Фреймовая модель представления знаний.
Под фреймом будем понимать некоторую структуру для представления знаний, которая при заполнении её соответствующими значениями превращается в описание конкретного факта, события или ситуации предметной области. Фреймовую модель можно считать более специализированной по отношению к сетевой. Она основана на принципе кластеризации и сегментации знаний. Фрейм состоит из слотов и шпаций, и в общем виде выглядит следующим образом:
<имя фрейма>:
[<роль 1>](<имя слота 1>:<значение слота 1>);
[<роль 2>](<имя слота 2>:<значение слота 2>);
. . .
[<роль n>](<имя слота n>:<значение слота n>);
Текущее значение слота называется шпацией. Каждый фрейм можно рассматривать как фрагмент семантической сети, состоящий из выделенных вершин и отношений между ними.
Верхний уровень фрейма представляет соответствующее понятие, а последующие уровни это терминальные слоты, которые содержат конкретные значения.
Пример. Данная ситуация описывается фреймом ПОЛУЧЕНИЕ:
ПОЛУЧЕНИЕ:
Объект (Книга: (Автор, Л. Н. Толстой), (Название, Воскресение));
АГЕНТ (Студент: (Фамилия, Сидоров));
МЕСТО (Библиотека: (Название, им. Н. В. Гоголя), (Расположение, г. Москва)).
Здесь объект АГЕНТ и МЕСТО – роли, которые играют слоты Книга, Студент и Библиотека в рамках фрейма ПОЛУЧЕНИЕ.
На 0-ом уровне конкретные значения сущности предметной области. На 1-ом уровне понятия, используемые для описания предметной области. На 2-ом уровне ситуация к получению.
Связи между отдельными понятиями, участвующими в понятии получается, также имеют имена, которые выражают роли этих понятий в рамках данной ситуации. Фреймовым экземпляром называется фрейм, у которого значения всех слотов являются константами. Фреймовым прототипом называется такой фрейм, у которого значения всех или части слотов являются переменными предметной области.
Принципиальные особенности фреймовой модели:
возможность смешанного заполнения слотов константами и переменными;
возможность наличия пустых слотов и как следствие лёгкость модификации структуры представленных знаний;
размещение в слотах указателей на другие фреймы, то есть наследование частей для создания сетей фреймов;
размещение в слотах имён (ссылок), выполняемых процедур. Использование аппарата ссылок позволяет реализовать сложные модели представления знаний путём детализации любых понятий фреймов. С его помощью формируется иерархическая фреймовая сеть, которая легко модифицируется и наращивается как в глубину, так и в ширину.
Экспертные системы в сии.
Экспертной системой называется СИИ, которая в частично формализованном виде накапливает знания экспертов-специалистов соответствующей предметной области и заданных правил для использования этих знаний для решения конкретных задач.
Как и в любой другой СИИ в ней должны быть реализованы 3 группы функций:
Функции представления и обработки знаний. Они обеспечиваются следующими процедурами:
- накопление знаний предметной области;
- классификация знаний по критерию прагматической полезности непротиворечивости;
- структурирование знаний в направлении их использования в предметной области;
- автоматическое поддержание базы знаний при её выполнении;
- получение и обработка знаний от нескольких экспертов (инженеринг).
Функции рассуждения. Они обеспечиваются процедурами:
- инициализация процессов получения новых знаний;
- соотнесение новых знаний со старыми;
- пополнение знаний с помощью логического вывода, отражающего закономерности предметной области;
- обобщение знаний на основе более частных знаний;
- логическое планирование своей деятельности;
- осуществление выводов на основе рассуждений по аналогии.
Функции обмена с пользователем. Она реализуется:
- общение на естественном профессиональном языке;
- обучение;
- адаптация в процессе взаимодействия с пользователями различных квалификаций;
- введение знаний о целях и возможностях пользователей, а также о собственных возможностях и организациях;
- формирование по запросу пользователей объяснения своей деятельности;
- документирование информации в форме, необходимой пользователю.