2.5. Представление систем в форме семантических сетей

Семантические сети – это разновидность логико-лингвистических моделей, в которых имеющиеся знания представлены в виде сетей, связывающих понятия и сущности. Узлы или вершины таких сетей составляют объекты–понятия, а дуги, связывающие вершины, характеризуют отношения между объектами-понятиями. Данный способ моделирования получил своё распространение в связи с возникновением и развитием так называемых интеллектуальных систем.

С помощью семантических сетей любой текст может быть введён в компьютер как логически структурированная задача. Например, текст «студент пошёл в библиотеку, взял учебник и стал готовиться к экзамену». В этой фразе выделяется четыре объекта-понятия: «студент», «библиотека», «учебник» и «экзамен». Данные объекты связаны между собой следующими отношениями: «пошёл в», «взял», «стал готовиться к». Введение такого отношения как «быть раньше» упорядочивает события рассматриваемого эпизода во времени. Существует конечное множество подобного рода отношений (не более 200), что позволяет представлять в виде семантических сетей все ситуации, с которыми сталкивается человек. Модели подобного рода отношений поддаются введению в ЭВМ прямо с текста.

Разработаны специальные функциональные и регуляризованные семантические сети, позволяющие универсальным образом решать те или иные типовые задачи. К подобного рода сетям относятся так называемые фреймы. Фрейм (от английского frame – рамка, каркас, строение) отражает в виде структуры самые общие понятия (квартира, машина, перевозка груза и т.д.). Фрейм содержит слоты (т.е. ячейки), заполнение которых уточняет общие понятия для конкретной ситуации. Например, фрейм «процесс перевозки груза» содержит следующие слоты: «что перевезти», «куда», «откуда», «когда», «на чём», «сколько» и так далее. Если в слот «что перевезти» поставить «фрукты», то получим фрейм, отражающий процесс перевозки фруктов.

2.6. Классификация систем

Системы классифицируют по различным признакам:

1. По связям с окружающей средой различают:

• открытые системы, осуществляющие обмен с окружающей средой энергией, материей, информацией;

• закрытые системы, не связанные с окружающей средой, изолированные, замкнутые системы.

Необходимо подчеркнуть, что закрытые системы существуют только в теории. Это концептуальные системы, предназначенные для упрощённого, приближённого описания действительности. В природе их нет. Все реальные системы являются открытыми системами.

2. По положению систем в иерархии различают:

• надсистемы;

• системы;

• подсистемы.

Между этими понятиями нет принципиального различия, поскольку любой объект может быть и тем и другим. Всё зависит от выбора точки отсчёта.

3. По характеру функционирования бывают:

• детерминированные системы, имеющие жесткую связь между входом в систему и выходом из неё. Поведение таких систем полностью предсказуемо;

• стохастические системы, в которых соотношение между входом и выходом может быть описано только на вероятностном уровне;

• размытые, нечёткие системы, в которых о связях между входом и выходом не известно ничего, или почти ничего. Поведение таких систем практически непредсказуемо.

3. По типу элементов или иначе по степени их конкретности бывают:

• конкретные системы, элементами которых служат реальные объекты;

• абстрактные системы, элементами которых являются абстрактные, отвлечённые объекты (например, математические символы, различные уравнения или неравенства и т.п.).

3. По происхождению различают:

• естественные системы, созданные природой;

• искусственные системы, созданные человеком, и не только материальные, но и концептуальные (в частности научные теории).

3. По характеру зависимости выходов от входов различают:

• комбинаторные системы, в которых выход зависит только от входа;

• секвентивные системы, в которых выход зависит не только от входа, но и от других параметров системы;

• рекурсивные системы, в которых выход зависит от входа через ряд последовательных состояний системы.

3. По степени сложности бывают:

• простые системы;

• сложные системы;

• очень сложные системы;

• суперсложные системы.

Сложность системы определяется не размером, а разнокачественностью её элементов и связей между ними.

3. По количеству элементов бывают:

• малые системы;

• большие системы;

• супербольшие системы.

3. По взаимоотношению естественных и искусственных элементов в системе выделяют:

• технические системы;

• системы типа «человек – машина»;

• системы типа «человек – машина – среда».

3. По способности поддаваться регулированию, управлению и организации различают:

• управляемые системы;

• саморегулирующиеся или кибернетические системы;

• самоорганизующиеся или синергетические системы.

3. По типу оператора выделяют:

• системы типа «черный ящик», структура которых неизвестна;

• системы непараметрируемого класса, когда структура системы известна только частично;

• системы параметрируемого класса, структура которых в основном известна;

• системы типа «белый ящик», структура которых полностью известна.

3. По природе и сфере функционирования системы классифицируют в порядке усложнения на механические, физические, химические, биологические и социальные системы.

10