5Л. Визначення та класифікація семантичних мереж

Семантичні мережі є зручним способом графічного подання знань. Особливий акцент при цьому робиться на зв'язках між різними ін­формаційними одиницями та між різними фрагментами знань. Важливим

є те, що вся інформація про дане поняття групується навколо вузла мережі, який відповідає цьому поняттю.

Я Семантичну мережу можна неформально уявляти у вигляді графу, й вершини якого, як правило, позначають об 'єкти предметної області, || а дуги відповідають зв 'язкам між ними.

Це визначення є неформальним і орієнтоване скоріше на людське розу­міння, ніж на проектування і створення систем штучного інтелекту. Остан­ня задача вимагає більш формальних визначень [129].

І Формально семантична мережа визначається як набір <І, С\, Сі, ..., С_п, Г>. Тут І—множина інформаційних одиниць, С\, Сі, ..., С_п— типи зв'язків між інформаційними одиницями, Г— відображення, що задає зв 'язки між інформаційними одиницями.

На відміну від неформального визначення, останнє вимагає жорсткої фіксації схеми бази знань, тобто набору можливих інформаційних одиниць і типів можливих зв'язків.

Існує значна кількість моделей знань на основі семантичних мереж; історично першою була модель Квілліана [223]. Наведемо приклад.

Є

Рис. 5.1. Приклад семшггичної мережі

47

Твердження "Студент Іванов отримав 5 на іспиті зі штучного інте­лекту" може бути зображено у вигляді такої семантичної мережі:

Таке подання, зрозуміло, не є єдино можливим. У п. 5.5 обговорюється, які переваги і недоліки можуть бути пов'язані з різними формами задання баз знань у вигляді семантичних мереж.

Семантичні мережі є найбільш широким класом мережних моделей, в яких поєднані різні типи зв'язків. Часткові випадки семантичних мереж відповідають спеціальним типам зв'язків. Виокремлюють, зокрема, класи­фікуючі мережі, функціональні мережі та сценарії.

Класифікуючі мережі дозволяють задавати відношення ієрархії між ін­формаційними одиницями.

Функціональні мережі характеризуються наявністю функціональних відношень, які дозволяють описувати процедури обчислень одних інформа­ційних одиниць через інші. їх часто називають обчислювальними моделями, оскільки вони дозволяють описувати процедури обчислення одних інфор­маційних одиниць через інші. Функціональним мережам присвячена моно­графія [253], гарний опис функціональних мереж можна знайти також у [221].

У сценаріях використовуються відношення типу "причина — наслідок", "дія", "засіб дії" та ін.

5.2. Семантичні мережі в пам'ті людини

Є ряд свідчень на користь того, що знання в людській пам'яті зберігаються у вигляді структур, які нагадують семантичні мережі. Про це свідчать, зокрема, результати дослідів, що проводилися школою Жана Піаже [187].

Рис. 5.2. Перше зображення квадрата Але потім вона намалювала зовсім іншу фігуру:

Дівчинці трьох з половиною років показали квадрат і попросили нама­лювати його. Спочатку вона намалювала фігуру, показану на рис. 5.2, що зовсім не дивно.

Коли дівчинку попросили пояснити свій малюнок, вона вказала на три елементи: "жорсткі речі", "речі, що йдуть вгору — вниз" і "боковинки". Коли вона показала на початковому квадраті, що малося на увазі, з'ясувало­ся, що "жорсткі речі" відповідають кутам квадрата, "боковинки" — гори­зонтальним сторонам, а "речі, що йдуть вгору — вниз" — вертикальним.

Жан Піаже та його учні дають цьому таке пояснення. Людина збе­рігає зображення в своїй пам'яті не так, як воно сприймається органами чуттів, а у вигляді структурного опису. Так, семантична мережа, що задає структурний опис квадрата, могла б мати вигляд:

Легко побачити схожість цієї структури (особливо фрагмента, обведено­го рамкою) з малюнком, зробленим дівчинкою. Очевидно, коли дівчинка робила другий малюнок, вона пропустила стадію реконструкції зображення і намалювала квадрат у вигляді структури, яка збереглася в її пам'яті.