- •«Интеллектуальные информационные системы»
- •Лекция № 1 введение в дисциплину. Понятие интеллектуальной информационной системы
- •1. Введение. Структура, цели учебной дисциплины, методика ее изучения
- •2. Понятие интеллектуальной информационной системы (иис). Основные свойства
- •3. Классификация иис
- •«Интеллектуальные информационные системы»
- •Лекция № 2 особенности построения систем искусственного интеллекта
- •1. Формулировка концепции создания искусственного интеллекта
- •2. Определение систем искусственного интеллекта
- •Когнитивное моделирование.
- •3. Информационная модель реакции систем искусственного интеллекта на воздействия окружающей среды
- •4. Жизненный цикл системы искусственного интеллекта и критерии перехода между этапами этого цикла
- •Интеллектуальные информационные системы»
- •Системно-когнитивный анализ
- •1. Основные понятия когнитивной теории
- •2. Концепция системно-когнитивного анализа
- •2.1 Базовая когнитивная концепция
- •2.2 Когнитивная концепция в свободном изложении
- •2.3 Когнитивная концепция в формальном изложении
- •3. Когнитивное моделирование
- •«Интеллектуальные информационные системы»
- •Представление и обработка данных в рамках теории системно-когнитивного анализа
- •1. Основные понятия когнитивной теории
- •2. Концепция смысла Шенка-Абельсона
- •3. Диалектика «Структура – свойство – отношение» в рамках когнитивной теории
- •4. Понятия «факт», «смысл», «мысль» в рамках когнитивной теории
- •5. Иерархия задач обработки данных: «Мониторинг», «анализ», «прогнозирование», «управление» в рамках когнитивной теории
- •«Интеллектуальные информационные системы»
- •Модели представления знаний
- •1.Декларативные и процедурные знания
- •2. Логическая модель представления знаний
- •3. Сетевая модель представления знаний
- •4. Фреймовая модель представления знаний
- •5 Продукционная форма представления знаний
4. Фреймовая модель представления знаний
Фреймы используются в системах искусственного интеллекта (например, в экспертных системах) как одна из распространенных форм представления знаний.
Фрейм — это минимально возможное описание сущности какого-либо явления, события, ситуации, процесса или объекта. (Минимально возможное означает, что при дальнейшем упрощении описания теряется его полнота, оно перестает определять ту единицу знаний, для которой оно предназначено.)
Фрейм имеет почти однородную структуру и состоит из стандартных единиц, называемых слотами. Каждая такая единица — слот — содержит название и свое значение. Изображается фрейм в виде цепочки:
Фрейм = <слот 1>, <слот 2>, ... , <слот N>.
В качестве примера рассмотрим фрейм для понятия «взятие»:
-
фрейм «Взятие»:
(Субъект, X1);
(Объект, Х2);
(Место, ХЗ);
(Время, Х4);
(Условие, Х5).
В этом фрейме указаны имена слотов (субъект, объект и т.д.), но вместо их значений стоят переменные (X1, Х2 и т.д.). Такой фрейм называется фреймом-прототипом, или протофреймом.
Протофреймы хранят знания о самом понятии. Например, понятие «взять» связано с наличием слотов с указанными именами. Взятие осуществляет X1 в месте ХЗ во время Х4, если выполнено условие Х5. Берет X1 нечто, обозначенное как Х2. Подставляя вместо всех переменных конкретные значения, получим конкретный факт-описание:
-
фрейм «Взятие»:
(Субъект, Робот);
(Объект, Деталь);
(Место, Приемный бункер)
(Время, Х4);
(Условие, В бункере есть деталь, а у робота ее нет).
В нашем примере, наверное, основными для фрейма «взятие» можно считать слоты с именами «субъект» и «объект».
Фреймы, в которых обозначены все основные слоты (они каким-либо образом помечаются в описании фрейма), называются фреймами-экземплярами, или экзофреймами.
Поскольку в состав фрейма могут входить слоты с именами действий, фреймы годятся для представления как декларативных, так и процедурных знаний.
Чтобы представить семантическую сеть в виде совокупности фреймов, надо уметь представлять отношения между вершинами сети. Для этого также используются слоты фреймов. Эти слоты могут иметь имена вида «Связь Y» , где Y — имя того отношения (его тип), которое устанавливает данный фрейм-вершина с другим фреймом-вершиной.
В качестве значения слота может выступать новый фрейм, что позволяет на множестве фреймов осуществлять иерархическую классификацию. Это очень удобное свойство фреймов, так как человеческие знания, как правило, упорядочены по общности.