Учебное_пособие_ТИПиС и Глоссарий. Учебное пособие для студентов очной и заочной форм обучения представляет собой подборку материала по курсу Теория информационных систем и процессов

• Название: Учебное пособие для студентов очной и заочной форм обучения представляет собой подборку материала по курсу Теория информационных систем и процессов
• Дата: 29.12.2022
• Размер: 5.1 Mb.
• Имя файла: Учебное_пособие_ТИПиС и Глоссарий.doc
• Тип: Учебное пособие; #869193
• страница: 9 из 44

2.2. Семиотические основы информационных систем и процессов

2.2.1. Основы семиотики (синтактика, семантика, прагматика)

Знаковая система (рис. 2.1) – это множество знаков с отношениями между ними, отражающими регулярные отношения между их концептами (образами обозначенных знаками объектов) и денотатами (объектами, обозначенными знаками). В знаковой системе выделяют три аспекта: синтактику, семантику и прагматику.

Синтактика изучает внутреннее устройство знаковой системы, правила построения сложных знаков из простых. Для естественных языков синтактика выступает в виде синтаксиса, определяющего правильное построение предложения и связного текста. В искусственных языках синтактика определяет правильное логическое построение потенциально осмысленных выражений.

Семантика изучает соотношения, с одной стороны, между знаками и их денотатами, с другой – между знаками и их концептами (смыслами).

Прагматика изучает знаки с точки зрения их отношения к адресату сообщений.


Рис. 2.1. Знаковая система

2.2.2. Процесс понимания как основа информационной деятельности

В настоящее время значительную часть перерабатываемой на ЭВМ информации составляет информация на естественных языках (далее – ЕЯ-информация), причем расширение сфер применения ЭВМ повышает роль ее обработки. Ни одна автоматизированная, т. е. компьютерная, информационная система (АИС) не может работать без базы информации, которая в большинстве случаев является естественно-языковой. Эффективность АИС, таким образом, определяется уровнем понимания такой информации.

Несмотря на актуальность обработки ЕЯ-информации и очевидные преимущества естественно-языкового способа общения с ЭВМ, такие средства на практике не получили, пока, широкого распространения. До сих пор для использования ЭВМ необходим профессионально подготовленный посредник.

В связи с этим происходит становление и развитие новой информационной технологии. Эта технология должна быть приспособлена к не являющемуся профессиональным программистом пользователю, а для упрощения процесса общения человека и ЭВМ, в частности, способности ЭВМ общаться с пользователем на ЕЯ, т. е., в первую очередь, понимания терминов ЕЯ.

Следовательно, в различных сферах человеческой деятельности существует необходимость создания систем, понимающих ЕЯ, причем тем большая, чем выше уровень развития этой сферы.

Понимание – одна из важнейших сторон освоения мира человеком, характеризующая качество и степень этого освоения, и это объясняет обилие подходов к изучению данного вопроса. В философии понимание рассматривается как сложная система различных субъективных и объективных, теоретических и практических действий, сравнимая по своей многоаспектности, многоуровневости и многокомпонентности с системой познания.

Анализ литературных источников показывает, что наиболее распространенными подходами к пониманию являются следующие:

• 
  Понимание как декодирование, когда понимание рассматривается как своеобразное декодирование определенного смысла, который, как предполагается, был закодирован автором.
  
• 
  Понимание как перевод на «внутренний язык», когда понимание выглядит как своеобразный перевод с ЕЯ на особый язык мысли (внутреннюю речь, семантический язык, универсальный предметный код), который в значительной мере совпадает у всех людей, на каком бы языке они ни говорили.
  
• 
  Понимание как интерпретация, когда разрабатывается специальный набор правил, приемов, рекомендаций, применение которых должно обеспечить достижение результата как особого состояния понимания.
  
• 
  Понимание как результат объяснения, когда считается, что понимание означает способность дать соответствующие объяснения.
  
• 
  Понимание как оценка, когда предполагается, что оно не только переводит во внутренний мир субъекта то, что до этого принадлежало объективной действительности или духовному миру другого человека, но и обеспечивает понятому определенное место в этом внутреннем мире.
  
• 
  Понимание как постижение уникального, когда понимание рассматривается в связи с процессом познания.
  
• 
  Понимание как построение мысленных моделей, когда предполагается, что оно представляет собой использующую имеющиеся знания о мире своеобразную переработку входных данных, в результате которой строится мысленная модель объекта, соотносимая с этим объектом и с нормативно-ценностной системой субъекта.
  

2.2.3. Разработка стратегии моделирования понимания

Проявившаяся на практике несостоятельность математических моделей языка и общения, очевидная необходимость учета при их моделировании психолингвистических и гносеологических факторов убедительно свидетельствуют о том, что в первую очередь, необходимо созданиесемантической модели, отражающей функциональную сущность и структуру процесса понимания ЕЯ.

На сегодняшний день можно так сформулировать сложившиеся в искусственном интеллекте тенденции формализации и моделирования языка и понимания:

1. 
   Моделирование «понимательной» деятельности человека должно учитывать многие основные механизмы психики, такие, как выдвижение и проверка гипотез, модель мира, умозаключения и т.д., которые присутствуют в человеческом понимании ЕЯ;
   
2. 
   Формализацию и моделирование языковой системы необходимо рассматривать без отрыва от предметной сферы, для работы в которой предназначена эта система;
   
3. 
   «В качестве объекта формализации должны рассматриваться не отдельные понятия, не отдельные предложения и даже не отдельные семантические поля, а понятийная (смысловая) система языка, рассматриваемая как целое».
   

Анализ этих тенденций, а также современных концепций построения систем, понимающих ЕЯ, и подходов к пониманию показал, что в их рамках имеются идеи, развивая и совершенствуя которые, можно обеспечить понимание ЕЯ компьютерными системами.

Реализация данной цели, учитывая тенденции в развитии подобных систем, должна включать исследования когнитивных процессов в сознании человека, анализ структур словесно-логического мышления, а также анализ языка как семиотической системы с учетом достижений теории отражения, семиотики, когнитологии, экспериментальной психологии, физиологии высшей нервной деятельности и системологии.

2.2.4. Исследование семиотических аспектов информационного процесса понимания

Понимание знака непосредственно связано с представлением о ЕЯ как о семиотической системе, необходимо, прежде всего, рассмотреть семиотические основы этого процесса.

Понимание знаков ЕЯ осуществляется в процессе их отражения, то есть в рамках так называемой знаковой ситуации. Поэтому процессы, протекающие при отражении и понимании знаков, следует рассматривать в ходе анализа состава, структуры и функционирования этой знаковой ситуации. Проанализируем знаковую ситуацию как семиотическую основу информационных процессов в понимающих системах.

Как известно, некоторый объект (X) исполняет роль знака тогда, когда восприятие X вызывает в сознании человека образ другого объекта – денотата (Y), хотя Y не воспринимается непосредственно. Другими словами, X способен замещать Y, отсылать к Y, указывать на Y. Описанная ситуация, как известно, и называется в семиотике знаковой.

Общее описание схемы знаковой ситуации не может обеспечить формализацию и моделирование процесса понимания. Это связано с тем, что общее рассмотрение не позволяет сопоставить смысл и значение как элементы и участников знаковой ситуации. В рамках общего подхода разграничение значения и смысла оказывается невозможным.

Причиной, приводящей к описанным проблемам, является рассмотрение знаковой ситуации без учета уровней отражения действительности в сознании, т. е. без использования основных результатов когнитологии, психологии и теории отражения. Именно поэтому попытка рассмотреть значение как содержательную категорию часто приводит к противопоставлению структур мышления и действительности структуре языка. Современная же лингвистическая теория значения утверждает: «То, как люди видят и членят мир, обусловлено не структурой их языка, а действительностью и их деятельностью. Структура сознания производна от структуры деятельности общественного человека и структуры действительности, в которой развертывается его деятельность. Нет причин, которые побуждали бы его формировать в своем сознании наряду с концептуальным уровнем, отражающим структуру его деятельности и действительности, еще один промежуточный уровень концептуальных единиц, который был бы структурирован сообразно особенностям строя его языка. В этом просто нет необходимости”.

Кроме того, рассмотрение смысла как внеязыковой категории возможно только, если мышление рассматривается без учета деления его на уровни, аналогичные уровням отражения действительности. Психологам хорошо известно, что наглядно-действенное мышление соответствует уровню восприятия, образное – уровню представления, словесно-логическое – уровню абстрактного отражения. Первые два уровня, очевидно, могут функционировать без участия языка и речи, словесно-логическое же (абстрактное) мышление, по сути своей, и есть функционирование знаковой системы языка. Это положение хорошо подтверждается результатами, полученными в рамках экспериментальной психологии.

Таким образом, смысл на абстрактном уровне не может быть сформирован и рассмотрен вне языка. Характерно, что исследования психолингвистов приводят к аналогичным выводам. «Формирование и формулирование мысли – это не что иное, как процесс, и можно полагать, что речь как способ формирования и формулирования мысли реализует процессуальную сторону мышления, тогда как язык в филогенезе фиксирует его результативный аспект. Логика доказательства этого положения ведет к рассмотрению основных форм мышления, каждая из которых, отражая либо процессуальную, либо результативную сторону мышления, в то же время будет репрезентировать язык как средство, либо речь как способ формирования и формулирования».

Рассмотрим участников знаковой ситуации, в которой осуществляется понимание, с когнитивных позиций и выработаем для них соответствующие определения.

Наиболее многочисленные и наиболее спорные определения даются, как правило, для такого участника знаковой ситуации как значение. Определение этого понятия, на наш взгляд, непосредственно влияет на возможность и результат формализации и моделирования процесса понимания.

В настоящее время существует много, в том числе принципиально различных, подходов к определению понятия значение. Дело в том, что проблема смысла и значения до сих пор не решена, несмотря на обилие работ по данному вопросу. Попытаемся выделить в различных направлениях наиболее обоснованные моменты, которые используем при реализации нашего подхода к пониманию. Учитывая практические задачи, необходимо рассмотреть смысл и значение с прикладной, то есть формализуемой, точки зрения.

Анализ существующих направлений позволил определить следующие основные положения.

Во-первых, следует отметить обязательное единство значения и знака. «Знак не может существовать без значения; только в значении коренится то, что делает знак знаком». Все слова и вообще все языковые знаки являют собой единство звука и значения, или, иначе говоря, единство означаемого и означающего.

Во-вторых, большинство исследователей считают, что значение есть категория, обозначающая идеальную сущность. Значение как условная связь находится не в структуре материального объекта-знака, а появляется в сознании воспринимающего знак индивида. «Между словесным знаком и предметом нет никакой самостоятельной связи. Эта связь устанавливается людьми в их социальной практике...». «Значение знака интерпретатор извлекает не из знака, а из собственного социального опыта». «Связь между знаком и референтом никогда не бывает непосредственной: эта связь существует лишь в сознании человека».

В-третьих, значение знака не является образом объекта, который обозначен данным знаком. «Значение – это условная связь звукового комплекса с понятием, установленная человеком... Условная и искусственно установленная связь не может ни в каких случаях рассматриваться как отражение... Значение не есть отражение объективной реальности в какой бы то ни было форме, а является связью, отношением между словом (звуковым комплексом) и различного рода духовными формами, отражающими внешний мир». «Словоупотребление выключает значение из содержательного плана, характерного для нашего понимания смысла, и включает его в разряд формальных или символических ценностей... Ценность условна, поскольку она принадлежит не природе, а человеческому установлению...».

Анализ существующих подходов к понятию «значение» показывает, что сущность, способная играть роль значения, должна удовлетворять следующим требованиям:

• 
  Быть слитой в нечто единое с материальным объектом, выполняющим роль (функцию) знака;
  

• 
  Находиться только в сознании человека;
  

• 
  Не являться образом объекта реальной действительности.
  

Учитывая, что значение, как участник знаковой ситуации, выполняет функцию указания, а также сформулированные требования, можно утверждать, что сущностью, выполняющей функцию указания и удовлетворяющей названным требованиям, является ассоциация по смежности между образом знака и образом денотата, установленная людьми и закрепленная в их социальной практике.

Для того чтобы знак при восприятии воздействовал специфически знаковым образом, в сознании человека должно содержаться отражение и явления, функционирующего в качестве знака, и его денотата. Отнесение же знака к предмету обозначения происходит благодаря ассоциации между этими отражениями. Очевидно, что ассоциация по смежности между образом знака и образом объекта выполняет функцию отнесения сознания от X к Y или указания на Y от X. Кроме того, эта ассоциация, находясь исключительно в оперирующем знаками сознании, не является образом обозначенного класса объектов, но, при этом, слита с образом явления, выполняющим роль знака.

Другим участником знаковой ситуации, от определения которого в значительной степени зависит подход к формализации и моделированию процесса понимания, является смысл. Многие точки зрения на смысл в настоящее время носят больше исторический, чем методологический характер. Сюда можно отнести, например, первые попытки формально определить смысл (треугольник Г. Фреге), которые не могли учесть особенности процессов отражения, механизмов формирования понятий, а также многих других явлений, непосредственно составляющих, как нами установлено, процесс понимания смысла знаков ЕЯ.

Определим понятие смысл в рамках самого распространенного подхода к смыслу как к образу объекта.

Смыслом данного знака является образ объекта Y (денотата), к которому, благодаря значению, т. е. ассоциации по смежности осуществляется переход от образа знака X.

Таким образом, в результате анализа знаковой ситуации и семиотических аспектов процесса понимания конкретизированы понятия основных участников (элементов) знаковой ситуации. Это позволяет подойти к рассмотрению когнитивных информационных процессов при отражении и понимании знаков ЕЯ. В результате этого рассмотрения, учтя отмеченные трудности и недостатки, можно будет сформулировать подход к пониманию и его результату, позволяющий формализовать и моделировать этот процесс.

2.2.5. Разработка схемы информационного процесса понимания

Рассмотренный выше новый подход к пониманию и стратегии его моделирования позволяет рассматривать результат понимания как результат когнитивного информационного процесса. Данный подход к результату понимания позволяет выбрать для его моделирования такой объект, модель которого обеспечит имитацию понимания средствами вычислительной техники.

Чтобы обосновать предлагаемый в соответствии с принятой стратегией метод моделирования понимания, необходимо обосновать выбор объекта моделирования, а для этого необходимо определить, что же все-таки является результатом понимания знаков естественного языка в сознании человека.

Для решения данной задачи разработана и описана схема понимания знака(рис. 2.2), основанная на данных экспериментальной психологии, нейропсихологии и когнитологии. Разработанная нами схема, иллюстрирующая когнитивный информационный процесс понимания смысла знака ЕЯ, изображена на прилагаемом рисунке.

Процесс понимания знака включает этапы отражения его в сознании человека и собственно понимания. Несмотря на единство этих этапов, между ними существуют принципиальные различия.

Рассмотрим сначала процесс отражения любого материального объекта в сознании человека. При воздействии материального объекта Y на органы чувств в сознании возникают ощущения, при «сложении» которых на уровне восприятия формируется образ конкретного объекта (Y_ко – конкретный образ). При повторных восприятиях данного объекта или объектов данного типа действует механизм суммации. В результате в сознании человека фиксируются повторяющиеся, общие, чувственно воспринимаемые признаки объектов, что приводит к формированию обобщенного образа (Y_оо) объектов данного типа на уровне представления.

С накоплением опыта индивида по отражению объектов материального мира и при достижении определенного уровня обобщения начинает действовать механизм активного поиска и формируется абстрактный образ (Y_ао) объектов данного класса или понятие данного класса объектов на уровне абстрактного отражения (теоретического или словесно-логического мышления). Благодаря логике, по которой работает механизм активного поиска, абстрактный образ содержит существенные признаки отражаемого класса объектов, т. е. в нем человек познает сущность объектов материального мира.

Если индивид сформировал абстрактный образ некоторого класса объектов, то в процессе опознания объекта этого класса от Y_ко из-за ассоциации по сходству возбудится Y_оо, а затем из-за ассоциации по смежности – Y_ао. В результате опознания конкретный воспринимаемый объект Y соотнесется с соответствующим классом объектов. Действующие при этом механизмы суммации и активного поиска могут повысить степень обобщения и степень абстракции образов.

На первом этапе процесса понимания знака X в результате его отражения и опознаниякак некоторого объекта в сознании человека возбудятся конкретный, обобщенный и абстрактный образы — X_ко, X_оо, X_ао соответственно. Сущность знака заключается в обозначении им другого объекта, поэтому можно предположить, что знак, известный человеку, отразится в сознании именно до уровня абстрактного образа.

На втором этапе процесса понимания знака совершается переход по ассоциации по смежности (значению) от X_ао к образу объекта Y. Таким образом, осуществляется собственно понимание знака X.

Переход от образа знака (X_ао) к образу объекта (Y_ао) сводится к использованию возникающей в сознании в процессе формирования понятия (объекта Y) ассоциации по смежности между данным знаком для абстрактного образа данного объекта и системой других знаков, т. е. абстрактных образов (понятий). Вся разница между X_ао и Y_ао состоит в том, что X_ао есть отдельно взятый знак, а Y_ао – тот же знак, но включенный в систему других знаков.

Переход от образа знака (X_ао) к образу объекта (Y_оо) сводится к использованию возникающей в сознании в процессе формирования понятия (Y_ао) ассоциации по смежности между Y_ао и Y_оо, срабатывающей при опознании объектов класса.

Образы объекта, к которым по ассоциации по смежности осуществляется переход от образа знака, являются смыслами. Обобщенный смысл формируется на чувственном уровне, абстрактный — на абстрактном уровне отражения соответственно. Итак, конкретным смыслом назовем образ (Y_ко) конкретного объекта в сознании человека на уровне восприятия, обобщенным смыслом — обобщенный образ (Y_оо) данного типа объектов на уровне представления, абстрактным смыслом (понятием) – абстрактный образ (Y_ао) класса объектов на уровне теоретического (словесно-логического) мышления.

Анализ функций участников знаковой ситуации позволяет рассматривать образ денотата, т. е. смысл, в качестве основного результата процесса понимания, что позволяет обосновать предлагаемый новый подход к моделированию понимания. Если процесс понимания знаков ЕЯ состоит в «реконструкции» их смысла как результата этого процесса, то формализация понимания должна осуществляться за счет формализации смысла знака. Причем такая формализация возможна, так как анализ когнитивных информационных процессов при понимании знаков показывает, что смысл сводится к конструктивному и осязаемому явлению – образу обозначенного знаком объекта. Образ объекта реальной действительности в сознании человека, как видно из схемы понимания знаков ЕЯ, обладает вполне определенными функциями в системе данного информационного процесса, структурой, свойствами и механизмами формирования.

Таким образом, формализация понимания и конкретизация объекта моделирования возможны при подходе к пониманию как к процедуре формирования смысла (образа объекта – денотата), являющегося результатом понимания. Рассмотрение понимания смысла знака как процесса инициации (возбуждения) образа объекта, обозначенного данным знаком, за счет ассоциации по смежности от образа знака позволяет практически решить задачу моделирования понимания. Это обусловлено тем, что модель понимания, при нашем подходе, есть модель образа объекта, конструктивно связанная с образом знака, способная возбуждаться под воздействием знаков, поступающих на вход ЭВМ. Конкретизация понимания и его результата позволяет выбрать объект моделирования, для которого возможно создание программного продукта в памяти ЭВМ.