Каким свойством обладают фреймы в теории Искусственного интеллект

В чем заключаются особенности семантической сети

В семантической сети вершинам сопоставлены понятия (объекты, события, процессы), а дугам - отношения на множестве понятий. В общем случае это означает, что в виде семантической сети можно отобразить знания, заключенные в текстах на естественном языке. Как показали исследования, в языках индоевропейской группы имеется не более 200 различных, не сводимых друг к другу отношений. Комбинации этих базовых отношений позволяют выразить остальные отношения, фиксируемые в текстах. Конечное число базовых отношений позволяет надеяться, что в базах знаний можно представить любую предметную область.

На примере семантической сети общего вида можно установить различие между базой данных и базой знаний. Предметная область есть множество допустимых состояний своих компонентов. Представленное через общие понятия и отношения между ними, это множество образует базу знаний - в виде абстрактной семантической сети. С другой стороны, в зависимости от ситуации компоненты предметной области будут иметь конкретные значения, свойства, характеристики. Все эти конкретные данные о предметной области будут отображаться в так называемой конкретной семантической сети или базе данных сетевой структуры.

Семантические сети, несмотря на большие возможности средств, используемых для отражения отношений между понятиями и объектами, обладают некоторыми недостатками. Слишком произвольная структура и различные типы вершин и связей требуют большого разнообразия процедур обработки информации, что усложняет программное обеспечение ЭВМ.

Понятиями обычно выступают абстрактные или конкретные объекты, а отношения – это связи типа: это (is); имеет частью (Has part); принадлежит; любит и т.д.

Наиболее часто в семантических сетях используются следующие отношения:

связи типа «часть-целое» («класс-подкласс», «элемент-множество» и т.п.);

функциональные связи (определяемые обычно глаголами «производит», «влияет» и т.д.);

количественные (больше, меньше, равно и т.д.);

пространственные (далеко от, близко от, за, под и т.д.);

временные (раньше, позже, в течение …);

атрибутивные связи (иметь свойство, иметь значение…);

логические связи (и, или, не…).

Фрейм в переводе означает рамка (frame - рамка). Любое представление о предмете, объекте, стереотипной ситуации у человека всегда обрамлено характеристиками и свойствами объекта или ситуации. В основе теории фреймов лежит фиксация знаний путем сопоставления новых фактов с рамками, определенными для каждого объекта в сознании человека. Структура в памяти ЭВМ, представляющая эти рамки, называется фреймом.

Слотом фрейма называется элемент данных, предназначенный для фиксации значений об объекте, которому отведен данный фрейм.

Слот фрейма характеризуется следующими параметрами:

имя слота (каждый слот должен иметь уникальное имя во фрейме);

указатель наследования.

Указатель наследования показывает, какую информацию об атрибутах слотов во фрейме верхнего уровня наследуют слоты с теми же именами во фрейме нижнего уровня. При этом могут быть следующие ситуации:

слот наследуется с теми же значениями данных (т.е. тот же);

слот наследуется, но данные в каждом фрейме могут принимать любые значения (уникальный);

слот не наследуется (независимый).

Фреймы обладают свойством вложенности, т.е. в качестве значения слота может выступать система имен слотов более глубокого уровня. Свойство вложенности, возможность иметь в качестве значений слотов ссылки на другие фреймы и на другие слоты того же самого фрейма обеспечивают фреймовым моделям удовлетворение требований связности и структурированности знаний. Наличие имен фреймов и имен слотов означает, что знания хранимые во фреймах, имеют характер отсылок и тем самым внутренне интерпретированы.

Использование фреймов в фундаментальных науках дает возможность формирования более строгого понятийного аппарата и комплексирования обычных математических моделей с фреймовыми формализмами. Для описательных наук фреймы - это один из немногих способов формализации, создания понятийного аппарата.

Различают фреймы-образцы, или прототипы, хранящиеся в базе знаний, и фреймы-экземпляры, которые создаются для отображения реальных ситуаций на основе поступающих данных (см. Рис. 73).

Модель фрейма является достаточно универсальной, поскольку позволяет отобразить все многообразие знаний о мире через следующие структуры:

фреймы – структуры, для обозначения объектов и понятий (заем, залог, вексель);

фреймы – роли (менеджер, кассир, клиент);

фреймы – сценарии (банкротство, собрание акционеров, празднование именин);

фреймы – ситуации (тревога, пожар, авария, рабочий режим).

Важнейшим свойством теории фреймов является заимствованное из теории семантических сетей наследование свойств. Наследование происходит по АКО-связям. (A-Kind-of=это) - похожий вариант.

Основным преимуществом фреймов как модели представления знаний является способность отражать концептуальную основу организации памяти человека, а также ее гибкость и наглядность.

Специальные языки представления знаний в сетях фреймов FRL (Frame Representation Lanquage) и другие позволяют эффективно строить интеллектуальные информационные системы и, в частности, промышленные экспертные системы. Широко известны такие фреймо- ориентированные экспертные системы, как ANALYST, МОДИС.

Дата добавления: 2015-04-24