Процедурные модели представления знаний.
Знания задаются процедурами их преобразования для данной предметной области, то есть не нужно хранить всё множество данных, а достаточно знать исходные данные, процедуры генерации и тип всех остальных данных, и процедуры их обработки.
Проблема процедурного представления знаний как правило связана с разработкой специального языка представления знаний, то есть для каждой предметной области фактически разрабатывается свой язык.
В декларативных и процедурных моделях представления знаний есть такое разделение между синтаксическими (структурными) и семантическими (приведёнными к данной предметной области знаниями), что имеет свои плюсы и минусы. Плюсы заключаются в универсальности, а минусы в том, что при обработке знаний не учитывается их семантика, что делает эту обработку менее эффективной.
Это разделение пытаются исключить в специальных моделях представления знаний.
Специальные модели представления знаний. Семантические сети.
Термин семантические сети применяется для описания модели знаний, основанной на сетевой структуре. Понятие семантической сети основывается на идее о том, что знания в памяти формируются через ассоциативные связи между понятиями. Первоначально семантические сети были разработаны для использования в качестве психологической модели человеческой памяти. На сегодняшний день это стандартный метод представления знаний в СИИ.
Совокупность взаимосвязанных понятий образует семантическую сеть понятий. Эта сеть является концептуальной моделью какой-либо предметной области. Обычно она состоит из понятий различных категорий, объектов, событий, свойств, операций и т. д. Если рассматривать предметную область как совокупность понятий и отношений между ними, то семантические сети дают возможность представлять знания о предметной области в наглядной и структурированной форме, что не всегда возможно при других способах представления знаний.
Семантические сети представляют как ориентированный граф, вершинами которого выступают понятия в формализме предикатных моделей, а дуги представляют собой связи между этими понятиями, дуга имеет направленность. То есть в рамках определённого отношения выделяются понятия объекта или субъекта. Любая вершина может быть соединена с любым числом других вершин. Сложные понятия могут быть определены путём выделения соответствующих подграфов. В естественном языке такие подграфы выделяются в виде отдельных законченных выражений, которые описывают определённые ситуации, возникающие между объектами предметной области.
Вершинами семантической сети могут быть события, атрибуты, процедуры, комплексы признаков. События – это различные объекты предметной области (суждения, факты, рекомендации и т. д.). Они могут представляться словосочетаниями или численно. События могут группироваться тематически или функционально разделами, могут быть характеризуемыми и характеризующими, то есть события-признаки. События-признаки могут быть отрицательными или положительными в зависимости от направления влияния. Несколько событий-признаков могут объединяться в комплексы, характеризующие события в большей степени, чем отдельные признаки.
Если существование события возможно только при реализации всех его свойств, то оно относится к полным событиям. Полным в частности является событие, имеющее единственный атрибут или комплекс признаков.
Атрибутом в семантической сети называется характеризующее событие, имеющее несколько значений.
Процедуры являются специфическим компонентом семантической сети, выполняющим преобразование информации. Они позволяют вычислять значения одних атрибутов с помощью других, оперируя как с числами, так и с символами.
Для вывода знания события в семантической сети делятся на исходные (признаки) и целевые (гипотезы). Значения признаков при этом предполагаются известными, объектами вывода являются гипотезы. К ним относятся прогнозы, рекомендации и другие решения, определяемы спецификой предметной области. Условием вывода должно быть существование хотя бы одной гипотезы. В этом случае решением является проверка его истинности.
Дуги (отношения) могут быть определены различными методами в зависимости от вида представляемых знаний, то есть о специфике предметной области. Обычно дуги, используемые для представления иерархических знаний, включают отношения следующего типа:
является – связь, отрицающая принадлежность к некоторому более общему классу объектов;
имеет – связь, употребляемая в случаях, когда свойством является принадлежность к какому-либо предмету (то есть быть частью его), либо наличие какого-либо предмета, либо владение им;
есть – связь, используемая, когда свойство имеет характер качества или указывает на то, что понятие служит атрибутом другого понятия.
Семантические сети, используемые для описания с помощь, естественных языков модели событий и действий использует дуги типа агент ,объект, агрегат. Эти отношения могут быть дополнены некоторыми другими: время, место , инструмент и т. д.
Предикатная форма:
является (Светлана, бухгалтер)
иметь (Светлана, глаза)
есть (Светлана, 30 лет)
работать (Светлана, бухгалтерия)
цвет ( глаза, голубой)
местоположение (бухгалтерия, офис №5)
Агент – совершает действие.
Адресат – понятие, в отношении которого совершается действие.
Объект – понятие, под которым осуществляется действие.
Связь между понятиями семантической сети выражает минимальный обхём знаний, то есть простейший факт, относящийся к двум понятиям.
Типы семантических связей:
Gen – генеративная. X является элементомY.
Sit – ситуативная. X находится в ситуации Y.
Neg – негативная. X отрицает Y.
Ins – инструментальная. X является средством Y.
Com – комитативная. X сопровождает Y.
Cor – коррелятивная. X иногда увеличивает возможность Y.
Fin – финитивная. X является цельюY.
Cous – каузальная. X вызывает Y.
Pot – потенсивная. X может вызвать Y.