Bilimlar. Bilimlarning tiplari, xususiyatlari, tushunish darajalari va ularni olish usullari
4-ma'ruza. Bilimlar. Bilimlarning tiplari, xususiyatlari, tushunish darajalari va ularni olish usullari Reja : 1. Ma’lumotlar va bilimlar. Asosiy tushunchalar. 2. Bilimlarning tiplari va bilimlarni sinflash . 3. Bilimlarning xususiytlari . 4. Bilimlarni tushunish darajalari . 5. Bilimlarni olish usullari v aspektlari . 6. Ma’lumotlar bazasidan bilimlarni ajratib olish usullari Tayanch iboralar: Ma’lumotlar (Data), bilim (knowledge), bilimlarni namoyish qilish (knowledge representation), protsedurali axborot (procedural information), mashina so’zi (computer word) , bit (bit),bayt (byte), abstraktli ma’lomotlar tipi (abstract data types) , ma’lumotlar bazasi (data base), ma’lumotlar bazasini boshqarish tizimlari (MBBT)-(data base management systems), б аза знаний (knowledge base) , Bilimlar muhandisi (knowledge engineering), interfeysli bilimlar (interface knowledge), muammoli bilimlar (the problem of knowledge), protsedurali bilimlar (procedural knowledge), strukturali bilimlar (structural knowledge), metabilimlar (metaknowledge), sintaktika (syntactics), semantika (semantics), ptagmatika (pragmatics), extensial bilimlar (extensional knowledge), intensional bilimlar (intensional knowledge), deklarativli bilimlar (declarative knowledge), bilimlarni namoyish etishning mantiqiy modeli (logical methods of knowledge representation) , bilimlarni namoyish etishning evristik modeli (heuristic methods of knowledge representation) , mulohazalarni hisoblash (p ropositional calculus), 1-tartibli predikatlar mantiqi (predicate logic of the 1st order, ichki izohlanuvchanlik (internal interpretability), strukturalashtirilganlik (structured), bog’langanlik (coherence), semantil metrika (semantic metric), faollik (activity), bilimlarni tushunish darajalari (level sofunder standing knowledge), bilimlarni metatushunish (metaunder standing of knowledge) 1. Ma’lumotlar va bilimlar. Asosiy tushunchalar Ma’lumotlar – bu alohida faktlar bo’lib, predmet soha(PrS)dagi obyektlar, jarayonlar va hodisalarni hamda ularning xossalarini tavsiflaydi. Bilimlar - bu PrSdagi obyektiv qonuniyatlar (prinsiplar, aloqalar, qonunlar) bo’lib, ular amaliy faoliyat va professional tajribalar natijasida olinadi va mutaxassislarga ushbu sohada masalalarni qo’yish va echishga imkoniyat yaratadi. Bilimlar - bu yaxshi strukturalashgan ma’lumotlar, yoki ma’lumotlar haqidagi ma’lumotlar, yoki metama’lumotlar . Katta sovet ensiklopediyasida bilimga quyidagicha ta’rif bergan: «Bilim – haqiqylikni anglash natijalarining amaliyotda tekshirilganligi va unung inson 75
miyasida to’g’ri aks ettirilganligidir. Bilimlar hayotiy, ilmiylikka asoslanmagan, badiiy, ilmiy (nazariy va empirik)» bo’lishi mumkin[1]. SI sohasidagi tadqiqotlarning asosi bilimlar bilan bog’liq yondashuvdan iborat. SIning bazaviy paradigmalari asosan bilimlar hisoblanadi. Bilim tushunchasi boshqa ko’plab fundamental ilmiy tushunchalar (algoritm, intellekt, faoliyat va h.k) kabi intuitiv shaklda aniqlanadiganlar tipiga kiradi. Ba’zi PrS haqidagi bilimlar ushbu PrSdagi obyektlar haqidagi ma’lumotlar majmuasidan, ushbu sohadagi obyektlarning muhim xossalaridan va ularni bog’lovchi munosabatlardan, jarayonlar hamda unda vujudga keladigan vaziyatlardan hamda ushbu vaziyatlar bilan bog’liq muammolarni tahlil qilishdan iborat [1]. Bilim tushunchasi ma’lumot yoki axborot tushunchasidan qanday farq qiladi? Bilim –bu tashqi olamdan tirik mavjudod (subyekt) yordamida idrok etilgan axborotlar. Bilimning ma’lumotdan farqli tomoni uning subyektivligidadir [2]. Bilim subyektning hayotiy tajribalariga, uning tashqi olam bilan o’zaro aloqalar tarixiga, ya’ni uning o’rganish va o’zini-o’zi o’rganish jarayonlariga asoslanadi. SI bo’yicha yaratilgan adabiyotlarga asoslangan holda bilimning ma’lumotlardan farqli tomonlarini quyidagicha ko’rsatish mumkin [2-4] : • bilimlar ko’proq strukturalashgan bo’ladi; • bilimlarda ma’lumotlarga o’xshab bilimlarning alohida elementlari emas, balki ular orasidagi o’aro bog’liqlik muhim ahamiyatga ega ; • bilimlar ma’lumotlarga nisbatan o’zini-o’zi izohlovchi bo’ladi, ya’ni bilimlarda ulardan qanday foydalanish haqidagi axborotlar mavjud bo’ladi ; • bilimlar ma’lumotlarga nisbatan faolroq bo’ladi, ya’ni bilimlar ulardan foydalanayotgan tizim harakatiga ta’sir etishi mumkin. Shuni ta’kidlash joizki, bilimlar bilan ma’lumotlar orasida qat’iy chegara yo’q, chunki oxirgi 20 yillar mobaynida ma’lumotlar bazalarini boshqaruvchi tizilarni yaratuvchilar ma’lumotlarni va bilimlarni bir-biriga o’xshash qilib qo’ydilar. Misol sifatida ma’lumotlar bazalarini loyihalashda semantik to’tlarni qo’llash, obyektga yo’naltirilgan ma’lumotlar bazalarining paydo bo’lishi, saqlanuvchi protseduralar va h.k.larni keltirish mumkin. Shunday qilib, bilimlarning ma’lumotlardan yuqorida keltirilgan farqli tominlari informatika vositalarining rivojlanishi bilan bir-biriga yaqinlashib bormoqda. EHMda ishlatiladigan axborot protsedurali va deklarativga ajratiladi [2-4]. Protsedurali axborot masalani yechish jarayonida bajariladigan dasturlarda moddiylashtirilgan, deklarativ axborot - bu dasturlar ishlatadigan ma’lumotlarda moddiylashtirilgan bo’ladi. EHMda axborotlarni tasvirlashning standart shakli mashina so’zi hisoblanadi. Mashina so’zi mazkur EHM turi uchun aniqlangan ikkilik razryadlar - bitlardan tashkil topgan. Ammo bir qator hollarda mashina so’zi baytlar deb nomlangan 8ta ikkilik razryadlar bo’yicha guruhlarga ajratilmoqda. Hozirda mavjud ko’pgina EHMlarda axborotni mashina so’zining ixtiyoriy razryadlar to’plamidan bir bitgacha olish mumkin. Ko’pgina EHMlarda ikki yoki undan ortiq mashina so’zlarini katta uzunlikdagi bitta so’zga birlashtirish mumkin. EHM strukturasining rivojlanishi bilan parallel ravishda ma’lumotlarni tasvirlash uchun axborot strukturalarning rivojlanishi sodir bo’ldi. Ma’lumotlarni 76
vektor va matritsa ko’rinishida tavsiflash usullari paydo bo’ldi, ro’yxat va iyerarxik strukturalar vujudga keldi. Hozirda yuqori darajali dasturlash tillarida abstrakt ma’lumotlar turlari qo’llanilmoqda. Ularning strukturasi dasturchi tomonidan beriladi. Ma’lumotlar bazasi(MB)ning paydo bo’lishi deklarativ axborotlar bilan ishlash bo’yicha yana bir ilgari qadam bo’ldi. MBda bir vaqtning o’zida katta hajmdagi ma’lumotlar saqlanishi mumkin, MBni boshqarish tizimlarini tashkil etuvchi maxsus vositalar esa ma’lumotlarni samarali manipulyasiya qilishga, kerak bo’lganda bazadan ma’lumotlarni olish va ularni kerakli tartibda bazaga yozishga imkon beradi. IT sohasidagi tadqiqotlarning rivojlanishi bilan protsedurali va deklarativ axborotlarning ko’pgina xusuiyatlarini o’zida birlashtirgan bilimlar konsepsiyasi vujudga keldi. EHMda bilimlar ma’lumotlar kabi belgili ko’rinishda – formulalar, matnlar, fayllar, axborot massivlar va sh.k. ko’rinishida tasvirlanadi. Shuning uchun bilimlarni maxsus shaklda tashkil etilgan ma’lumotlar deyish mumkin. Lekin bu juda tor tushuncha bo’lardi. Shu bilan birga sun’iy intellekt (SI) tizimlarida bilimlarni shakllantirish va qayta ishlash tadqiqotlarning asosiy obyekti hisoblanadi. Bilimlar bazasi MB bilan bir qatorda SI dasturiy kompleksining muhim tarkibiy qismi hisoblanadi. SI algoritmlarini ifodalaydigan mashinalar bilimlarga asoslangan mashinalar deyiladi, SI nazariyasining ekspert tizimlarni qurish bilan bog’liq bo’lgan bo’limi bilimlar injineriyasi deyiladi. 2. Bilimlarning tiplari va bilimlarni sinflash S.I.Ojegov «Rus tili slovarida» [5] bilimni - «haqiqiylikni ong bilan anglash (fahmlash, tushunish, payqash) va «qandaydir sohada ma’lumotlar, bilishlar majmui» kabi izohlaydi. Ushbi ishda PrSdagi bilimlarning quyidagi turlari keltirilgan: deklarativli, pragmatikli, protsedurali, evristikli, exspertli. Yuqorida keltirilgan bilimlarning izohlarini hisobga olib, ularni ikkita: obyektiv va subyektiv (inson bilimlari) bilimlarga ajratish mumkin [1]. Obyektiv bilimlar aniq obyekt yoki obyektlar sinfini (narsalar, jarayonlar, hodisalar va h.k . ) tavsiflash bilan bo’g’liq. Metabilimlar esa tabiyat, jamiyat va fikrlashning umumiy tushunchalari, prinsiplari va qonuniyatlarni tvsiflaydi. Subyektiv bilimlar inson, insonlar guruhi yoki sun’iy bilimlar manbalaridan (kitob, o’quv kursi, gazeta, ilmiy jurnal,videofilm va boshqalar) olinadi. Inson yordamida olingan subyektiv bilimlarni izohlashda ushbu insonning dunyoqarashi, qobilyati, xulq-atvori, hayotiy tajribasi, professional faoliyat sohasi va h.k. kabi xususiyatlari e’tiborga olinishi lozim. SI sohasidagi mutahasislar bilimlar tiplarini tahlil qilishda e’tiborni ko’proq bilimlarning formal-mantiqiy tomonlariga qaratadilar. Bunda EHM xotirasida saqlangan bilimlarga maxsus algoritmlarni qo’llab, huddi mantiqiy hulosalash kabi natijalarni olish mumkin. Psixologlar nuqtai–nazaridan [1] idrok etish, xotira, fikrlash kabi psihik timsollar bilimlarni ifodalaydi. Psixik timsollar sifatida predmetlar va tashqi 77
Psixologikli: 1)psixik timsollar; 2) fahmlovch modellar. Axborotli-texnologiyali: EHM xotirasida saqlanuvchi va intellectual daturlar bilan ishlashda foydalaniladigan strukturalashtirilgan axborotlar Formalli-mantiqiy: maxsus protseduralar yordamida muammoli soha haqida xulosalar chiqarishda yangi bilimlarni olish uchun qo’llaniladigan formallashgan axborotlar Intellektualli: 1) muammoli sohadagi obyektlar haqidagi faktlarni, ushbu obyektlarning hossalari va ular orasidagi bog’lanish munosabatlarini saqlovchi ma’lumotlar; 2) muammoli sohada kechayotgan jarayonlar tavsivlari; 3) muammoli soha doirasida bir xil tipli masalalarni echish uslublari haqidagi axborotlar. 4.1-rasm.Bilimlarni izohlash Bilimlarni izohlasholamdagi hodisalar, insonnig turli hatti-xarakatlari timsollari va h.k. lar qaraladi. Ko’p hollarda bilimlar sifatida - predmetlar, hodisalar, ularning hossalari va ular orasidagi munosabatlarni ifodalovchi fahmlovchi dinamik modellar qaraladi. Psixologik jihatdan bilimlar sezuvchu, tasvirli va belgili modellar shaklida mavjud bo’ladi. Bilimlarni yuqorida keltirilgan izohlashlar nuqtai-nazaridan to’rtda guruhga birlashtirish mumkin [1] (4.1-rasm). Bunda : - psixologikli- bilimlarni psixologlar izohlaydi; - intellektualli – bilimlarni SI sohasidagi mutaxassislar izohlaydi; - formalli-mantiqli- bilimlarni mantiqchilar izohlaydi; - axborotli-texnologokli - bilimlarni pragmatic-daturchilar va axborot tizimlarni yaratuvchilar izohlaydi. Bilimlarni manbalardan olish xarakterlariga , foydalanish hamda ishonchlilik darajalari va maqsadga bog’liqligiga qarab sinflash 4.2-rasmda keltirilgan [1]. Bilimlarni olishning manbalariga qarab ular aprior va hosil qilinadigan bilimlarga bo’linadi [1]. Aprior bilimlar MBni o’z ichiga olgan intellektual tizim(IT)lar o’z faoliyatini boshlaguncha undagi MBda aniqlanadi va to’planadi. Aprior bilimlardan farqli ravishda, hosil qilinuvchi bilimlar MBdan foydalanish jarayonida shakllantiriladi. 78
Bilimlar Manbalardan bog’liqligi bo’yicha Apriorli Hosil qilinuvchi Exspertli Kuzatiladigan Xulosalaydigan Qandaydir muammoli soha masalalarini echishda foydalanish darajasiga bog’liqligi bo'yicha Ishonchlilik darajasiga bog’liqligi bo’yicha Maqsadga (churliligi) bog’liqligi bo’yicha Deklarativli (faktlar) Protsedurali Metabilimlar Muayyan ichonchlilikga ega bo’lgan bilimlar Noravshan ichonchlilik darajasiga ega bo’lgan bilimlar Nusxa oluvchi bilimlar Tanishtiruvchi bilimlar Qobilyatni rivojlantiruvchi bilimlar Malakani oshiruvchi bilimlar 4.2-rasm. Bilimlarni sinflash. Ushbu bilimlarning manbalari sifatida exspertlar, tashqi sun’iy kuzatuvchi qurilmalar (turli xildagi datchiklar, timsollarni angllash mexanizmlari va h.k) hamda intellectual tizim doirasida bilimlarni hosil qilish va xulosalash qoidalari hamda protseduralari bo’lishi mumkin. Bilimlardan foydalanish aspektlariga qarab ularni deklarativli (faktlar, ma’lumotlarning tavsifiy tipi), protsedurali (qandaydir muammoli sohada bir xil tipdagi masalalarni echish uslyblari haqidagi axborotlar) va metabilimlarga (bilimlar haqidagi bilimlar) ajratish mumkin [1]. Deklarativ bilimlar obyektlarni va ular orasidagi munosabatlarni tavsivlash uchun qo’llanildi. Protsedurali bilimlar – o’zini’oz’i izohlovchi bilimlardan iborat bo’lib, protseduralarni tavsivlashda qo’llaniladi. Bu protseduralarda PrSning hamda uning MBdagi modellari o’zgarishi bilan bog’liq harakatlari dasturlashtirilgan bo’lishi mumkin. Bunda bilimlar bazasining ba’zi qismlarini qayta ishlovchi maxsus protseduralar nabori joriy holatni ifodalaydi. 79