ज्ञान निरूपण व विशेषज्ञ तंत्र
शब्दार्थ नेटवर्क, फ़्रेम व स्क्रिप्ट
| योजना | संरचना व यह किसमें अच्छी है |
|---|---|
| शब्दार्थ नेटवर्क | लेबल-युक्त कोरों (संबंध, उदा० IS-A, HAS-A) से जुड़े नोडों (प्रत्यय) का ग्राफ — स्वाभाविक रूप से वंशानुक्रम समर्थित करता है, जहाँ सामान्य नोड (Bird → CanFly) से जुड़ा गुण अधिक विशिष्ट नोडों (Sparrow) द्वारा विरासत में मिलता है जब तक पदानुक्रम में नीचे स्पष्ट रूप से अध्यारोहित न हो (Penguin → उड़ नहीं सकता)। |
| फ़्रेम | नामित स्लॉट वाला प्रत्यय हेतु संरचित अभिलेख जो मान या अन्य फ़्रेमों की ओर संकेतक रखता है (लगभग वस्तु-उन्मुख क्लास जैसा) — स्लॉट एक डिफ़ॉल्ट मान रख सकता है जो तब तक प्रयुक्त होता है जब तक कोई विशिष्ट दृष्टांत उसे अध्यारोहित न करे, जो फ़्रेम तंत्र को अपवाद-सहित-वंशानुक्रम भी समर्थित करने देता है। |
| स्क्रिप्ट | किसी बारंबार, मानक स्थिति (उदा० 'रेस्तराँ स्क्रिप्ट': प्रवेश, बैठना, ऑर्डर, भोजन, भुगतान, प्रस्थान) हेतु रूढ़िबद्ध घटना-अनुक्रम — तंत्र को कथा के अपेक्षित पर असंकथित विवरण भरने देता है, क्योंकि स्क्रिप्ट यह एन्कोड करती है कि सामान्यतः क्या होता है भले ही कहानी का विशिष्ट कथन चरण छोड़ दे। |
| प्रत्ययात्मक निर्भरता (CD) | वाक्य के अपने शब्दों के बजाय आद्य क्रियाओं के छोटे, स्थिर समुच्चय (उदा० स्थान के भौतिक स्थानांतरण हेतु PTRANS, स्वामित्व जैसे अमूर्त संबंध के स्थानांतरण हेतु ATRANS) से वाक्य के अर्थ को निरूपित करती है — लक्ष्य यह है कि भिन्न शब्दों में वही अर्थ रखते दो वाक्य ('X ने Y को Z को दिया' व 'Z ने Y को X से पाया') वही CD निरूपण उत्पन्न करें, शुद्ध रूप से वाक्य-रचनात्मक पार्स के विपरीत। |
ऑन्टोलॉजी व तर्क-आधारित निरूपण
ऑन्टोलॉजी किसी क्षेत्र के प्रत्ययों व उनके बीच संबंधों का स्पष्ट, औपचारिक विनिर्देशन है, साझा व सहमत ताकि भिन्न तंत्र (या भिन्न लोग) उसी शब्द से वही अर्थ रखें — यह साझा-शब्दावली भूमिका ठीक वही है जिसे उधार लिए GATE विविक्त गणित अध्याय का प्रतिज्ञप्ति/प्रथम-कोटि तर्कशास्त्र वाक्य-रचना व शब्दार्थ देता है, व जिसे इस अध्याय का वेब प्रोग्रामिंग/सिमैंटिक वेब संबंध (इस इकाई के अपने बहु-अभिकर्ता-तंत्र अध्याय में फिर ढका) वस्तुतः बड़े मापक्रम पर ऑन्टोलॉजी हेतु तैनात करता है। तर्क-आधारित निरूपण ज्ञान को ऐसे सूत्रों के रूप में कहता है जिन्हें सुदृढ़ अनुमान-नियमों (निर्वचन-नियम, विभेदन) से नए तथ्य व्युत्पन्न करने हेतु परिवर्तित किया जा सकता है — इसकी शक्ति यह सटीकता व सिद्ध शुद्धता है कि किससे क्या निकलता है; इसकी दुर्बलता यह है कि अनेक दैनंदिन तथ्य ('पक्षी सामान्यतः उड़ते हैं') शुद्ध तर्क द्वारा माने गए तरीके से स्वच्छ रूप से सत्य-या-असत्य नहीं होते, जो ठीक वही अंतराल है जिसे भरने हेतु अस्पष्ट समुच्चय (इस इकाई में आगे ढके) विद्यमान हैं।
विशेषज्ञ तंत्र
विशेषज्ञ तंत्र मानव विशेषज्ञ के क्षेत्र-ज्ञान व तर्कण-प्रक्रिया को इस प्रकार पकड़ता है कि प्रोग्राम उस संकीर्ण क्षेत्र के भीतर (लगभग) विशेषज्ञ-स्तर पर प्रश्नों के उत्तर दे सके या निर्णय ले सके। इसकी वास्तुकला के दो जान-बूझकर पृथक भाग हैं: ज्ञान-आधार (क्षेत्र-तथ्य व नियम, उदा० 'यदि बुखार तथा चकत्ते तो खसरा विचारें') व अनुमान-इंजन (वह सामान्य तर्कण-यंत्रावली जो उन नियमों को किसी विशिष्ट स्थिति पर लागू करती है) — यह पृथक्करण ही वही है जो उसी अनुमान-इंजन को केवल भिन्न ज्ञान-आधार बदलकर सर्वथा भिन्न क्षेत्रों में पुनः प्रयुक्त होने देता है, व क्षेत्र-विशेषज्ञ को स्वयं तर्कण-यंत्रावली समझे या पुनर्लिखे बिना नियम अद्यतित करने देता है।
- अग्र-शृंखलन ज्ञात तथ्यों से आरंभ होता है व बार-बार उन नियमों को दागता है जिनकी शर्तें संतुष्ट हों, नए तथ्य व्युत्पन्न करते हुए, जब तक लक्ष्य न पहुँचे या कुछ नया व्युत्पन्न न हो सके — एक आँकड़ा-चालित रणनीति, स्वाभाविक जब तथ्यों का स्थिर समुच्चय हो व प्रश्न यह हो 'हम क्या निष्कर्ष निकाल सकते हैं'।
- पश्च-शृंखलन एक परिकल्पना (सिद्ध करने योग्य लक्ष्य) से आरंभ होता है व पीछे की ओर काम करता है, यह जाँचते हुए कि क्या हर नियम की शर्तें स्वयं स्थापित हो सकती हैं (पुनरावर्ती रूप से, उप-लक्ष्यों के रूप में) — एक लक्ष्य-चालित रणनीति, निदान-शैली प्रश्नों ('क्या यह खसरा है?') हेतु स्वाभाविक जहाँ एक विशिष्ट परिकल्पना जाँचना तथ्यों से व्युत्पन्न होने योग्य हर वस्तु व्युत्पन्न करने से सस्ता है।
ज्ञान में अनिश्चितता के स्रोत
- अपूर्णता: निर्णय-समय पर स्थिति संबंधी सभी प्रासंगिक तथ्य ज्ञात या ज्ञात-योग्य नहीं हो सकते।
- अस्पष्टता: जो तथ्य ज्ञात हैं वे स्वयं सटीक के बजाय अस्पष्ट या सन्निकट हो सकते हैं ('रोगी को तेज़ बुखार है' न कि सटीक तापमान)।
- अविश्वसनीयता: प्रमाण का स्रोत (परीक्षण, संवेदक, गवाह) स्वयं अपूर्ण रूप से विश्वसनीय हो सकता है, अतः निश्चित-सी लगती बात भी कुछ अवशिष्ट संदेह रखती है।
- ये तीन स्रोत प्रत्ययात्मक रूप से पृथक हैं, व भिन्न औपचारिक उपकरण भिन्न को लक्षित करते हैं: प्रायिकता-सिद्धांत अविश्वसनीयता/अपूर्णता हेतु सुयोग्य है (यह पर्याप्त आँकड़ा दिया गया कि स्रोत कितनी बार सही होता है); अस्पष्ट तर्कशास्त्र (इस इकाई का अपना समर्पित अध्याय) विशेष रूप से अस्पष्टता हेतु बना है — अस्पष्ट भाषिक श्रेणियाँ जो मूलतः यादृच्छिकता के विषय में बिल्कुल नहीं हैं।
मुख्य बिंदु
- शब्दार्थ नेटवर्क IS-A कड़ियों से स्वाभाविक वंशानुक्रम देते हैं; फ़्रेम स्लॉट व डिफ़ॉल्ट से अपवाद-सहित-वंशानुक्रम देते हैं; स्क्रिप्ट रूढ़िबद्ध स्थिति के असंकथित पर अपेक्षित विवरण भरती हैं।
- प्रत्ययात्मक निर्भरता आद्य क्रियाओं (PTRANS, ATRANS) से अर्थ निरूपित करती है ताकि वही अर्थ रखते भिन्न-शब्दों वाले वाक्यों को वही निरूपण मिले।
- विशेषज्ञ तंत्र क्षेत्र-विशिष्ट ज्ञान-आधार को पुनर्प्रयोज्य, सामान्य अनुमान-इंजन से पृथक करता है; अग्र-शृंखलन आँकड़ा-चालित है, पश्च-शृंखलन लक्ष्य-चालित।
- शास्त्रीय निश्चितता-कारक अनुमानी हैं, औपचारिक प्रायिकता नहीं, व असंगत व्यवहार कर सकते हैं — बेज़ीय प्रायिकता व अस्पष्ट तर्कशास्त्र अधिक सिद्धांतबद्ध विकल्प हैं।
- अपूर्णता, अस्पष्टता व अविश्वसनीयता अनिश्चितता के पृथक स्रोत हैं जिन्हें भिन्न औपचारिक उपकरण लक्षित करते हैं — पहले व तीसरे हेतु प्रायिकता, अस्पष्टता हेतु अस्पष्ट तर्कशास्त्र।
अभ्यास प्रश्न (8)
उत्तर खोलने से पहले प्रत्येक प्रश्न हल करें। हर व्याख्या सही विकल्प के साथ लुभावना गलत विकल्प भी बताती है, क्योंकि अंक वहीं जाते हैं।
शब्दार्थ नेटवर्क में, सामान्य नोड से जुड़े गुण का उसके नीचे अधिक विशिष्ट नोडों को उपलब्ध होना, जब तक स्पष्ट रूप से अध्यारोहित न हो, कहलाता है:
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उत्तर: A — वंशानुक्रम
IS-A कड़ियों से वंशानुक्रम ही ठीक वह है जो शब्दार्थ नेटवर्क को किसी तथ्य को सामान्य स्तर पर एक बार कहने देता है (Bird उड़ सकता है) व उसे विशिष्ट दृष्टांतों (Sparrow) पर स्वतः लागू होने देता है, अपवादों (Penguin) को नीचे स्पष्ट रूप से कहते हुए।स्क्रिप्ट (ज्ञान-निरूपण योजना के रूप में) इसके लिए सर्वाधिक उपयुक्त है:
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उत्तर: A — बारंबार, रूढ़िबद्ध स्थिति के असंकथित पर अपेक्षित विवरण भरने हेतु
स्क्रिप्ट यह एन्कोड करती है कि मानक स्थिति (रेस्तराँ-यात्रा जैसी) में सामान्यतः क्या होता है, तंत्र को वे चरण अनुमानित करने देते हुए जो विशिष्ट कथा ने असंकथित छोड़े क्योंकि वे अपेक्षित डिफ़ॉल्ट हैं।प्रत्ययात्मक निर्भरता (CD) में, PTRANS व ATRANS जैसी आद्य क्रियाओं का छोटा समुच्चय प्रयोग करने का लक्ष्य है:
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उत्तर: A — भिन्न शब्दों में वही अर्थ रखते वाक्य वही निरूपण उत्पन्न करें
CD जान-बूझकर सतही शब्द-प्रयोग से अर्थ-आद्यों के छोटे समुच्चय की ओर अमूर्त करती है, अतः 'X ने Y को Z को दिया' व 'Z ने Y को X से पाया' — भिन्न शब्द, वही अंतर्निहित घटना — वही निरूपण में मानचित्रित होते हैं।विशेषज्ञ तंत्र के ज्ञान-आधार को उसके अनुमान-इंजन से पृथक करना मुख्यतः इसकी अनुमति देता है:
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उत्तर: A — ज्ञान-आधार बदलकर उसी अनुमान-इंजन को भिन्न क्षेत्रों में पुनः प्रयुक्त करना
यह स्वच्छ पृथक्करण ही ठीक वह कारण है कि वही सामान्य-प्रयोजन तर्कण-यंत्रावली केवल भिन्न क्षेत्र-नियमों व तथ्यों का समुच्चय लोड कर सर्वथा भिन्न क्षेत्रों (चिकित्सा निदान, वित्तीय सलाह) की सेवा कर सकती है।अग्र-शृंखलन की तुलना में, पश्च-शृंखलन का सर्वोत्तम वर्णन है:
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उत्तर: A — लक्ष्य-चालित, परिकल्पना से आरंभ होकर यह जाँचते हुए कि क्या उसकी सहायक शर्तें स्थापित हो सकती हैं
पश्च-शृंखलन सिद्ध करने योग्य विशिष्ट परिकल्पना से पीछे की ओर काम करती है, यही ठीक वह कारण है कि यह निदान-शैली प्रश्नों हेतु उपयुक्त है जहाँ एक विशिष्ट अनुमान परखना तथ्यों से व्युत्पन्न होने योग्य हर वस्तु व्युत्पन्न करने (अग्र-शृंखलन का अपना उपागम) से सस्ता है।ज्ञान में अनिश्चितता के तीन नामित स्रोतों में निम्नलिखित में कौन हैं? (एक से अधिक विकल्प सही हो सकते हैं।)
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उत्तर: A — अपूर्णता; B — अस्पष्टता; C — अविश्वसनीयता
अपूर्णता, अस्पष्टता व अविश्वसनीयता तीन नामित स्रोत हैं, प्रत्येक भिन्न औपचारिक उपकरणों से लक्षित; संकलन-गति संकलक-अभिकल्प संबंधी चिंता है, ज्ञान-अनिश्चितता से असंबद्ध।शास्त्रीय विशेषज्ञ तंत्र वास्तुकला के दो संरचनात्मक रूप से पृथक घटकों (क्षेत्र-तथ्य/नियम, व उन्हें लागू करती सामान्य तर्कण-यंत्रावली) का नाम बताइए।
संख्यात्मक उत्तर — मान टाइप करें।
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उत्तर: knowledge base and inference engine
ज्ञान-आधार क्षेत्र-विशिष्ट तथ्य व नियम रखता है; अनुमान-इंजन उन पर लागू पुनर्प्रयोज्य, सामान्य तर्कण-यंत्रावली है — यह पृथक्करण ही इंजन को क्षेत्रों में पुनः प्रयुक्त करना संभव बनाता है।MYCIN जैसे शास्त्रीय विशेषज्ञ तंत्रों में प्रयुक्त निश्चितता-कारक का सर्वोत्तम वर्णन है:
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उत्तर: A — अनुमानी संख्याएँ, औपचारिक रूप से व्युत्पन्न प्रायिकताएँ नहीं, तदर्थ नियमों से संयोजित
निश्चितता-कारक व्यावहारिक अनुमानी है, प्रायिकता-प्रतिरूप से औपचारिक रूप से व्युत्पन्न नहीं, व तदर्थ नियमों से संयोजित जो असंगत व्यवहार कर सकते हैं — यही ठीक वह कारण है कि अन्यत्र अधिक सिद्धांतबद्ध विकल्प (बेज़ीय प्रायिकता, अस्पष्ट तर्कशास्त्र) प्रयुक्त होते हैं।