14. Фреймовая модель представления знаний

Эта модель была предложена в 1975 г. одним из пионеров в области искусственного интеллекта Марвином Мински. Она учитывает тот факт, что человек в отличие от компьютера перерабатывает информацию не отдельными битами, а некоторыми целостными образами. В начале 20-го века немецкий психолог Келлер впервые высказал предположение о целостном процессе переработки информации у человека и предложил для этих целостных образов термин «гештальт», получивший широкое распространение в психологии. Однако в компьютерных технологиях идея гештальта распространения не получила в связи с отсутствием четких и ясных представлений о том, как в гештальте представлена информация и как ее можно записать в компьютерном виде. Идея Минского как раз заключается в формализации понятия гештальта и в представлении его в виде простой и однозначной структуры, позволяющей запись в компьютерном виде.

Под фреймом в общем случае принято понимать некоторую минимальную структуру данных (каркас, рамку, frame по-английски), позволяющую однозначно охарактеризовать объект. Эта минимальная структура включает в себя базовый набор свойств, характерных только для данного фрейма, так что если мы к данному набору добавим какое-либо свойство, либо, наоборот, исключим, то получаем уже другой фрейм.

Эти базовые свойства могут иметь какие-либо характеристики, включая численные значения, текстовые описания и т.п. Ячейки для задания характеристик базовых свойств фрейма называют слотами.

Различают фреймы-образцы, или прототипы, содержащие в себе перечень основных свойств фрейма (имена слотов) без задания конкретных значений слотов, и фреймы-экземпляры, содержащие конкретные значения слотов и предназначенные для отображения реальных ситуаций.

Структура фрейма может быть представлена как в текстовом, так и в табличном виде. При записи структуры в текстовом виде вначале записывается имя фрейма, а затем идет перечень свойств-слотов (фрейм-прототип).

15.Семантические сети

Под семантической сетью в общем случае понимается ориентированный граф, вершины которого – понятия, а дуги – отношения между ними. Семантические сети возникли как способ моделирования человеческого мышления. Их главной особенностью является связывание воедино мыслительных единиц совершенно разной природы – эмоциональных, предпочтений, информационных, управляющих и т.д. Эта особенность отличает семантические сети от других типов модельных представлений, ограничивающихся минимальным количеством типов понятий в модели, к тому же находящихся в строго упорядоченных позициях к структуре модели.

В качестве понятий, составляющих семантические сети, обычно выступают конкретные или абстрактные объекты, а отношения – это связи типа «это», «имеет частью», «принадлежит», «любит» и т.д. Характерной особенностью семантических сетей является обязательное наличие трех типов отношений:

• класс – элемент класса (цветок – роза);

• свойство – значение (цвет – желтый);

• пример элемента класса (роза – чайная).

В зависимости от типов отношений между понятиями возможно несколько типов классификаций семантических сетей:

По количеству типов отношений:

• однородные (с единственным типом отношений);

• неоднородные (с различными типами отношений).

По типам отношений:

• бинарные (отношения связывают два объекта);

• N-арные (имеются отношения, связывающие более двух элементов).

Наиболее часто в семантических сетях используются следующие отношения:

• связи типа «часть-целое» (класс – подкласс, элемент – множество и т.д.);

• функциональные связи (определяемые обычно глаголами «производит», «влияет»…);

• количественные (больше, меньше, равно…);

• пространственные (далеко, близко, за, под, над…);

• временные (раньше, позже, в течение…);

• атрибутивные связи (иметь свойство, иметь значение…);

• логические связи (И, ИЛИ, НЕ) и т.д.