Контрольные вопросы по дисциплине «Представление знаний в ИС»

1. Логическая модель представления знаний и правила вывода. Достоинства и недостатки логической модели знаний.

Логические модели. Язык математической логики позволяет формально описывать понятия предметной области и связи между ними.

Логика предикатов - это языковая система, которая оперирует с предложениями на естественном языке в пределах синтаксических правил этого языка.

Язык логики предикатов использует слова, которые описывают:

- понятия и объекты изучаемой предметной области;

- свойства этих объектов и понятий, а также их поведение и отношения между ними.

Логическая модель - это множество предложений, выражающих различные логические свойства именованных отношений.

При логическом программировании пользователь описывает предметную область совокупностью предложений в виде логических формул, а ЭВМ, манипулируя этими предложениями, строит необходимый для решения задачи вывод.

В основе моделей такого типа лежит формальная система, задаваемая следующим образом M = (T, P, A, B), где T – множество базовых элементов различной природы; P – множество синтаксических правил; A - аксиомы; B – множество правил вывода.

Для множества T существует способ определения принадлежности или непринадлежности произвольного элемента к этому множеству. Процедура такой проверки может быть любой, но за конечное число шагов она должна давать положительный или отрицательный ответ T. Эта процедура П(T).

С помощью множества P из элементов T образуют синтаксически правильные совокупности. Процедура П(P), с помощью которой за конечное число шагов можно получить ответ на вопрос, является ли совокупность Х синтаксически правильной.

В множестве синтаксически правильных совокупностей выделяется некоторое подмножество A. Должна существовать процедура П(A), с помощью которой для любой синтаксически правильной совокупности можно получить ответ на вопрос о принадлежности ее к множеству A.

Применяя множество B к элементам A, можно получать новые синтаксически правильные совокупности, к которым снова можно применять правила из B. Так формируется множество выводимых в данной формальной системе совокупностей. Если имеется процедура П(B), с помощью которой можно определить для любой синтаксически правильной совокупности, является ли она выводимой, то соответствующая формальная система называется разрешимой.

Другими словами формальная система представляет собой генератор порождения новых знаний, образующих множество выводимых в данной системе знаний. Это позволяет хранить в базе лишь те знания, которые образуют множество A, а все остальные знания получать из них по правилам вывода.

Достоинства логических моделей представления знаний:

- в качестве «фундамента» здесь используется классический аппарат математической логики (алгебры Буля), методы которой достаточно хорошо изучены и формально обоснованы;

• высокий уровень формализации, обеспечивает возможность реализации системы формально точных определений и выводов;

• согласованность знаний как единого целого, облегчающая решение проблем верификации БЗ, оценки независимости и полноты системы аксиом и т. д.;

• единые средства описания как знаний о ПрО, так и способов реше­ния задач в этой ПрО, что позволяет любую задачу свести к поиску логиче­ского вывода некоторой формулы в той или иной формальной системе;

- в базах знаний можно хранить лишь множество аксиом, а все остальные знания получать из них по правилам вывода.

Главный недостаток - это негибкость системы. Модификация и расширение здесь всегда связаны с перестройкой всей системы, что для практических ИС сложно и трудоемко.

Отметим также следующие недостатки логических моделей:

- представление знаний в таких моделях ненаглядно: логические формулы трудно читаются и воспринимаются;

- описание знаний в виде логических формул не позволяет про­явиться преимуществам, которые имеются при автоматизированной обра­ботке структур данных.

Пути повышения эффективности логических моделей знаний связаны с использованием многоуровневых и специальных логик.

Механизм вывода. Достигая цели, человек не только приходит к решению поставленной перед ним задачи, но и одновременно приобретает новые знания. Часть интеллекта, которая помогает извлекать новые факты, называется механизмом вывода.