По функциональному назначению, отображающему различные виды стереотипных понятий, выделяют ФР-объекты, ФР-субъекты, ФР-операции и ФР-ситуации

Теоретико-справочный материал

Модель представления знаний - фреймы

Цель работы: в соответствии с индивидуальным заданием создать иерархическую структуру фрейм-системы.

Фрейм (рамка) (ФР) - единица представления знаний, запомненная в прошлом, элементы которой при необходимости могут быть изменены согласно текущей ситуации. Информация может касаться способов применения данного ФР, последствий этого применения, действий, которые необходимо выполнить, если не оправдался прогноз и т. п. [5]. ФР обычно применяются для представления либо универсальных, либо специальных знаний [6]. ФР классифицируют по познавательному и по функциональному назначению.

По познавательному назначению, отображающему особенности процесса познания лица, принимающего решение, (ЛПР), выделяют ФР-прототипы (Fr) и ФР-примеры (fr).

ФР-прототипы (или фреймы-шаблоны) отражают знания об абстрактных стереотипных понятиях (концептах, или терминах) ПО. Понятие – это имя, присвоенное классу обобщенных сущностей и явлений окружающего мира или ПО, объединяемых общностью их призначных структур и свойств.

ФР-примеры (или фреймы-образцы, фреймы-экземпляры) отображают знания о конкретных (индивидуальных) сущностях и явлениях (объектах, субъектах, ситуациях и т.д.) окружающего мира или ПО, т.е. об объективных и научных фактах.

ФР-прототипы разрабатывают для формулирования общих понятий ПО при постановке исходной неформализованной задачи (НФЗ).

ФР-примеры используют для постановки и для генерации семантических решений НФЗ.

Формально каждый i -й ФР-прототип можно представить в виде нотации Бекуса-Науэра:

Fr_i::=<имя _i,атрибут _ij,характеристика _ijk >, (2)

где «::=» означает: «определяется как» или «может быть приписан как»;

имя _i – имя фрейма – это слово, обозначающее некоторое понятие;

атрибут _ij – атрибут фрейма – это одно из ключевых призначных свойств, выбранных для формулирования или описания смысла понятия, которое формулирует ЛПР при концептуальном таксономическом анализе ПО;

характеристика _ijk – характеристика фрейма – это одна из форм или один из признаков проявления некоторого свойства.

Пару атрибут _ij и характеристика _ijk называют слотом фрейма. Составными частями слота являются фасеты, или ячейки.

Концептуальный анализ – это выделение основных видов понятий ПО (видов объектов, операций, ситуаций и т.д.).

Таксономический анализ – это классификация и систематизация сложноорганизованных ПО, имеющих обычно иерархическую структуру. В результате таксономического анализа выделяют соподчиненные группы объектов ПО, называемые таксонами.

Основной особенностью ФР является их иерархическая структура. ФР обычно соответствует представлению общего понятия в виде таксономической (классификационной) иерархической структуры. Особенность такой иерархической структуры состоит в том, что информация об атрибутах, которую содержит ФР верхнего уровня, совместно используется всеми ФР нижних уровней, связанными с ним. Например, атрибут «металлы» является общим с атрибутами «химический элемент» и «чистые вещества», которые находятся на самом нижнем уровне. Такая структура позволяет систематизировать и запоминать схожие понятия ПО, избегая лишних сложностей, касающихся информации об атрибутах, и добавлять новые понятия или знания в соответствующие позиции в этой иерархии при обучении. При этом упрощается обнаружение противоречий в знаниях и управление последовательностью знаний.

Построение иерархической структуры ФР основывается на отношениях «абстрактное - конкретное» («является», «есть» - отношение «IS-A»; «является видом» - отношение «АКО», т.е. «A-KIND-OF»). Используют также отношения «целое - часть» («является частью» - отношение «PART-OF»; «имеет часть» - «HAS-PART») при описании структуры объектов ПО или структуры решаемой задачи. Практическое применение во ФР-системах получили лишь отношения «абстрактное ‑ конкретное». Иногда требуется описывать структурированные объекты и управление ими, в таких случаях не обойтись без использования отношений типа «целое-часть». При этом составляющие системы описываются отношениями «IS-A», а структура – отношениями «PART-OF».

При переходе от ФР-прототипа (отображающее абстрактное понятие для класса сущностей или явлений) к ФР-примеру (отображающему объективные или научные факты) происходит «означивание характеристик», т.е. присвоение каждой характеристике одного конкретного значения. Значение характеристики ФР – это конкретная величина или фактографическая информация, которая может быть присвоена некоторому признаку, т. е. характеристике атрибута.

В процессе генерации семантических решений НФЗ после «означивания» ФР-прототипы превращаются во ФР-примеры; образуется взаимосвязанная совокупность родственных ФР, называемых сетью ФР, или системой ФР. Каждый ФР и сеть ФР комплексно отображают как декларативные, так и процедурные знания о ПО. Операцию, в ходе которой при генерации семантического решения НФЗ проверяется правильность выбора ФР, называют операцией сопоставления. Обычно эта операция осуществляется в соответствии с текущей целью и информацией (значениями), содержащейся в данном ФР. Иными словами, ФР содержит условия, ограничивающие значения слота, а цель используется для определения того, какое из этих условий, имея отношение к данной ситуации, является релевантным [3].

Дата добавления: 2014-12-16