Znalostné inžinierstvo

Ivan Kapustík

Znalostné inžinierstvo

• úlohy,

• predmet – metódy a techniky,

• kategorizácia,

• metodológie

Tvorba ZS

• možnosť – existencia znalostí, čas, peniaze, zdroje,

• oprávnenosť – zisk,

• vhodnosť – zložitosť, symbolické a heuristické znalosti

Životný cyklus vývoja ZS

• identifikácia,

• konceptualizácia,

• formalizácia,

• SW proces,

• tvorba BZ,

• testovanie,

• používanie a údržba

Účastníci vývoja ZS

• Znalostný inžinier– Manažér, prehľad o znalostnom inžinierstve aj

problémovej oblasti

• Softvérový inžinier– Tvorba, úprava a údržba softvérovej časti

• Expert– Zdroj informácií aj overovateľ riešení

• Používateľ– Overovanie použiteľnosti riešenia

Scenáre vývoja

• Rýchle prototypovanie

• Run, Understand, Debug, Edit

• Jednoduchý – nemusí byť k dispozícii ani expert

• Spolupracujúci

• Zdieľaný – viac expertov

• Znalostné služby

Získavanie znalostí

• od experta– Pravidlá a odporúčania pre spoluprácu

znalostného inžiniera s expertom

• z dokumentov – tlačených a elektronických– manuálne, poloautomatické, automatické

Pravidlá pre spoluprácu s expertom

• Vysvetlenie úloh čo najskôr

• Osobné zainteresovanie experta na projekte

• Vytvorenie harmonogramu stretnutí

• Zaznamenávanie priebehu konzultácie

• ZI musí byť trpezlivý

Odporúčania pre spoluprácu s expertom 1

• Na začiatku– Ukážka nejakého ZS expertovi– Analýza typických, dobre známych problémov

pre experta

• Neustála obmena metód získavania znalostí

• Dĺžka stretnutia < 2 hodiny• Aspoň dvaja ZI na jednom stretnutí• Stretnutie mimo pracovní, vypnúť mobil

Odporúčania pre spoluprácu s expertom 2

• Priebežne– Demonštrácia vyvíjanej aplikácie– Snaha aby expert nabudol pocit

spoluvlastníctva (jeho meno v hlavičke)

• Nenútiť do vyjadrovania znalostí v určitej forme

• Nie je vhodné, aby stretnutia boli hlavnou náplňou práce experta

• 1 h stretnutí zodpovedá 4 h práce ZI

Získavanie znalostí od experta

• Interview – orientačné a štruktúrované

• Voľné asociácie

• Monitorovanie, komentovanie postupu, dialóg používateľ – expert

• Cyklus – stretnutie, prepis záznamu, kontrola expertom, spracovanie a vyhodnotenie, príprava ďalšieho stretnutia

Interview

• Dialóg s expertom

• Pripravený scenár dialógu– Témy a problémy

• Získané poznatky sú zvyčajne spoľahlivé, ale sú platné často len pre zvolenú tému

• Viac druhov interview

Orientačné interview

• Neformálna konverzácia• Používa sa zvyčajne spočiatku, na

získanie prehľadu v problematike• Výstupy:

– Fakty z problémovej oblasti– Typy riešených problémov– Aktivity v problémovom prostredí– Úlohy expertízy– Charakteristika a požiadavky používateľov

Štruktúrované interview

• Musí byť dobre pripravené, dialóg je riadený ZI.

• Systematicky prechádzame jednu tému do hĺbky, do detailov

• Získavame informácie hlavne o statických aspektoch problémovej oblasti– Pojmy– Modely

Voľné asociácie

• Expertovi sa dá počiatočný stimul• Expert informuje o asociáciách, ktoré stimul

vyvolal• Z nich sa stávajú nové stimuly a tak postupne

vytvoríme asociačnú sieť• Používa sa na overenie vytvorenej štruktúry

vzťahov.• Osobitný prístup k asociáciám, ktoré sa

netýkajú riešenej problematiky• Podobná technika je „Usporadúvanie

konceptov“

Monitorovanie

• Je formou rozmýšľania nahlas – rieši sa fiktívny problém, stratégie:– retrospektívnych problémov– hypotetických problémov– kritických problémov

• Získané poznatky:– Globálne opisy stratégií– Zdôvodnenia riešení a rozhodnutí– Zdroje znalostí, použité pri riešení

Komentovanie postupu

• Ako monitorovanie, ale týka sa skutočného problému

• Dôležité, aby sa expert postupne „neodtrhol“ od reality

• Poznatky navyše oproti monitorovaniu:– Riadenie procesu– Požiadavky, charakteristiky používateľa

• Variant – „dialóg používateľ – expert“

Poloautomatické získavanie znalostí

• Príznaková mriežka – riešenia a príznaky, spôsob vytvárania a využitia

• Indukovanie pravidiel – ID3 a ďalšie – strom riešenia, spôsob zapojenia alternatívy "neviem„

• Editor BZ (úroveň entít), vysvetľovač (úroveň vzťahov), správa verzií (úroveň modelov) – ako podporujú získavanie nových znalostí

Editor BZ – podpora

• Lexikálna a syntaktická správnosť– Známe objekty

• Statická a dynamická kontrola– Nedefinované, nadbytočné, nedostupné entity– Nesplniteľné a vždy splnené podmienky

• Pokrytie vstupov

– Typová nezhoda (aj interval, či iné definície)– Zacyklenie usudzovania (kauzálne vzťahy)

• Rozbitie cyklu, transformácia na blok, riadiaci

Automatické získavanie znalostí

• Zhluková analýza – zovšeobecnenie vlastností, hierarchická a nehierarchická, paralelná a sériová, spájanie a rozdeľovanie zhlukov

• Faktorizácia – faktor – nová súradnica – vlastnosti

• Učenie sa – role learning, advice taking, learning concepts from examples, learning by analogy, extrakcia znalostí z neurónových sietí a iných učiacich sa systémov

Získavanie znalostí z Internetu

• Podľa obsahu

• Podľa ohodnotenia – multimediálny obsah

• Podľa modelu používateľa

• Web so sémantikou– Podpora vytvárania– Využívanie

Metodológie

• Údajmi riadená interpretácia (tvorba slovníka pojmov, štruktúrovanie pojmov – je, obsahuje),

• Modelom riadená interpretácia (vytvorenie modelu, porovnanie s protokolom, odstraňovanie rozporov),

• Kombinovaný prístup– Najprv získanie pojmov– Potom tvorba modelu

Modelovanie KADS

• Knowledge Analysis and Documentation Structuring– Vyvinutý na University of Amsterdam ako európsky projekt

na štandardizáciu tvorby ZS 1989– Postupne prepracovaný – CommonKADS

• knižnica modelov – výber modelu procesu riešenia, definovanie dielčích procesov

• určenie potrebných znalostí – úroveň problémová, inferenčná, cieľová, strategická

• dva prístupy pre systematické manažovanie a realizáciu celého životného cyklu tvorby ZS