Представление знаний в виде семантических сетей
В основе моделей этого типа лежит семантическая сеть. Сетевые модели формально задаются в виде: H=<I, C1, C2, ..., Cn, G>.
I – множество информационных единиц;
C1, C2, ..., Cn – множество типов связей между информационными единицами;
G – отображение, задает между информационными единицами, входящими в I, связи из заданного набора типов связей.
Если в сетевой модели допускаются связи различного типа, то ее обычно называют семантической сетью. Термин «семантическая» означает «смысловая».
Семантика – наука, устанавливающая отношения между символами и объектами, которые они обозначают, то есть наука, определяющая смысл знаков. Семантическая сеть – это ориентированный граф, вершины которого – понятия, а дуги – отношения между ними.
Семантическая сеть – модель, в которой структура знаний предметной области формализуется в виде орграфа с помеченными вершинами и дугами. Вершины графа обозначают понятия различных категорий: объекты, события, свойства, операции, а дуги – отношения между ними.
Самые первые семантические сети были разработаны в качестве языка-посредника для систем машинного перевода, а многие современные версии до сих пор сходны по своим характеристикам с естественным языком. Однако последние версии семантических сетей стали более мощными и гибкими и составляют конкуренцию другим языкам представления знаний.
В качестве понятий выступают абстрактные или конкретные объекты, а отношения – это связи типа: «это» («AKO - A-Kind-Of», «is»), «имеет частью» («has part»), «принадлежит», «любит».
Особенность семантических сетей – обязательное наличие трех типов отношений:
класс – элемент класса (цветок – роза, инструмент - сверло);
свойство – значение (цвет - желтый, материал режущей части – Т15К6);
пример элемента класса (роза – чайная, сверло – по металлу).
Существует несколько классификаций семантических сетей, связанных с типами отношений между понятиями:
по количеству типов отношений:
однородные (с единственным типом отношений);
неоднородные (с различными типами отношений);
по типам отношений:
бинарные (отношения связывают два объекта);
N-арные (есть специальные отношения связывающие более двух понятий).
Проблема поиска решений в базе знаний типа семантической сети сводится к задаче поиска фрагмента сети, соответствующего некоторой подсети, отражающей поставленный запрос к базе.
Пример семантической сети «ФРУКТЫ»:
Языки представления и ЭС на семантических сетях: NET; SIMER+MIR и др.
Экспертные системы, использующие семантические сети в качестве языка представления знаний: PROSPECTOR, CASNET, TORUS.
Механизмы вывода на семантической сети
Семантическая сеть – это модель, в которой структура знаний предметной области формализуется в виде ориентированного графа с помеченными вершинами и дугами.
Проблема поиска решений в базе знаний типа семантической сети сводится к задаче поиска фрагмента сети, соответствующего некоторой подсети, отражающей поставленный запрос к базе.
Данная модель представления знаний была предложена американским психологом Куиллианом. Основное ее преимущество – она более других соответствует современным представлениям об организации долговременной памяти человека. Недостаток – сложность организации процедур поиска вывода на семантической сети.
Фрагмент семантической сети «представление глагола «давать»
Пример семантической сети «Автомобиль»
Для реализации семантических сетей существуют специальные сетевые языки:
NET,
SIMER+MIR и др.
Известны экспертные системы, использующие семантические сети в качестве языка представления знаний: PROSPECTOR, CASNET, TORUS.