Вопрос 9 Модели знаний

Рассмотрим модели представления знаний:

1) Логические модели.

В основе логической модели лежит формальная система, задаваемая четверкой следующего вида: <Т,Р,А,В>, где:

Т – множество базовых единиц любой природы и $-ет спец. процедура П(Х,Т), которая говорит о принадлежности переменной Х к множеству Т.

Р – определяет множество синтаксических правил, с помощью которых на основе множества Т строятся синтаксически правильные выражения. В системе также определена некоторая процедура П1(Y,Р) – является ли конструкция Y, составленная из элементов Т, синтаксически правильной.

А – множество аксиом, образованных из синтаксически правильных конструкций. Для этого множества определена процедура П2(Z,А), которая говорит о том, является ли синтаксически правильная конструкция Z аксиомой.

В – определяет правила вывода, которые позволяют получить новые правильные синтаксические конструкции.

Если имеется процедура, с помощью которой можно определить для любой синтаксически правильной конструкции является ли она выводимой, то такая формальная система называется разрешимой.

Для знаний, входящих в базы знаний(БЗ) можно считать, что мн-во А образует информационные единицы, которые вводятся извне (например эксперт), а с помощью правил вывода получают новые знания.

Для описания логических моделей используется язык исчисления предикатов, а для использования в программировании – язык Prolog.

2) Сетевые модели.

В основе этих моделей лежит понятие семантическая сеть, которая задается следующим способом: <I, C_1, C₂, …,C_N, r >, где

I – определяет множество информационных единиц.

C_1, C₂, …,C_N – множество типов связей между ними.

r – множество отображений связей между информационными единицами.

Для представления сетевых моделей можно использовать диаграммы «сущность-связь».

В зависимости от типов связей, используемых в сетевых моделях, различают классифицирующие сети, функциональные сети и сценарии.

В классифицирующих сетях используется отношение структуризации для определения иерархических отношений между объектами.

Функциональные сети характеризуются наличием функциональных отношений. Они позволяют описывать процедуры вычислений одних информационных единиц через другие.

Особую роль в представлении знаний играют стереотипные знания. Которые описывают стандартные ситуации реального мира. Для представления таких знаний используют сценарий.

Сценарием называют формализованное описание стандартной последовательности фактов, определяющих типичную ситуацию предметной области.

Сценарии используются в системах понимания естественного языка, в системах принятия решений, в системах обучения.

Сетевые модели являются наиболее общей моделью для представления знаний, т.к. они обладают универсальностью.

3) Продукционные модели.

В моделях этого типа используются элементы логических и сетевых моделей. Из логических моделей взяты правила вывода новых знаний, которые здесь называют продукциями. Из сетевых моделей используется представление знаний в виде семантической сети.

Для представления продукционной модели используется следующая запись:

(i); Q; P; AÞB; N

(i) – имя продукции.

Q – сфера применения продукции.

P – условие применимости продукции.

AÞB – ядро продукции (если А, то В).

N – постусловие продукции. Оно становится активным только тогда, когда ядро продукции выполнено.

Р определяет условие применимости и оно может определять 2 значения: истинное или ложное. И в тот момент, когда оно истинно, ядро продукции становится активным. Однако $-ют ситуации, когда активизируются одновременно несколько ядер продукции. В этом случае необходима процедура управления последовательностью выполнения ядер продукции.

Продукционные модели широко распространены в экспертных системах.

4) Фреймовые модели знаний.

В отличие от других моделей представления знаний, фреймовые модели фиксируют жесткую структуру информационных единиц. Эта структура называется «протофрейм».

Выглядит она следующим образом:

Имя фрейма

имя слота1 (значение слота 1)

имя слота2 (значение слота 2)

...

С использованием протофрейма при конкретизации ему присваивается в каждый слот соответствующее значение. Т.о. из протофрейма получаются фреймы-экземпляры.

Дата добавления: 2015-03-31