5. Представление знаний

Представление знаний - это множество соглашений по синтаксису и се­мантике, согласно которым описываются объекты. Хорошее правило при про­ектировании представления знаний - это организация знаний в такой фор­ме, которая позволяет легко осуществлять доступ с помощью естественных и простых механизмов. "Чем проще, тем лучше" - правило, которое нужно помнить при работе по представлению знаний.

Экспертные системы часто создаются "инженерами по знаниям" (или проектировщиками экспертных систем), которые работают с человеком-экс­пертом, чтобы закодировать его знания в базе знаний. Проектировщик экс­пертной системы должен иметь возможность манипулировать представленны­ми знаниями и работать с человеком-экспертом. Эти работы составляют раз­вивающуюся область инженерии знаний.

В описываемых экспертных системах на Турбо-Прологе знания представлены одним из двух способов. Первый способ -это классификация и помещение фактов и чисел (фрагментов фактического знания) в правила Турбо-Пролога. Это представление подходит для использо­вания в экспертных системах, базирующихся на правилах. Другой способ - это организация фактов и числовой информации в утверждениях, которые образуют базу знаний на утверждениях. Представление знаний в утвержде­ниях подходит для использования в экспертных системах, базирующихся на логике.

Существуют и другие системы представления знаний. К ним относятся система на фреймах и система на моделях. Система на фреймах использует представление знаний, основанное на логических группах атрибутов объекта. Для хранения и обработки логические группы описываются во фреймах. Для систем, базирующихся на моделях, проект и структура системы основаны на знании структуры и поведения устройства, которое является предметом исследования. Пример - это экспертная система, моделирующая автомобиль.

В настоящее время системы, базирующиеся на правилах, наиболее попу­лярны. Они разработаны и используются в широком диапазоне приложений от науки и инженерной работы до бизнеса.

Начнем построение простой экспертной системы с таблицы, состоящей из двух колонок. Одна колонка содержит названия стран, а другая - назва­ния соответствующих столиц. Эта таблица составляет маленькую базу зна­ний:

Страна Столица

США Вашингтон

Англия Лондон

Испания Мадрид

Конечно, подобная таблица используется только для планирования базы зна­ний; в реальных экспертных системах способы представления знаний более соответствуют языку программирования, используемому для разработки системы. Утверждения Турбо-Пролога, содержащие приведенные выше знания, можно записать таким образом:

capital("Washington","USA"). capital("London","England").

capital("Madrid","Spain").

Подобные утверждения составляют базис экспертной системы, основанной на логике.

Эти же знания можно представить в форме правил "если-то". Правила для предыдущих трех утверждений выглядят так:

capital_is("Washington DC") :-

country(is,"USA"),!.

capital_is("London") :-

country(is,"England"),!.

capita1_is("Madrid") :-

country(is,"Spain"),!.

Эти правила могут служить основой экспертной системы на правилах. Как видим, представление знаний в экспертной системе то же, что и представле­ние фактов и правил, которое ранее использовалось в этой книге.

Приведенные примеры, конечно, просты, однако они очень полезны для демонстрации принципов построения экспертных систем на Турбо-Прологе. В следующем разделе будет показано, как можно использовать подобное пред­ставление знаний на практике.