируется и хранится в структурах мозга субъекта на основе чувственно воспринимаемой субъектом информации, а также умозаключений, гипотез и доказательств, сформированных в процессе мышления субъекта.
О семантических аспектах теории информации
Классическая теория информации основана на статистическом подходе к количеству информации, математически обоснованном Хартли и Шенноном. Однако всегда ли такой подход удовлетворяет практическим соображениям?
Предположим, мы хотим передать сообщение «Взошло солнце». Целью передачи данного сообщения является формирование в сознании приемника информации образа поднявшегося над горизонтом светила. (Смысл – это мысленный образ осознаваемых объектов в их взаимосвязи). Это сообщение содержит 13 символов, включая пробел. В коде ASC II каждый символ кодируется одним байтом. Следовательно, данное сообщение будет содержать 13 байт. Это же сообщение на английском языке запишется так «There has ascended the sun». В этой записи уже 26 символов. Для их кодирования требуется 26 байт, в два раза больше. Но смысл сообщения ведь не изменился. Значит, измерять количество информации в битах и байтах с точки зрения оценки объема передаваемого смысла нельзя. Для оценки проходящего по каналу передачи трафика – это будет правильно. Каналу все равно, что мы посредством него передаем: важнейшее сообщение о высадке человека на Марс или бессмысленный набор символов. Плата будет взиматься за передачу каждого символа.
Интересно отметить, что если Вы не знаете английского языка, то второй вариант приведенного сообщения не сможет быть Вами принят. Биты до Вас дойдут все, а сведения, смысл, т.е. то, ради чего, собственно, передавались эти биты, нет. Таким образом, смысл сообщения может быть воспринят приемником только в том случае, если приемник имеет таблицу перекодировки. Для характеристики пропускной способности канала передачи таблица перекодировки не нужна. Но для возможности приема семантики, смысла сообщения приемник должен обладать определенными свойствами: в данном примере – иметь таблицу перекодировки, т.е. иметь некоторую априорную информацию.
Какую информацию, смысл Вы извлечете из сообщения «Эпихейрема – это простой силлогизм, обе посылки которого являются энтимемами»? Для приема информации, содержащейся в этом сообщении, необходимо априори знать значения понятий «силлогизм», «посылка» (в данном контексте) и «энтимема». Чтобы понять хотя бы частично смысл сообщения, переданного на естественном языке (английском, японском, китайском, русском), необходимо знать в определенном объеме этот язык.
Рассмотрим сообщение T и приемник, обладающий априорной информацией Θ. Тогда зависимость количества извлекаемой приемником новой для него семантической информацией I(T, Θ) из этого сообщения от количества априорной информации, имеющейся у этого приемника, имеет вид, показанный на рис. 1.
Здесь Θмин – минимальное количество априорной информации, при котором приемник начинает понимать данное сообщение;
Θкр – значение количества априорной информации приемника, при котором он способен извлечь из сообщения всю новую для себя информацию, которая там содержится;
Θмакс - значение количества априорной информации приемника, при котором он не извлечет из сообщения T ничего нового для себя.
Рисунок 1. График зависимости извлекаемой приемником из сообщения новой для него семантической информации от значения имеющейся у приемника априорной информации
Таким образом, количеством <семантической> информации I(T, Θ) Ю.А. Шрейдер предлагает называть степень изменения тезауруса Θ приемника под действием данного сообщения.
Следует отметить сложность нахождения какой-либо меры для степени изменения тезауруса. По-видимому, этим можно объяснить незначительный прогресс в области семантических подходов к теории информации.
Существует, например, подход, предлагающий определять степень усвоения каждым обучающимся понятий и отношений между понятиями, приводимыми в содержании фрагмента учебной дисциплины, проделывая это до начала и по окончании процесса обучения. Однако такой подход ограничен процессом обучения, не охватывая иных видов информационного взаимодействия, требует качественных методов объективного контроля степени усвоения.
Так значит, в процессе обучения передаются не знания, а информация о них, то есть некий «слепок» со знаний субъекта – источника знаний. Знания же ученика формируются на основании его базовых (до начала процесса учебной коммуникации) знаний, а также интерпретируемой информации.
В качестве дополнительного материала о понятии «информация» рекомендую студентам познакомиться со статьей ПОПКОВА Е.Г., БОЯРСКИЙ Д.М. Международный информационный бизнес, опубликованной в Интернете по адресу