D0I:10.13374/i.issn1001053x.2002.03.073 第24卷第2期 北京科技大学学报 VoL.24 No.2 2002年4月 Journal of University of Science and Technology Beijing Apr.2002 知识发现系统内在机理 杨炳儒周颖 北京科技大学信息「程学院，北京100083 摘要介绍了杨炳儒教授独立提出的知识发现系统内在机理中的3个机制一双库协同 机制、双基融合机制、信息扩张机制，及在其上构建的KDD*,KDK*,KD(D&K),ESKD结构模型， 并介绍了在知识表示方法、发现算法与自动评价方法等方面的创新性成果 关键词知识发现；体系结构；内在机理；KD(D&K)系统；KDD*系统：KDK*系统 分类号TP18:TP391 最近的Gartner报告列举了5项在今后3一 知科学与智能系统等多学科交叉结合的角度， 5年内对工业将产生重要影响的关键技术，其 将其视为一个开放和不断进化的系统，以认知 中KDD和人工智能首位，同时这份报告将并行 自主性为核心，研究知识发现的系统结构、方 计算机体系结构和KDD(Knowledge Discovery in 法、进程与运行机制，提出了双库协同机制、双 Database)的研究列入今后5年内应该投资的l0 基融合机制和信息扩张机制；进而提出了基于 个新技术领域 双库协同机制的KDD扩展结构—KDD*系 目前国际上KDD的研究主要是以知识发 统、基于双基融合机制的KDK*系统、基于信息 现的任务描述、知识评价与知识表示为主线，有 扩张机制的KD(D&K)系统以及基于KD(D&K) 效的知识发现算法为中心，这是在相当长的时 模型的广义诊断型专家系统ESKD:并认为条 间内保持的主流与基调.然而，数据发掘的局限 件已成熟，规范与罗列出了可能的专题研究方 性，正是源于对知识发现系统内在规律性缺乏 向与技术路线，初步构建了知识发现系统的体 研究与认识.若将KDD局限于一个封闭的模式 系结构（见图1）.经中国科学技术信息研究所查 中，不可避免地会带来一系列的问题；而若把知 各实际领域的应用（如农业、远程教有 识发现及其相关的一些进程作为一个宏观的开 应用层 气象、金融、市场预测…油气预测等) 放的整体来考虑，会在一定程度上解决以上问 题.另外当前对于KDD主流技术的研究已取得 软件层 知识发现系统各类引擎（软件系列）开发 方 了一定的成果，对算法的研究已不局限于以往 法 预处理「知识表知识发 知识评价后处理 的一些传统算法，而涉及到了粗糙集、遗传算 方法」儿示方法 掘方法与优化方法方法 法、概念格、小波分析等一些相关的技术方法 这不仅为KDD系统的整体体系结构的构建提 结 知识发现新结构模型 供了基础，而且在客观上也要求为KDD系统提 KDD KDD+ KDK* KD(D&K)ESKD 供一个理论上的体系框架，将各种相关领域的 层 ■ 研究统一起来.这些成为在KDD领域里开拓新 内在机理研究 的研究方向的基本背景 机理层 双库协 双基融 信息扩 核心概念 1知识发现系统体系结构 同机制 合机制 张机制 的研究 纵观知识发现的理论和技术方法的发展状 基础层 逻辑基础 哲学基础 方法论基础 况和存在问题，笔者于1997年从知识发现、认 图1知识发现系统的体系结构图 Fig.1 Architecture of knowledge discovery system 收稿日期2001-1106杨炳儒男，58，教授，博导 *国家自然科学基金重点资助课题No.69835001),教育部科技重点资助项目(No.[20001175)第 卷 第 期 年 月 北 京 科 技 大 学 学 报 心 知识发现 系统 内在机理 杨 炳儒 周 颖 北京科技大学信息工程学院 ， 北京 摘 要 介绍 了杨炳儒教授独 立 提 出 的知识发现 系统 内在机理 中的 个机制— 双库协 同 机制 、 双基融合机制 、 信息扩张机制 ， 及在其上构建的 ， ， ， 结构模型 ， 并介绍 了在知识表示 方法 、 发现算法 与 自动评价方法等方 面 的创新性成果 关键词 知识发现 体系结构 内在机理 系统 系统 系统 分 类号 最近 的 报告列举 了 项 在今后 一 年 内对工 业 将产生重 要 影 响的关键技术 ， 其 中 和 人工智 能首位 ， 同时这份报告将 并行 计算机体系结构和 幼 心 汀 的研究列 人今后 年 内应 该投资的 个新技术领域 〔，」 目前 国际上 的研究 主要 是 以 知识发 现 的任务描述 、 知识评价与知识表示 为主线 ， 有 效的知识发现算法 为 中心 「 ， 这 是在相 当长 的时 间 内保持的主流与基调 然而 ， 数据发掘 的局 限 性 ， 正 是 源 于 对知识发现 系统 内在规 律性缺乏 研究与认识 若将 局 限于 一个封闭的模式 中 ， 不 可避免地会带来一 系列 的问题 而若把知 识发现及其相关的一些进程作为一个宏观 的开 放 的整 体来考虑 ， 会在一 定程 度 上 解 决 以上 问 题 另外 当前对于 主 流技术 的研究 已 取得 了一 定 的成果 ， 对算法 的研究 已不局 限于 以往 的一 些传统算法 ， 而涉及 到 了粗糙集 、 遗传算 法 、 概念格 、 小波分析等一些 相关的技术方法 「 这不 仅 为 系统 的整 体体系结构 的构 建提 供 了基础 ， 而 且 在 客观上 也要 求为 系统提 供一个理论上 的体系框架 ， 将各种 相关领 域 的 研究统一起来 这些成 为在 领域里开 拓新 的研究方 向的基本背景 知科学 与智能 系统等多学 科交叉 结合 的角度 ， 将其视 为一个 开放 和 不 断进 化 的 系统 ， 以认知 自主性 为核 心 ， 研究 知识发 现 的系统结构 、 方 法 、 进 程 与运 行机制 ， 提 出 了双库协 同机制 、 双 基融合机制和 信息扩张机制 飞进 而提 出了基于 双 库协 同机 制 的 扩 展 结构— 系 统 、 基 于 双基融合机制的 系统 、 基 于 信息 扩 张机制 的 系统 以及 基于 模型 的广 义诊 断型 专家 系统 并认 为条 件 已 成熟 ， 规范与罗 列 出了 可 能 的专题研究方 向与技术路线 ， 初步构建 了知识发 现 系统 的体 系结构 见 图 经 中国科学技术信息研究所查 应用层 一险需 卿孺需觑 — 一 — 不 软件层 一画面赢 系统客奚弓画画邃亘远亘 —— 一 布 一与模才庸陈户矢一心尤型刃一卜匡卜 一发法 一日一构塘万门训 ‘ 一识方新下阵、经结沪。不一断榨弘 ︸ 一一知掘现肠月川日川一袱… 发汪叶晨庸雇 一层 法技术方层结构模型 机理 知识发现 系统体系结构 纵观知识发现 的理论和技术方法 的发展状 况 和存在 问题 ， 笔者 于 年从知识发现 、 认 收稿 日期 一 一 杨炳儒 男 ， ， 教授 ， 博导 基础 图 知 识发 现 系统 的体 系结构 图 国家 自然科学基金重点资助课题 教育部科技重点 资助项 目困 」 DOI ：10．13374／j ．issn1001—053x．2002．03．073