Глава 4. Реляционные языки представления знаний

Модели (языки) представления знаний, в которых явным образом выделяются объекты и отношения между объектами, характерные для естественных языков, называются реляционными. Под естественным языком понимается любой язык человеческого общения. В данной главе приводится краткий обзор таких моделей и решаемых с их помощью задач.

4.1. Основные элементы естественных языков

Приведем ряд определений, относящихся к естественным языкам.

1. Группы объектов естественного языка, обладающие одинаковыми свойствами будем называть классами. Классы отличаются друг от друга набором характеристик.

2. Действия – это компоненты естественного языка, задающиеся глаголами. Как показывает практика, можно считать, что все действия имеют одинаковый набор характеристик.

3. Имена – это элементы естественного языка, позволяющие определять конкретный экземпляр объекта данного класса. Таким образом, имя в отличие от класса, позволяет однозначно идентифицировать объект. Классы, действия и имена также часто называют понятиями.

4. В естественных языках существует около 200 сводимых друг к другу отношений. Если понятиям соответствуют слова, то отношения часто выражаются грамматическими средствами. Различают 4 основных группы отношений:

1) иметь имя,

2) временные отношения (например, раньше, позже и т.д.),

3) пространственные отношения (например, правее, левее, выше, ниже и т.д),

4) отношения действия (например, А→ Г - автомобиль движется в сторону города),

5) ролевые отношения (связывают понятия и действия с его признаками),

6) казуальные (причинно-следственные) отношения,

7) характеристические отношения (иметь признаки).

E) Квантификаторы – средства естественного языка, позволяющие ограничивать область применимости фактов (например , , часто, иногда, почти, всегда и т.д.). Подобные элементы уже нам встречались при рассмотрении модальных логик (см. 2.4.2).

4.2. Дескрипторные модели

Простейшие модели естественных языков – дексрипторные модели. В этих моделях отражаются только понятия и имена, которые в терминах модели называются дескрипторами.

Модель действительно очень проста: фраза на естественном языке моделируется простым перечислением дескрипторов, которые иногда называются ключевыми словами. Дескрипторная модель часто применяется в информационно поисковых системах (ИПС).

4.2.1. Понятие об ипс.

Название этих систем говорит само за себя – это системы, предназначенные для поиска информации в документальных базах данных, в том числе в глобальных сетях, например, в Интернете. Практически всем широко известны следующие примеры ИПС: rambler, yandex, yahoo, google, hotbot и т.д.

Поиск в таких системах производится по некоторым ключевым словам, которые являются дескрипторами.

Структурная схема дескрипторной ИПС приведена на рис.?

//рис? – структурная схема ИПС (1)

Здесь, ПО – поисковые образцы документов, ПП – поисковое предписание; и то и другое есть некоторый набор дескрипторов. Тезаурус содержит набор всевозможных дескрипторов, т.е. представляет собой массивный словарь. Хранилище содержит сам набор документов или ссылок на документы (ссылки используются при поиске в сетях), среди которых осуществляется поиск. При внесении документа в хранилище, вводится набор дескрипторов (ключевых слов), описывающих его. Набор ключевых слов помещается в тезаурус, а документ или его описание – в хранилище, связанное с массивом поисковых образцов (в нем для каждого документа хранятся ссылки на дескрипторы). При обработке запроса вводятся ключевые слова, на основе которых с использованием тезауруса формируется поисковое предписание. Далее происходит сверка поискового предписания с поисковыми образами, устанавливается соответствие и выдается документ или его описание, позволяющее найти документ. Методы сравнения поисковых образов и поисковых предписаний описаны в следующих пунктах данного параграфа.

Дескрипторной модели имеют два основных недостатка

A) Возможность ложной координации дескрипторов из-за неоднозначности понятий естественного языка. Например, дескриптор «ПРОЛОГ» может означать пролог к книге или одноименный язык программирования, дескриптор «ключ» – ключ от двери, родник, уникальный атрибут в реляционной таблице и т.д.

B) Неоднозначность из-за отсутствия определения ролей. Например, имеем фразу: «мать любит дочь». Возможно два толкования (грамматического разбора):

1) мать (подл) любит дочь,

2) мать любит дочь (подл). (2)

Иногда вводят в архитектуры систем возможности определения ролей, но в этом случае модель поиска уже не может называться дескрипторной, а механизмы поиска значительно усложняются.