8

Часть 2. Модели организации знаний

2.1. Интенсионал и экстенсионал

Предметная область есть множество допустимых состояний своих компонентов. Представленное через общие понятия и отношения между ними, это множество образует базу знаний — интенсионал. 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 экстенсиональной БД.

Упрощенно структура взаимодействия БЗ и БД показана на рис. 2.1.

Пример 1: Интенсионал - понятие «легковая машина» с родо-видовыми отношениями «кузов», «двигатель», «управление» и т. п. Экстенсионал - множество марок легковых машин («Волга», «Жигули», «Москвич» и т. д.) с их конкретными характеристиками.

Пример 2: Интенсионал - «Волга». Экстенсионал - модели (24, 3201 и т.д.)

Таким образом, сами понятия интенсионала и экстенсионала относительны.

Рис. 2.1. Система представления знаний

2.2. Сетевая модель

В основе такой модели лежит идея о том, что любые знания можно представить в виде совокупности объектов (понятий) и связей (отношений) между ними.

В семантической сети вершинам сопоставлены понятия (объекты, события, процессы), а дугам — отношения на множестве понятий. По этой причине язык семантических сетей иногда называют реляционным [14]. Отношения могут быть самого разного типа, что позволяет в достаточной мере обеспечить в семантической сети такой признак знаний, как связность.

Возьмем, например, следующую фразу: «Рыбак сел на плот, переехал на другой берег и взял корзину с рыбой».

Здесь выделяется пять объектов: рыбак (а1), плот {a2), другой берег (a3), корзина (a4) и рыба (a5). Эти объекты связаны отношениями:

сел на (r1,), переехал (r2), взял (r3) и находиться в (r4). Сеть, соответствующая этому тексту, показана на рис. 2.2 (с учетом отношений, обозначенных сплошными линиями). К отношениям, явно выраженным в тексте, отнесено и отношение «находиться на» («корзина на другом берегу»).

Рис. 2.2. Пример семантической сети фразы

Исходя из логики реального мира и принятого способа описания ситуаций в этом мире, можно считать данными и некоторые другие отношения, явно не присутствующие в тексте. Например, можно пополнить исходный текст отношениями, указанными на рис. 2.2 штриховой линией: «Рыбак сел на плот и на плоту переехал на другой берег. На другом берегу находилась рыба. Рыба была в корзине. Рыбак взял корзину с рыбой».

На примере семантической сети общего вида можно установить различие между БД и БЗ, описанное выше в терминах экстенсионала и интенсионала. Понятия и отношения предметной области, закладываются в БЗ, которая формируется в виде интенсиональной семантической сети. Конкретные данные о предметной области будут отображаться в экстенсиональной семантической сети или БД сетевой структуры.

Интенсиональную семантическую сеть называют также абстрактной семантической сетью, а экстенсиональную — конкретной семантической сетью.

Семантические сети являются универсальным средством представления знаний. Их недостатками являются:

• неоднозначность представлений знаний;

• неоднородность связей.

Указанные недостатки усложняют реализацию и снижают эффективность интеллектуальных систем. Поэтому необходимо унифицировать форму представления знаний, сделать ее максимально однородной. Одним из способов решения этой задачи в искусственном интеллекте послужил переход к специальному представлению вершин в сети и унификация связей между вершинами (фреймами).