5. Система управления базой знаний "КАРТА ЗНАНИЙ".
5.1 Общие сведения о программном комплексе.
Основными функциями системы управления бвзой знаний (СУБЗ) являются:
построение к корректировка категориально-понятийного пространства (КПП),
наполнение БЗ элементами знаний, учет доступа к информации, сервисные и
другие вспомагательные функции.
5.2 Начало работы и парольная система.
В процессе инициации программного комплекса на экране появляется заставка с указанием названия комплекса его разработчиков и необходимыми для обращения за справками реквизитами. Для продолжения работы комплекса необходимо нажать любой символ отличный от клавиши Esc. Нажатие клавиши Esc приводит к прекращению работы комплекса. В случае продолжения работы управление получает парольная система. На экране появляется окно со списком пользователей, имеющих доступ к БЗ. Используя клавиши управления курсором, пользователь должен подвести выделенную строку к своей фамилии и нажать клавишу Enter. Система запрашивает пароль. При вводе пароль на экране не отображается. Если пароль указан неверно система предлагает продолжить сеанс в режиме демонстрации или завершить работу. Режим демонстрации отличается тем, что все изменения в БЗ либо совсем запрещены, либо имитируются для наглядности. В любом случае информация, содержащаяся в БЗ не изменяется. Если пароль указан правильно, на экране появляется окно главного меню со следующим списком основных функций системы:
- Корректировка списка пользователей.
Позволяет производить добавления и удаления пользователей, установку их
статусов и паролей. Доступна пользователям со статусом 0.
- Изменение собственного пароля.
Пользователь с любым статусом может изменить свой пароль, но не статус.
- Управление БЗ.
Выполняет все функции, связанные с созданием и корректировкой КПП, и
функции, связанные с заполнением БЗ.
- Файл накопления фрагментов.
При работе с информационными об'ектами предусмотрено выделение отдельных фрагментов информации и добавление их в специальный текстовый файл.
В начале сеанса текущим файлом фрагментов является файл с именем
DBKNFRAM.DOC. В процессе работы пользователю предоставляется возможность замены имени файла фрагментов. При этом старый файл сохраняется, если в него была произведена запись хотябы одного фрагмента. Таким образом, пользователь может создавать набор файлов с фрагментами информации из БЗ для последующей обработки другими средствами.
- Установка параметров БЗ.
Основной особенностью СУБЗ, позволяющей существенно расширить область ее применения, является возможность корректировки ключевых параметров предметной области. Данная функция предназначена для изменения следующих параметров предметной области и функционирования системы: названия панелей, отображающих деревьевья КПП; имена файлов БЗ; название и структуру формулы исследования. Данная функция доступна пользователю со статусом 0.
- Слияние баз знаний.
Накопление знаний является наиболее трудоемким процессом в деятельности
человека. Система предесматривает возможность коллективной работы с привлечением различных организаций, подразделений и специалистов для накопления знаний в данной предметной области. Данная функция предоставляет возможность слияния знаний из различных источников в единую интегрированную БЗ.
- Поиск по ключевым словам.
Если конкретное приложение предусматривает раздел формулы исследования "Ключевые слова", данная функция организует выборку элементов знаний по ключевым словам. Для задания условия выборки используются логические формулы по типу исчисления высказываний, термами которых являются ключевые слова. Другими словами в качестве запроса пользователь составляет логическую формулу, используя ключевые слова и операции &(И), |(ИЛИ) и !(НЕ). Далее происходит просмотр всех элементов знаний или элементов знаний, входящих в некоторое подпространство КПП, и выделяются те, для которых запрос является истинным. Наряду с этим функция поддерживает библиотеку запросов.
5.3 Создание логической структуры БЗ. Работа с деревьями КПП.
Выбор функции "Управление БЗ" приводит к появлению на экране двух панелей со списками вершин дерева ДЕЙСТВИЯ и дерева ПРОДУКТА. При этом текущей панелью является левая панель, соответствующая дереву ДЕЙСТВИЯ. Текущая панель определяется тем, что ее название отображается на красном фоне. Переключение текущей панели осуществляется нажатием клавиши Tab (табуляция). Для каждой панели фиксируется текущая вершина, имя которой отображается на светлом фоне. В данном фрагменте диалога пользователю предоставляются следующие возможности, выбор которых производится нажатием соответствующих функциональных клавиш.
Завершение сеанса (Esc).
Помощь (F1). На экране появляется окно с перечнем функциональных
клавиш и действий, производимых системой при их нажатии.
Вставка новой вершины (Insert).
На экране появляется окно с выбором места расположения новой вершины - на томже уровне дерева или новая вершина должна стать подчиненной текущей. Затем пользователю предоставляется возможность ввести имя вершины.
Удаление текущей вершины.
Вершина удаляется только в том случае, если она терминальная, т.е. не имеет подчиненных вершин. При удалении вершины, информация ассоциированная только с данной вершиной удаляется из базы данных. В этом случай пользователь получает предупреждение, которое позволяет ему прекратить процесс удаления вершины или разрешить
удаление.Информация, которая ассоциирована также и с другими вершинами остается в
БЗ. Удаление вершины является логическим, т.е. удаление без возврата системе памяти, занимаемой удаленной вершиной. За счет этого, а также в результате корректировки названия вершины, если новое название не совпадает по длинне со старым, в файлах деревьев появляются пустые места, что увеличивает размер файлов. Для удаления из файлов пустых мест и более экономного использования памяти на дисках необходимо произвести процедуру
реорганизации БЗ.Корректировка имени вершины (F4).
При нажатии данной клавиши в первой позиции названия текущей вершины появляется курсор. Используя клавиши управления курсором, удаления и клавиши символов пользователь может изменить название вершины. Процесс корректировки заканчивается нажатием клавиш Esc или Enter. При этом клавиша Esc отменяет корректировку названия, а Enter приводит к изменению названия в БЗ. Никаких других изменений в БЗ не производится.
Выбор элемента КПП (Enter).
Система инициирует компоненту REFERAT. На экране появляется список названий научных работ, соответствующих данному элементу КПП.
Ввод последней выбранной работы в текущий элемент КПП (F2).
Одна и та же научная работа может быть ассоциирована с несколькими элементами КПП. Данная функция необходима для дублирования (переноса) информации о научной работе из одного элемента КПП в другой. При этом сама эта информация содержится в БЗ в единственном экземпляре независимо от того, со сколькими элементами КПП она ассоциирована. Данный механизм работает следующим образом. Каждый раз при выборе научной работы из соответствующего списка в конкретном элементе КПП, компонента REFERAT запоминает необходимую информацию для выбранной работы. Таким образом, система всегда помнит последнюю научную работу, выбранную пользователем. При нажатии клавиши F2, система отображает на экране название последней выбранной научной работы с просьбой подтвердить ввод ее в текущий элемент КПП. В случае подтверждения информация о данной работе записывается в текущий элемент КПП. Если с начала сеанса не было выбрано ни одной работы, пользователь получает соответствующее сообщение.
Отображение матрицы (F3).
При нажатии клавиши F3 система инициирует компоненту DBKNMATR для отображения элементов КПП в виде категорино - понятийной матрицы, столбцы и строки которой соответствуют спискам вершин, расположенным на текущих уровня соответствующих деревьев.
5.4 Матричное представление КПП.
В данной среде категорино - понятийное пространство представляется в
виде ориентированного графа, вершинами которого являются категорино-
понятийные матрицы (КПМ), а дуги отражают процессы детализации понятий.
На экране появляется матрица, элементами которой являются квадраты, соответствующие элементам КПП. Квадраты имеют различную яркость, отражающую степень заполнения данного элемента КПП научными работами.
Чем темнее квадрат, тем больше работ в соответствующем элементе КПП. Непосредственно под матрицей указаны номера и названия вершин текущего элемента КПМ и фактическое количество находящихся в нем научных работ.
Изменение текущего элемента данной матрицы производится нажатием клавиш управления курсором (вверх, вниз, вправо, влево). Нажатие клавиши Esc приводит к возврату в среду работы с деревьями КПП. Для получения полного перечня функциональных клавиш, используемых в данной среде необходимо нажать клавишу F1.
В дополнении к вышеперечисленным функциональным клавишам используются следующие:
Home - Переход к более высокому уровню в дереве ДЕЙСТВИЯ. На экране
отображается матрица с теми же столбцами и строками, соответствующими
вершинам дерева ДЕЙСТВИЯ, расположенным на один уровень выше.
PgUp - Переход к более высокому уровню в дереве ПРОДУКТА. Аналогично
клавише Home для дерева ПРОДУКТА.
End - Детализация понятия в дереве ДЕЙСТВИЯ. На экране отображается
матрица с темиже столбцами и строками, соответствующими вершинам дерева ДЕЙСТВИЯ, являющимся подчиненными текущей вершине.
PgDn - Детализация понятия в дереве ПРОДУКТА. Аналогично клавише End
для дерева ПРОДУКТА.
Все выше перечисленные функциональные клавиши предоставляют пользователю полную возможность для отображения и качественного анализа КПМ любого уровня в графе категорино - понятийных матриц.
Нажатие клавиши Enter, как и в случае работы с деревьями КПП, приводит
к переходу в среду ввода и корректировки информации о научных трудах,
соответствующих текущему элементу КПП.
5.5 Ввод и корректировка элементов знаний.
Как было сказано выше, переход в среду ввода и корректировки информации о научных трудах осуществляется нажатием клавиши Enter после выбора текущей вершины КПП либо при работе с панелями деревьев, либо в режиме матричного представления КПП. При этом на экране отображается список названий научных трудов, ассоциированных с данным элементом КПП. Последняя строка в этом списке
содержит текст 'НОВЫЙ ЭЛЕМЕНТ'. Выбор этой строки указывает на необходимость ввода информации о научной работе, которой нет в данном элементе КПП. Выбор строки с названием научной работы устанавливает режим корректировки информации о данной работе. Выбор строки осуществляется клавишами управления курсором (вверх, вниз). При этом текущая строка отмечена горизонтальной стрелкой слева от первой строки названия работы. Для перехода к режиму ввода/корректировки необходимо нажать клавишу Enter. Информацию о научной работе можно удалить. При нажатии клавиши Del система предупреждает об удалении с требованием подтвердить решение пользователя об удалении. В случае подтверждения работа удаляется из списка ассоциированных с данным элементом КПП и, если не найдено другого элемента КПП, с которым данная работа ассоциирована, информация о научной работе удаляется из базы знаний. При этом происходит логическое удаление. Это означает, что информация перестает быть доступной пользователям БЗ. Однако, физическое пространство памяти, которое этаинформация занимала, остается в БЗ свободным до тех пор, пока не будет
произведена процедура реорганизации базы знаний. Данное пространство так
же может быть частично занято другой вновь поступившей информацией меньшего объема. Остаток пространства может быть возвращен системе только в результате реорганизации БЗ. Необходимо отметить, что подобная процедура происходит и при корректировке существующей информации. Если система установила, что информация была изменена, пользователь получает
соответствующее предупреждение и после подтверждения система сначала удаляет старую информацию затем добавляет измененную. Таким образом пустые места могут появляться и в результате корректировки существующей информации.Клавиша Esc, как в большинстве других ситуаций, приводит к возврату в
предидущую среду.
После выбора названия научной работы система отображает список частей
формулы исследования. Название формулы исследования, количество и названия ее частей содержатся в файле параметров системы (SETUP.KN) и могут быть изменены пользователем. При этом надо учитывать то, что уже существующая в БЗ информация соответствует предыдущей формуле. Пользователю необходимо следить за тем, чтобы либо изменения в формуле были незначительными, либо делать эти изменения
при пустой базе знаний. Далее, работая с формулой исследования, пользователь выбирает нужную часть. Название текущей части фомулы исследования отображается на светлом фоне. Выбор производится клавишами управления курсором (вверх, вниз). Подтверждение выбранной части осуществляется нажатием клавиши Enter. Клавиша Esc переводит систему в предыдущую среду (выбор названия работы). Все части формулы исследования за исключением ниже отмеченных обрабатываются одинаково. Происходит обращение к компоненте ТЕКСТОВЫЙ РЕДАКТОР. При этом появляется окно с названием данной части формулы в верхней рамке окна и текстом этой части, если он есть. Подробнее смотрите описание компоненты ТЕКСТОВЫЙ РЕДАКТОР. Для части 'Список пользователей' происходит тоже самое, но внесение каких либо изменений в эту часть запрещено. Для части 'Атрибуты работы' на экране отображается список атрибутов, опеделяемых автором, и после нажатия клавиши Esc атрибутов, определяемых рецензентом.В обоих списках справа от названий атрибутов расположен столбец с их значениями. В этом столбце значение текущего атрибута отражено на светлом
фоне. Значения бывают двух типов. Тип 'ДА/НЕТ' переключаются нажатием
клавиши Enter. Числовые атрибуты устанавливаются путем ввода соответствующего числа.
Компонента REFERAT прекращает свою работу при нажатии клавиши Esc в
среде выбора названия научной работы. При этом происходит возврат в среду, в которой она была вызвана. Это можетбыть среда выбора элемента КПП в режиме отображения деревьев или категориально-понятийных матриц.
5.6 Ввод и редактирование текста.
В тех случаях, когда необходимо ввести или отредактировать текст произвольной длины система инициирует ТЕКСТОВЫЙ РЕДАКТОР. В среде редактора пользователю предоставляются широкие возможности для редактирования текста. Завершение работы с редактором используется клавиша Esc. Краткую информацию о работе редактоа и используемых в его среде функциональных клавишах пользователь может получить нажав клавишу F1. Процесс редактирования начинается в режиме вставки. Используя клавишу Insert, пользователь может изменить режим вставки на режим замены и обратно. В процессе редактирования текст представляется как непрерывная последовательность символов. В режиме вставки текущий символ и все символы справа от него сдвигаются вправо и очередной символ поступает на освободившееся место. В режиме замены очередной символ заменяет текущий. Это правило не относится к символу 'конец строки' см. ниже. Текущий режим обозначается словами 'вставка' и 'замена', отображаемыми в левой стороне нижней границы окна редактора вместе с номерами текущей строки и текущей позиции курсора.
Разбиение текста на строки производится вставкой символа 'конец строки'
в нужное место текста. Данный символ не отображается на экране. Его наличие определяется переходом текста на другую строку. Для вставки символа 'конец строки' необходимо нажать клавишу Enter в режиме вставки. Заметим, что в режиме замены клавиша Enter осуществляет перевод курсора в первую позицию следующей строки. Удаление символа 'конец строки' (слияние двух строк) производится также, как и обычных символов клавишами Del, если курсор находится в конце строки или клавишей <-Del (удаление слева), если курсор находится в первой позиции следующей строки. В процессе редактирования пользователь может выделять блоки смежных символов в той или иной части текста. Одновременно может быть выделен только один блок. Выделение блока осеществляется клавишами управления курсором при нажатой клавише Shift. При выделении очередного блока отметка предыдущего блока гасится.
В добавление к этому в среде редактора используются следующие функциональные клавиши.
- PgDn, PgUp - Листание текста на страницу (окно) вниз и вверх.
- Home, End - Перевод курсора в начало и конец текущей строки.
- Shift Del - Удаление блока.
- F2 - Сохранение текущего состояния текста в БЗ. В процессе редактирования текст постоянно на ходится в оперативной памяти ЗВМ, что приводит к потере результатов работы в случае аварийного или неправильного завершения работы. Данная функция позволяет фиксировать в рабочем файле промежуточные результата редактирования с целью минимизировать потери в случае аварийного завершения.
- F3 - Загрузка текста из указанного файла. Пользователю предоставляются широкие возможности для поиска и указания необходимого файла см. компоненту ВЫБОР ФАЙЛА. Текст загружается в зависимости от режима. В режиме 'вставка' текст вставляется в текущую позицию редактируемого текста. В режиме 'замена' текст полнлстью заменяет редактируемый.
- F4 - Загрузка текста, ранее зафиксированного при помощи клавиши F2.
- F5 - Добавление фрагмента в файл фрагментов. В качестве фрагмента выбирается весь раздел элемента знаний или блок, если он выделен.
- F6 - Печать фрагмента. В качестве фрагмента выбирается весь раздел
элемента знаний или блок, если он выделен.
- F9 - Гашение выделеного блока. Информация сохраняется. Выделенного
блока нет.
5.7 Определение имени файла.
Данная компонента инициируется везде, где необходимо указать имя файла,
с которым будут произведены те или иные действия. На экране появляется
окно, состоящее из двух частей. В верхней части расположена строка текущего каталога. В этой панеле отображается путь к текущему каталогу и шаблон имени файла. Шаблон представляет собой имя файла, в котором могут
встречаться символы '*' и/или '?'. При этом имя файла считается удовлетворяющим шаблону, если оно может быть получено заменой этих символов любыми допустимыми для имени файла символами. При замене знак '*' можно заменять на любое допустимое количество символов или опускать. Знак '?' заменяется на один
и только на один символ. Переход в эту часть осуществляется клавишей PgUp. Пользователю предоставляется возможность отредактировать текст, находящийся в этой строке. После нажатия клавиши Enter система использует указанный файл, если указан путь к файлу. В противном случае осуществляется переход в нижнюю часть, где отображается список фийлов и подкаталогов указанного каталога, удовлетворяющий данному шаблону.В данный список не включаются все файлы, имеющие расширения EXE, COM и OBJ. В нижней части, используя клавиши управления курсором, пользователь выбирает нужную строку и нажимает клавишу Enter. При этом производятся следующие действия. Если курсор отмечает имя файла, то выбирается этот файл. Если курсор отмечает имя каталога, то отображается содержимое данного каталога. Если курсор отмечает строку "..\", то отображается содер-
жимое внешнего (содержащего данный) каталога. Завершение процесса выбора файла происходит либо при нажатии клавиши Esc, либо при явном указании файла в верхней или нижней частях окна и нажатии клавиши Enter. В любом случае текущий каталог операционной системы не меняется.
Заключение.
Система программ "КАРТА ЗНАНИЙ" построена по модульному принципу, что
позволяет дальнейшее расширение функциональных возможностей системы.
В дальнейшем предполагается разработать истему наполнения БЗ продукционными и функциональными знаниями. Это позволит перейти от накопления знаний к автоматизации процесса получения новых знаний.