75. Представление спецификаций программ.

76. Императивное представление знаний. Язык SCP.

Императивная (продукционная) модель представления знаний

77. Декларативное представление знаний. Язык SCL.

Идея представления знаний базируется на принципе того, что знание можно рассматривать независимо от того, как оно будет обрабатываться. Знание и методы его обработки будут четко отделены друг от друга.

Очень противоречивым и вызывающим многочисленные споры является вопрос о том, каким должно быть представление знаний - процедурным или декларативным. При процедурном способе знания в основном представляются в форме процедур их использования. Преимущества процедурного представления сказываются в тех случаях, когда знания относятся в основном к операциям над объектами. Кроме того, процедурное представление обычно употребляется в системах вероятностного вывода и применительно к знаниям эвристического характера.

При декларативном способе большинство знаний представляется как статический набор фактов в сочетании с небольшим количеством обобщенных процедур манипулирования ими. Преимущество декларативной схемы заключается в том, что каждый факт нужно хранить в единственном экземпляре, независимо от числа способов его использования. Кроме того, в этом случае проще добавлять новые факты, поскольку при этом не нужно менять все связанные с ними процедуры и подпрограммы.

Вопрос о том, какую схему представления - процедурную или декларативную - следует использовать, вызывает необычайно много разногласий, примеры чему можно найти в книге Брахмана и Смита. Каждая схема имеет присущие только ей преимущества. Декларативное представление является гибким, экономным, полным и легко модифицируемым. Процедурное представление проще кодировать, при нем имеется лишь одна прямая цепочка логического вывода, что делает более понятным ход рассуждений. Вряд ли одну из этих схем можно применять полностью независимо от другой; в будущих системах, по-видимому, найдут применение обе формы представления знаний

Разделяют декларативное и процедуральное представление знаний. Декларативное представление не содержит в явном виде описания процедур. Это, как правило, множество утверждений, не зависящих от того, где они используются. Моделирование предметной области в такой форме требует полного описания ее состояния. Вывод и поиск решений опирается в основном на процедуры поиска в пространстве состояний. Процедуральные знания содержат в явном виде описания некоторых процедур, при этом текущее состояние представляется в виде набора специализированных процедур, обрабатывающих определенный участок базы знаний. Это позволяет отказаться от хранения описаний всех возможных состояний, требуемых для построения вывода или решения, и ограничиться хранением начального состояния и процедуры, генерирующей необходимые состояния из начального. Представление знаний в такой форме обеспечивает более быстрый поиск решения по сравнению с декларативным, однако уступает им по возможностям коррекции и накопления знаний.

Наиболее распространенными считаются логические и сетевые модели представления знаний. Основой логических моделей является понятие формальной системы, задаваемой четверкой М = (Т, Р, А, Ф), где Т— множество базовых элементов; Р — множество синтаксических правил, позволяющих из Т строить правильные выражения; А — множество аксиом; Ф — семантические правила вывода,

позволяющие расширять множество аксиом за счет других выражений. Использование логик различного типа при построении синтаксических и семантических правил порождает модели различных типов. Широкое распространение получили предикатные системы, особенно после создания мощных процедур вывода на базе метода резолюций, лежащего в основе механизмов языка ПРОЛОГ.

Сетевые модели в отличие от логических предоставляют более широкие возможности для описания сложных структур знаний. Основой этих моделей является сеть, вершины которой отождествляются с некоторыми понятиями, а дуги — соотношениями между этими понятиями. При этом вершины могут иметь собственную внутреннюю структуру. Широкое распространение получи^ ли сетевые модели в виде семантических сетей и фреймов.

Фреймы. Одним из возможных путей представления знаний является фреймовая организация. Под фреймом понимается модель ситуации реального мира, но не конкретной ситуации, а наиболее характерных, основных особенностей ряда близких ситуаций одного класса. Графически фрейм представляется в виде сети, состоящей из узлов и связей между ними. Каждому узлу соответствует определенное понятие. Это понятие может быть задано в явном виде, а может быть и не задано. Не заданные в явном виде узлы называются терминалами.

При возникновении конкретной ситуации из памяти извлекается фрейм, соответствующий данному классу ситуаций, и производится уточнение ситуации путем заполнения терминалов. Каждый терминал может устанавливать условия, которым должны удовлетворять его задания.