2.3. Фреймовая модель

Термин «фрейм» (frame — рамка) был предложен в работе [10]. Любое представление о предмете, объекте, стереотипной ситуации у человека всегда обрамлено (отсюда — «рамка») характеристиками и свойствами объекта или ситуации, которые размещаются в так называемых слотах фрейма. Формально под фреймом обычно понимают структуру следующего вида:

f[<v1,g1>, <v2,g2>, ..., <vk,gk>].

Здесь f — имя фрейма; пара <vi,gi> — i- й слот, где vi — имя слота и gi — его значение.

Фрейм — это минимально возможное описание сущности какого-либо явления, события, ситуации, процесса или объекта. Минимально возможное означает, что при дальнейшем упрощении описания теряется его полнота, оно перестает определять ту единицу знаний, для которой оно предназначено.

Фреймы иногда делят на две группы — фреймы-описания и ролевые фреймы. Рассмотрим примеры. Фрейм-описание: {(фрукты), (виноград, болгарский, 20 т), (яблоки, джонатан, 10т), (вишня, владимирская, 200кг)]. Ролевой фрейм: {(перевезти), (что, прокат 300 т), (откуда, Череповец), (куда, Москву), (чем, железнодорожным транспортом), (когда, в ноябре 1987 года)].

В ролевом фрейме в качестве имен слотов выступают вопросительные слова, ответы на которые являются значениями слотов. Если в приведенных примерах и общем выражении для фрейма убрать все значения слотов и оставить только имена, то получим конструкцию, которая в разных источниках называется прототипом фрейма, просто фреймом, фреймом-интенсионалом, протофреймом. Фреймы с конкретными значениями слотов называются фреймами-примерами, фреймами-экземплярами, экзофреймами. Приведем пример протофрейма:

"Перевезти":

(Объект, X1);

(Источник, X2);

(Приемник, X3);

(Транспорт, X4);

(Время, X5).

Фреймы обладают свойством вложенности, т. е. в качестве значения слота может выступать система имен слотов более глубокого уровня. Свойство вложенности обеспечивает фреймовым языкам удовлетворение требованиям структурированности и связности знаний. Возможность обращения к фреймам и их слотам по именам отвечает требованию внутренней интерпретируемости. Возможность размещения в качестве слотов приказов вызова тех или иных процедур позволяет активизировать программы на основе имеющихся знаний, что удовлетворяет требованию активности знаний, т.е. можно сказать, что фрейм позволяет совместить в себе декларативные и процедурные знания. Таким образом, фреймовые языки удовлетворяют всем четырем основным признакам знаний.

2.4. Логическая модель

Логические модели знаний — основа человеческих рассуждений и умозаключений, которые, в свою очередь, могут быть описаны подходящими логическими исчислениями, к которым относят в первую очередь исчисления высказываний и предикатов.

Логические исчисления могут быть представлены как формальные системы, в виде четверки [19]

М=(Т,Р,А,F),

где Т — множество базовых элементов (например, буквы некоторого алфавита); Р—множество синтаксических правил, на основе которых из Т строятся правильно построенные формулы; А — множество правильно построенных формул, элементы которого называются аксиомами; F — правила вывода, которые из множества А позволяют получать новые правильно построенные формулы — теоремы.

Примерами формальной системы М являются исчисление высказываний и исчисление предикатов.