Понятия схемы и подсхемы

“Понятие схемы и родственные ему понятия, рамок, сценариев, планов уходят корнями в когнитивную науку, - писал Д. Рамельхарт, - и используются различными авторами для обозначения ряда взаимосвязанных концептов, но эти термины не являются полными синонимами. Разные авторы понимают их по-разному, однако, в силу их взаимосвязанности, обсуждение каждого из них проясняет все остальные.

Схемы задействованы в процессах интерпретации сенсорных данных (лингвистических и нелингвистических), извлечения информации из памяти, целеполагания, организации действий, распределения ресурсов. Понятно, что это очень мощные средства. Понятие схем может служить базой для теории оперирования информацией, осуществляемой человеком. Однако точного представления о том, что же такое схемы, пока не существует, и некоторые скептики говорят о них все же с подозрением.” Теория схем – это теория знаний, их репрезентаций и использования. Согласно теории схем, все знания упакованы в определенные структуры (элементы), они-то и называются схемами. В дополнение к знаниям как таковым имеется еще и информация о том, как этими знаниями пользоваться. Схема – структура данных, репрезентирующая хранимые в памяти общие понятия. Существуют схемы, репрезентирующие знания обо всех понятиях: объектах, ситуациях, событиях, последовательностях событий, действиях и их последовательностях.

Теория схем воплощает в себе прототипическую теорию значения, согласно которой значению хранимого в памяти понятия соответствует определенная схема, передающая типичную (нормальную, стандартную) для данного понятия ситуацию. Внутренняя структура схем соответствует сценарию игры. Как игра характеризуется рядом моментов, которые передают ее сущность и могут быть повторены разными акторами в разное время, так и схема содержит ряд переменных, которые воплощают наиболее типичные характеристики ее фактических реализаций.

С опытом мы приобретаем знания о переменных схемы. Такие знания о типических значениях переменных и их взаимосвязях называются переменными составляющими. Последние выполняют две важные функции в теории схем. Во-первых, они помогают идентифицировать различные аспекты ситуации с переменными схемы. Говоря о покупке, мы мыслим в покупателе одушевленное существо, а в качестве платы за покупку – неодушевленные предметы, т.к. знаем, что покупки совершают люди, а расплачиваются они деньгами. Во-вторых, переменные составляющие помогают установить отсутствующие значения отсутствующие значения (отсутствующие значения) переменных. Так, если в ситуации покупки не упоминается о деньгах, мы все же предполагаем, что деньги имеют место, причем в том количестве, что их стоимость покрывает стоимость покупаемой вещи. В этом случае схема помогает нам делать логические выводы относительно умалчиваемых аспектов ситуации. Полезно заметить, что переменные составляющие определяют нормативную область значений для каждой переменной и показывают, как эта область значений изменяется в зависимости от значений других переменных. Иными словами, переменные составляющие наводят на мысль о возможных значениях ненаблюдаемых переменных на основе значений наблюдаемых переменных. Существует также понятие «предписания схемы», которое ассоциируется с понятием правил игры. Игра предписывает действующим лицам выполнять определенные действия в определенное время и в определенном месте. Подобным образом действует и схема. Если мы интерпретируем некоторую ситуацию как ситуацию покупки, то в нашей памяти актуализируется соответствующая схема покупки со всеми ее переменными, и именно она направляет наше дальнейшее восприятие ситуации. Полезно заметить, что схема не конкретизирует каждую деталь ситуации. Как сценарий игры допускает некоторую вариативность, так и схема делает то же самое. Отдельные нюансы игры могут быть изменены, однако, игра не перестает быть той же самой игрой. Схема также допускает модификации. Она – лишь скелет, облегчающий интерпретацию ситуации. Наконец укажем, что, несмотря на сходство между схемой и игрой, заметны и серьезные различия между ними. Возможно, самой большое из них – степень абстракции. В нашем примере абстрактную схему покупки мы сравнивали с игрой, которая более конкретна. Первая должна быть приложима к любой ситуации покупки, а значит, быть более абстрактной. Любая реальная игра конкретна. Сверх того, игра обычно затрагивает людей и их взаимодействия, а схема может иметь отношение к событиям и объектам разного рода. Кроме того, хотя игра может состоять из нескольких актов, каждый из которых обладает своей устойчивой структурой, сценарий игры реально затрагивает лишь один уровень. Сценарий не является конфигурацией подсценариев. Схема же является конфигурацией подсхем, раскрывающих отдельные аспекты понятия.

Возможно, основная функция схем сопряжена с конструированием интерпретации события, объекта, ситуации, т.е. с пониманием. Поэтому полезно сравнивать схему с некоторой неформальной, личностной теорией относительно природы событий, объектов и ситуаций. Полный набор схем, которым мы располагаем, сопоставим с нашей личностной теорией о природе реальности. Так же как в реальной жизни мы часто оцениваем теорию и сравниваем ее с нашими практическими наблюдениями, наше оперирование схемами начинается с проверки, насколько они адекватны происходящему в реальности. Так же как проверка теории предполагает определение параметров теории, так и проверка того, насколько точно наши схемы соответствуют текущим ситуациям, требует определения значений переменных схемы. Если релевантная схема не в состоянии прояснить отдельные аспекты ситуации, индивид может либо считать ее все же адекватной, либо признать неадекватной и поискать другие инструменты. Так, лицо, читающее текст, постоянно оценивает гипотезы относительно наиболее вероятной интерпретации текста. Когда читающие текст вооружены конфигурацией гипотез (схем), дающих ясное представление о различных аспектах текста, тогда говорят, что читатели понимают текст. В той степени, в какой читатель не может найти нужную конфигурацию, текст считается непонятым. Схемы напоминают теории еще в одном отношении. Теории обладают предсказательной силой. На их основе мы делаем заключения относительно потенциальных событий. То же можно сказать и о схемах, конфигурация которых дает удовлетворительное объяснение всех (в т.ч. и ненаблюдаемых) аспектов ситуации. Ранее приобретенная схема выводит нас за пределы наблюдаемого. Так, схема автомобиля позволяет без колебаний приписать все его стандартные характеристики реально существующему автомобилю, как бы опережая сенсорное восприятие. Таким образом, если у нас есть схема какого-либо события, нам трудно различить, какие его аспекты становятся для нас продуктом сенсорного восприятия, а какие – только производными наших умозрительных интерпретаций.

Есть, по крайней мере, две неточности в рассмотренных выше аналогиях. Во-первых, игры и теории пассивны, а схемы – это активные процессы. Во-вторых, отношения между теорией и ее составными частями или между игрой и ее компонентами не всегда очевидны. Схемы же имеют четко определенную структуру составляющих ее элементов. Оба момента сближают схемы с процедурами или компьютерными программами, поэтому схема должна рассматриваться как процедура, чья основная функция состоит в том, чтобы определить, в какой степени она объясняет наблюдаемую реальность. Поскольку схемы, лежащие в основе понятий идентифицируются со значениями данных понятий, теория схем представляет собой одновременно и прототипическую теорию значения и процедурную теорию значения. Вторая характеристика, сближающая схемы с процедурами, - их структурность. Обычно процедура распадается на сеть (дерево) подпроцедур, и исполнение процедуры – это поочередное исполнение подпроцедур, каждая из которых в свой черед распадается на ряд компонентов. То же справедливо и в отношении схем. Схема также есть сеть (а возможно, и дерево) подсхем, последние репрезентируют различные аспекты концептуального содержания закодированного схемой понятия. Как пример рассмотрим схему понятия “лицо”. Она расчленяется на ряд подсхем, репрезентирующих отдельные части лица: нос, рот, глаз. Каждая подсхема в свою очередь распадается на конфигурацию подсхем. глаз-схема, например, содержит подсхемы зрачек, глазное яблоко и т.д. Как выполнение полной процедуры зависит от успешной реализации ее подпроцедур, так и пригодность схемы зависит от пригодности каждой составляющей ее подсхемы. Релевантность схем глаза и рта, например, служит веским основанием релевантности схемы лица. Итак, так же как процедура состоит из подпроцедур, а те в свою очередь тоже состоят из подпроцедур, так и схемы состоят из подсхем, каждая из которых включает свои подсхемы. Однако процесс этот не бесконечен. Как компьютерная программа имеет в своей основе набор элементарных и неразложимых инструкций для машины, так и схемы разворачиваются на базе элементарных схем, которые уже не могут быть разложены на более простые схемы. Эти простейшие схемы были названы мною примитивами.

Грамматический анализатор (a parser) - это средство, позволяющее определить, является ли некоторая последовательность символов правильным предложением (т.е. составлена ли она по правилам грамматики) и если да, то какова внутренняя структура данного предложения. Иными словами, грамматический анализатор определяет, какие символы последовательности составляют те или иные элементы предложения. Процесс нахождения и верификации соответствующих схем сродни процессу грамматического анализа. Подобная аналогия особенно полезна для вычислительной лингвистики с ее анализирующими процедурами, о которых речь пойдет позже.

Можно выделить следующие четыре основные характеристики схем:

1. Схемы имеют переменные;

2. Схемы могут включаться одна в другую;

3. Схемы репрезентируют знания на всех уровнях абстракции;

4. Схемы репрезентируют знания лучше определений.

Рассмотренные выше аналогии иллюстрируют указанные характеристики. Схемы имеют переменные, тогда как игры имеют роли, а теории – параметры. Способность схем включаться одна в другую лучше всего демонстрирует сравнение схемы с процедурой. Как теории могут быть о большом и малом, так и схемы репрезентируют знания на всех уровнях – от идеологий и ценностей культуры до значений отдельных слов. Наши схемы репрезентируют все уровни нашего опыта, на всех уровнях абстракции. Наконец, наши схемы – это наши знания. Все наши знания воплощены в схемы. Аналогии позволяют выделить, по крайней мере, еще две более общие характеристики схем: 5. Схемы являются активными процессами. 6. Схемы являются инструментами познания, оперирование которыми подчиняется оценке их релевантности поступающей информации.

Перцепция, как и языковое восприятие, является интерактивным процессом. Информация поступает к нам от наших органов чувств, и она направляет поиск соответствующих схем интерпретации входящих данных. Зачастую отдельные части объекта могут быть определены лишь в контексте целого. В свою очередь целое не может быть определено безотносительно к его частям. Интерпретация целого и его компонентов должна происходить комплексно.

Процесс понимания дискурса – это процесс нахождения конфигурации схем, которая дает адекватное объяснение дискурса. Существуют, по крайней мере, три момента, относящихся к теории схем. 1. У субъекта может не быть релевантных схем. В этом случае он просто не в состоянии понять сообщение; 2. Субъект может располагать релевантными схемами, но не догадываться, что нужны именно они. При этом он так же не может понять сообщаемое, но, со вспомогательной наводкой, он в состоянии прийти к пониманию высказывания; 3. Субъект может воспринять и проинтерпретировать текст, но не в том ключе, в каком ждет от него автор сообщения. В данном случае субъект «поймет» текст, но не поймет замысла автора.

Помимо восприятия и понимания текстов, схемы также играют важную роль в процессах запоминания. Лучший способ прояснить это – рассмотреть сходство процессов понимания и запоминания. Имея в виду названное сходство, можно говорить о двух функциях, которые выполняют схемы в запоминании информации. Во-первых, т.к. схемы формируют первичные интерпретации, они определяют форму запоминаемого фрагмента. Во-вторых, схемы используются в переинтерпретации запомненных данных, что ведет к реконструкции первичной интерпретации. Есть веские доказательства в пользу обозначенных функций. Последние предполагают, что мы запоминаем скорее наши интерпретации события или текста, а не сам текст или событие. Вторая функция схем в процессах запоминания сопряжена с реконструкцией первичной интерпретации. Как понимание отождествляется с процессом выбора и верификации концептуальных схем, объясняющих наличную ситуацию, так и процесс запоминания идентичен, в своей основной части, процессу выбора и верификации соответствующей конфигурации схем, объясняющих хранимые в памяти фрагменты информации. В предложенных рассуждениях есть одно важное упущение. В них подразумевается, что сенсорные данные пассивны. То же будто бы характерно и для запоминания. Система памяти рассматривается как состоящая из множества хранимых в памяти фрагментов, актуализирующихся в процессе интерпретации, причем их актуализация есть простое вспоминание. Подобные рассуждения совершенно неверны ни в отношении понимания, ни в отношении запоминания.

Перцепция целеориентирована. Мы не пассивные приемники информации, напротив, мы активно ищем информацию, релевантную нашим потребностям и целям. Этот информационный поиск идет рука об руку с процессом интерпретации информации. Ожидания играют значимую роль в управлении интерпретационным процессом, а наши схемы руководят информационным поиском. Запоминание целеориентировано еще в большей степени, чем перцепция. Обычная ситуация запоминания, вероятно, сродни скорее поиску номера телефона, нежели просмотру телевизионных программ или чтению текста: отбор информации строже, т.к. активизируются вполне определенные структуры памяти. Иногда они у нас под рукой, на чаще необходим их поиск, и он, конечно, не случаен. Скорее он направляется схемами, которые как бы кодируют фрагменты нашей памяти так же как другие схемы кодируют наши записные книжки с номерами телефонов. Когда нам нужен номер телефона, мы обращаемся к телефонному справочнику. Зная его структуру, мы находим нужный нам раздел книги. Наконец, мы используем наши знания о номерах телефонов, чтобы интерпретировать записанные на страницах книги символы.

Одна из центральных проблем теории схем - образование новых схем и участвующие в нем процедуры познания. На сегодня немного известно о том, какого рода процессы познания участвуют в формировании новых схем. С логической точки зрения, существует три принципиально различных типа познания, потенциально причастных к системам схем. 1. Результаты процессов понимания сами по себе есть один из типов познания. В такой же мере, усвоив текст или осознав событие, мы можем впоследствии воспользоваться хранимой в памяти информацией о них. Указанный тип познания есть, в строгом смысле, «познание факта», оно было названо мною accretion (приращение). 2. Существующие схемы могут развиваться или изменяться, что лучше приводит их в соответствие реальному опыту. С опытом наши взгляды, понятия претерпевают неизбежные изменения, они как бы «пропускаются» сквозь призму реальности. 3. Третий тип познания связан с созданием новых схем и предполагает формирование новых представлений. В теории схем рассматриваются, по крайней мере, два способа образования новых понятий. Последние могут базироваться на существующих схемах или (в принципе) выводиться из реального опыта. Этот тип познания именуется реструктуризация.

Схемы играют центральную роль в процессах логических рассуждений. Большинство умозаключений, которые мы делаем, опираются не на наши общие схемы целеполагания, а на более частные схемы, репрезентирующие конкретные знания. Сказанное хорошо иллюстрируют эксперименты Д’Андрада, который отчетливо показал, что в случае отсутствия более частных, конкретных схем, релевантных возникшей перед индивидом проблемы, он задействует только самые общие стратегии решения проблемы и хуже справляется с последней. Если же стоящая перед индивидом проблема максимально близка ситуациям его реальной жизни, он может спокойно опереться на относительно богатый арсенал схем. В этом случае проблема решается успешнее. Таким образом, понимание проблемы и ее разрешение – вещи достаточно близкие.

5 Модели данных: иерархическая, сетевая и реляционная модели данных.

Система баз данных поддерживает в памяти ЭВМ модель предметной области. Однако результат моделирования зависит не только от предметной области, но и от используемой СУБД, поскольку каждая система предоставляет свой инструментарий для отображения предметной области [17].

Этот инструментарий принято называть моделью данных. В то же время результат отображения предметной области в терминах модели данных называется моделью баз данных.

Модель данных определяется тремя компонентами:

. допустимой организацией данных;

. ограничениями целостности (семантической);

. множеством операций, допустимых над объектами модели данных.

Допустимая организация данных определяется разнообразием и количеством типов объектов модели данных, ограничениями на структуру данных. Например, в СУБД БАНК можно определить до 255 типов записей и 500 типов связей, а БД имеет произвольную сетевую ациклическую структуру. В то же время модель данных системы ОКА допускает наличие в БД до 256 типов записей, между которыми устанавливаются так называемые физические связи с тем, чтобы БД имела древовидную структуру не более 15 уровня. Кроме того, между записями одной или разных БД допускается устанавливать дополнительные ассоциации, называется логическими связями.

Ограничения целостности поддерживаются средствами, предусмотренными в модели данных для выражения ограничений на значения данных и ассоциации, которые (ограничения) характеризуют достоверные состояния БД.

Ряд ограничений целостности поддерживается моделью данных по умолчанию и распространяется на все типовые ситуации, возникновение которых возможно при внесении изменений в БД. Для примера обратимся к модели данных системы СЕТОР. Если между записями типа ПОЛИКЛИНИКА и ЖИТЕЛЬ установлена иерархическая связь, то СУБД воспрепятствует удалению сведений о поликлинике, если с этой поликлиникой связана хотя бы одна запись о пациенте.

Другие ограничения целостности могут задаваться явно и также распространяться на множество однотипных ситуаций. Рассмотрим пример. Предположим, что при определении записи для какого-либо поля задано свойство уникальности значений, тогда СУБД воспрепятствует появлению в БД двух записей с одинаковым значением этого поля.

Ограничения целостности могут распространяться и на значения отдельных полей. Например, в системе ДИСОД при описании записи можно задать область допустимых значений. Система не допустит обновления данного, если новое значение будет квалифицировано как некорректное.

Модель данных системы СЕТЬ содержит механизм процедур, позволяющий разработчикам информационной системы расширить возможности СУБД. Администратор БД определяет процедуры проверки корректности состояний данных и указывает условия, 'при которых эти процедуры должны автоматически выполняться.

Множество операций определяет виды обработок, которым могут подвергаться объекты модели данных. Сюда в первую очередь входят операции выборки данных и операции, изменяющие состояние БД.

Поддерживаемые СУБД модели данных, описанные в научной литературе, традиционно разбивают на сетевые, иерархические и реляционные. Эта классификация весьма условна, так как каждая СУБД поддерживает оригинальную модель данных. И даже если эта модель данных относится к одной из выделенных разновидностей, она содержит достаточно много отличительных особенностей.

Date: 2015-11-15; view: 1584; Нарушение авторских прав