Модели представления знаний

1. Продукционная.

Эта модель (модель основанная на правилах) позволяет представлять знания в виде предложений типа «Если <условие>, то <действие>».

Условие (антецедент) есть некоторое предложение образец, по которому осуществляется поиск в базе знаний, а под действием (консеквент) действие выполняемое при успешном исходе поиска.

Такой вывод на базе знаний бывает прямой (от данных к концу цепи) и обратный (от цепи к данным для её подтверждения).

Продукционная модель чаще всего используется в промышленных экспертных системах, привлекая разработчиков простотой и наглядностью, высокой модульностью. Имеется большое число программных средств реализующих продукционный подход: язык OPS, «оболочки» или «пустые» экспертные системы Expert System Builder и др.

2. Семантические сети.

Семантика – наука устанавливающая отношения между символами и объектами, которые они обозначают, т.е. наука определения смысла знаков.

Семантическая сеть – ориентированный граф, вершины которого это понятия, дуги – отношения между понятиями.

В качестве понятий обычно выступают абстрактные или конкретные объекты, а отношения типа «это» (AKO-A-kind-of; is).

Характерной особенностью семантических сетей является наличие трёх типов отношений:

Ø Класс – элемент класса (Цветок - Роза)

Ø Свойство – значение (Цвет - жёлтый)

Ø Пример элемента класса (Роза чайная)

По типам отношений семантические сети делятся на:

Ø Бинарные (в них отношения связывают 2 объекта)

Ø N-арные (в которых некоторые отношения связывают более двух понятий)

Ø И др.

Проблема поиска решений в базе знаний типа семантической сети сводится к задаче поиска фрагмента сети соответствующего некоторой подсети отражающий предоставленный запрос к базе.

Пример: на рисунке представлена семантическая сеть в качестве вершин которой выступают понятия: «человек», «Иванов», «Волга», «автомобиль» «вид транспорта», «двигатель», «цвет», «красный».

Рисунок 1. – Семантическая сеть

Данная модель представления знаний была предложена американским психологом Куиллианом. Преимуществом данной модели является то, что она более других соответствует представлению об организации долговременной человеческой памяти. Недостатком её является сложность организации, процедуры поиска, вывода на семантической сети.

Для организации семантических сетей существуют специальные сетевые языки, например: Net(1985), Simer+Mir(Осипов, 1997) и др.

3. Фреймы

Термин фрейм (каркас, рамка) был предложен Марвином Минским в 70-е годы для обозначения структуры знаний, для восприятия пространственных сцен.

Фрейм – абстрактный образ для представления некоего стереотипа восприятия.

В психологии известно понятие абстрактного образа например: произнесение вслух слова «комната» порождает у слушателя образ комнаты: жилое помещение с четырьмя стенами, полом, потолком, окнами, дверью, площадью 6-20 м². Из этого описания ничего нельзя убрать. Например, убрав окна, получим чулан. Но в описании есть «дырки» или «слоты» - незаполненные значения некоторых атрибутов, например: количество окон, цвет стен, высота потолка…

В теории фреймов такой образ комнаты называется «фреймом комнаты», т.е. формализованная модель для отображения образа. Различают фреймы-образцы (прототипы) хранящиеся в базе знаний и фреймы-экземпляры, которые создают для отображения реальных ситуаций на основе поступающих данных.

Модель фреймов является универсальной т.к. позволяет отобразить всё многообразие значений о мире, через:

1. Фреймы-структуры для обозначения объектов и понятий (заём, залог, вексель)

2. Фреймы-роли (менеджер, кассир, клиент)

3. фреймы-сценарии (банкротство, собрание акционеров, празднование именин)

4. фреймы-ситуации (тревога, авария, рабочий режим устройства).

Структура фрейма может быть представлена как список свойств:

Имя фрейма:

(имя 1-го слота: значение 1-го слота)

(имя 2-го слота: значение 2-го слота)

…

…

…

(имя n-го слота: значение n-го слота)

Важнейшим свойством теории фреймов является заимствование из теории семантических сетей – наследование свойств, которое проходит по АКО-связям.

Пример:В сети, показанной на рисунке, понятие «ученик» наследует свойства фреймов «ребенок» и «человек», 5которые находятся на более высоком уровне иерархии.

Так на вопрос: «Любит ли ученик сладкое?», следует ответить: «да», т.к. этим свойством обладают все дети, что указано во фрейме «ребенок». Наследование свойств может быть частичным, т.к. возраст для учеников не наследуется из фрейма «ребенок», т.к. указан явно в собственном фрейме.

Дата добавления: 2015-06-27