10. Модели представления знаний. Продукционная модель.

В моделях этого типа используются некоторые элементы логических и сетевых моделей. Из логических моделей заимствована идея правил вывода, которые здесь называются продукциями, а из сетевых моделей - описание знаний в виде семантической сети. В результате применения правил вывода к фрагментам сетевого описания происходит трансформация семантической сети за счет смены ее фрагментов, наращивания сети и исключения из нее ненужных фрагментов. Таким образом, в продукционных моделях процедурная информация явно выделена и описывается иными средствами, чем декларативная информация. Вместо логического вывода, характерного для логических моделей, в продукционных моделях появляется вывод на знаниях. Преимущества: модульность организации; простота создания и реализации; легко модифицируемая. Недостатки: сложность проверки не противоречивости; сложность оценки.

11. Модели представления знаний. Семантическая сеть.

Семантическая сеть – информационная модель предметной области, имеющая вид ориентированного графа, вершины которого соответствуют объектам предметной области, а дуги (рёбра) задают отношения между ними. Объектами могут быть понятия, события, свойства, процессы. В названии соединены термины из двух наук: семантика в языкознании изучает смысл единиц языка, а сеть в математике представляет собой разновидность графа — набора вершин, соединённых дугами (рёбрами). В семантической сети роль вершин выполняют понятия базы знаний, а дуги (причем направленные) задают отношения между ними. Таким образом, семантическая сеть отражает семантику предметной области в виде понятий и отношений. Пример семантической сети.

12. Модели представления знаний. Фреймовая модель.

В отличие от моделей других типов во фреймовых моделях фиксируется жесткая структура информационных единиц, которая называется протофреймом. В общем виде она выглядит следующим образом:

(Имя фрейма:

Имя слота 1(значение слота 1)

Имя слота 2(значение слота 2)

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

Имя слота К (значение слота К)).

Значением слота может быть практически что угодно (числа или математические соотношения, тексты на естественном языке или программы, правила вывода или ссылки на другие слоты данного фрейма или других фреймов). В качестве значения слота может выступать набор слотов более низкого уровня, что позволяет во фреймовых представлениях реализовать "принцип матрешки". При конкретизации фрейма ему и слотам присваиваются конкретные имена и происходит заполнение слотов. Таким образом, из протофреймов получаются фреймы - экземпляры. Переход от исходного протофрейма к фрейму - экземпляру может быть многошаговым, за счет постепенного уточнения значений слотов.

13. Модели представления знаний -Одной из основных проблем при создании ИС является выбор модели представления знаний Именно модель представления знаний определяет архитектуру, возможности и свойства системы, а также методы приобретения знаний ИС. В настоящее время известен ряд базовых моделей представления знаний и их модификаций — это представление с помощью фактов и правил, исчисления предикатов, нейронные сети, семантические сети, фреймы. Каждая из моделей позволяет получить интеллектуальную систему с некоторыми преимуществами, делая ее более эффективной в конкретных условиях, облегчая ее понимание и требуемые модификации. Таким образом, почти всегда перед разработчиком возникает задача, на базе какой модели представления знаний строить данную интеллектуальную систему применительно к данной конкретной задаче. С учетом данных, встречающихся в различных источниках, можно предложить следующий перечень критериев оценки моделей представления знаний: уровень сложности (абстрактности) элемента знаний, с которыми работает модель; универсальность представления знаний — возможность описания знаний из различных предметных областей; естественность и наглядность представления знаний при использовании; способность модели к обучению и формированию новых, непротиворечивых знаний; размерность модели по объему памяти, необходимому для хранения элемента модели; удобство разработки системы на основе модели. Логическая модель представления знаний — модель в представлении знаний. Основная идея подхода при построении логических моделей представления знаний — вся информация, необходимая для решения прикладных задач, рассматривается как совокупность фактов и утверждений, которые представляются как формулы в некоторой логике. Знания отображаются совокупностью таких формул, а получение новых знаний сводится к реализации процедур логического вывода. В основе логических моделей представления знаний лежит понятие формальной теории, задаваемое кортежем: S = <B,F,A,R> , где: B — счетное множество базовых символов (алфавит); F — множество, называемое формулами; A — выделенное подмножество априори истинных формул (аксиом); R — конечное множество отношений между формулами, называемое правилами вывода. Достоинства логических моделей представления знаний. В качестве «фундамента» здесь используется классический аппарат математической логики, методы которой достаточно хорошо изучены и формально обоснованы. Существуют достаточно эффективные процедуры вывода, в том числе реализованные в языке логического программирования Пролог, использующие механизмы автоматического доказательства теорем для поиска и логически осмысленного вывода информации. В базах знаний можно хранить лишь множество аксиом, а все остальные знания получать из них по правилам вывода, а также Данные, факты и другие сведения о людях, предметах, событиях и процессах. Модель представления знаний с помощью логики предикатов использует в своей основе математический аппарат одного из разделов математической логики, называемый символьной логикой. Основными формализмами представления предикатов являются "терм", устанавливающий соответствие знаковых символов описываемому объекту, и предикат для описания отношения сущностей в виде реляционной формулы, содержащей в себе термы. Когда говорится "предикат", то обычно имеется в виду, что в него входит терм-переменная. Например, таким предикатом является ОТЕЦ (X,Y). Пусть "Иван", "Василий" — это термы. Когда же между ними имеется отношение "отец" и "ребенок", то это отношение описывается как ОТЕЦ (ИВАН, ВАСИЛИЙ). Предикат, все термы которого являются термами-константами, называется высказыванием.