Готовые отчеты (2021) / Лабораторная работа 1

Федеральное агентство связи ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ

ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ «САНКТ-ПЕТЕРБУРГСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ ТЕЛЕКОММУНИКАЦИЙ ИМ. ПРОФ. М. А. БОНЧ-БРУЕВИЧА» (СПбГУТ)

Факультет инфокоммуникационных сетей и систем Кафедра программной инженерии и вычислительной техники

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА №1 по дисциплине «Системы искусственного интеллекта»

Выполнил: студент 3-го курса дневного отделения группы ИКПИ-85

Коваленко Леонид Александрович Преподаватель:

доцент кафедры ПИиВТ Белая Татьяна Иоанновна

Санкт-Петербург

2021

Цель работы Изучить заданную предметную область и построить (1) модель знаний

в виде графа, (2) семантическую сеть и (3) фреймовую модель. Вариант 14. «Прокат автомобилей».

Ход работы В самом начале определимся, что значит «прокат автомобилей».

Прокат автомобилей — это сдача автомобиля без водителя на определенный период времени (от нескольких часов до нескольких месяцев и даже лет).

Владельцем автомобиля будем считать некоторое агентство по аренде автомобилей, которое получает за свои услуги некоторую сумму денег (в зависимости от длительности аренды и др.).

Часть 1. Построение модели знаний в виде графа.

1) Определим целевые действия задачи (являющиеся решениями). Целевые (обязательные) действия — (1) внесение залога, (2) аренда

автомобиля на определённый период времени, (3) возврат и (4) оплата.

2)Определим промежуточные действия или цепочку действий, между начальным состоянием и конечным (между тем, что имеется, и целевым действием).

Прежде чем арендовать автомобиль (т. е. совершить целевое действие), нужно (1) найти и выбрать агентство аренды автомобилей, (2) прийти в агентство, (3) выбрать автомобиль, (4) определить срок аренды и (5) оформить (подписать либо предоставить) документы.

3)Определим условия для каждого действия, при котором его целесообразно и возможно выполнить, и порядок выполнения действий.

Прежде чем идти в агентство аренды автомобилей, необходимо убедиться, что есть необходимая сумма денег для залога. Выбор агентства может обуславливаться многими причинами, выберем территориальный признак — к какому ближе в то и идем. Разные агентства предлагают разные требования, т. е. требования могут (и, вероятно, будут) отличаться, в том

числе возраст, наличие водительских прав либо международного

2

водительского удостоверения (IDP), наличие кредитной карты либо наличных (залог; используется для взимания дополнительных сборов в случае обнаружения дефекта в автомобиле при его возврате или для оплаты дорожных сборов, штрафов, связанных с автомобилем, или пропавшего топлива). Значит сначала идут действия, позволяющие выбрать агентство, затем характеризующие агентство, а уже после промежуточные и целевые.

4) Добавим конкретные факты, исходя из поставленной задачи.

Пусть в задаче будут рассматриваться два агентства: «LuxRent» и «RentAuto». Первое агентство требует, чтобы возраст арендатора был от 22 лет, у него было международное водительское удостоверение (IDP) со стажем вождения от 2-х лет и кредитная карта. Второе агентство требует, чтобы возраст арендатора был от 21 года, у него было водительские права либо международное водительское удостоверение (IDP) со стажем вождения от 2-х лет и кредитная карта либо наличные.

5) Выше описанное можно преобразовать в следующие предложения типа «Если, то»:

•Если субъект хочет арендовать автомобиль и у него достаточно денег, то субъект может арендовать автомобиль.

•Если субъект ближе к агентству «LuxRent», чем к агентству «RentAuto», субъект может арендовать автомобиль и подходит под требования агентства «LuxRent», то субъект идет в «LuxRent».

•Если субъект ближе к агентству «RentAuto», чем к агентству «LuxRent», субъект может арендовать автомобиль и подходит под требования агентства «RentAuto», то субъект идет в «RentAuto».

•Если субъект пришел в «LuxRent», то субъект выбирает автомобиль.

•Если субъект пришел в «RentAuto», то субъект выбирает автомобиль.

•Если субъект выбрал автомобиль, то субъект определяет срок аренды.

•Если субъект определил срок аренды автомобиля, то субъект оформляет необходимые документы.

•Если субъект оформил необходимые документы, то субъект вносит залог.

3

•Если субъект внес залог, то субъект арендует автомобиль.

•Если субъект арендовал автомобиль и срок аренды истек, то субъект должен возвратить автомобиль агентству.

•Если субъект возвратил автомобиль агентству, то субъект должен оплатить стоимость аренды.

Введем обозначения для фактов (Ф), действий (Д) и продукций (П), тогда:

•Субъект = Петр.

•Ф1. Субъект хочет арендовать автомобиль.

•Ф2. Субъект имеет достаточную сумму денег.

•Ф3. Субъект подходит под требования агентства «LuxRent» и ближе к агентству «LuxRent».

•Ф4. Субъект выбрал автомобиль.

•Ф5. Субъект определил срок аренды автомобиля.

•Ф6. Субъект оформил необходимые документы.

•Ф7. Субъект внес залог.

•Ф8. Субъект арендовал автомобиль.

•Ф9. Срок аренды истек.

•Ф10. Субъект возвратил автомобиль агентству.

•Д1. Субъект может арендовать автомобиль.

•Д2. Субъект идет в «LuxRent».

•Д3. Субъект идет в «RentAuto».

•Д4. Субъект выбирает автомобиль.

•Д5. Субъект определяет срок аренды.

•Д6. Субъект оформляет необходимые документы.

•Д7. Субъект вносит залог.

•Д8. Субъект должен возвратить автомобиль агентству.

•Д9. Субъект должен оплатить стоимость аренды.

Для продукций установим приоритет (в скобках перед запятой, чем

выше приоритет, чем раньше проверяется правило).

• П1(8, Ф1 и Ф2) = Д1.

4

•П2(7, Ф3 и Д1) = Д2.

•П3(7, не Ф3 и Д1) = Д3.

•П4(6, Д2 или Д3) = Д4.

•П5(5, Ф4) = Д5.

•П6(4, Ф5) = Д6.

•П7(3, Ф6) = Д7.

•П8(2, Ф7 и Ф8 и Ф9) = Д8.

•П9(1, Д8) = Д9.

6)Для отображения взаимосвязи продукций построим граф (рис. 1).

Рисунок 1 — Схема продукций

5

Часть 2. Построение семантической сети.

1)Определим абстрактные объекты и понятия предметной области, необходимые для решения поставленной задачи. Оформим их в виде вершин.

2)Зададим свойства для выделенных вершин, оформив их в виде вершин, связанных с исходными вершинами атрибутивными отношениями.

3)Зададим связи между этими вершинами, используя функциональные, пространственные, количественные, логические, временные, атрибутивные отношения, а также отношения типа «являться наследником» (is-a) и «являться частью» (part-of).

4)Добавим конкретные объекты и понятия, описывающие решаемую задачу. Оформим их в виде вершин, связанных с уже существующими отношениями.

5)Проверим правильность установленных отношений (вершины и само отношение при правильном построении образуют предложение, например «Двигатель является частью автомобиля»).

Получим следующий результат (рис. 2).

Рисунок 2 — Семантическая сеть

6

Часть 3. Построение фреймовой модели.

1)Определим абстрактные объекты и понятия предметной области, необходимые для решения поставленной задачи. Оформим их в виде фреймов-прототипов (фреймов-объектов, фреймов-ролей).

2)Зададим конкретные объекты предметной области. Оформим их в виде фреймов-экземпляров (фреймов-объектов, фреймов-ролей).

3)Определим набор возможных ситуаций. Оформим их в виде фреймов-ситуаций (прототипы). Если существуют прецеденты по ситуациям

впредметной области, добавим фреймы-экземпляры (фреймы-ситуации).

4)Опишем динамику развития ситуаций (переход от одних к другим) через набор сцен. Оформим их в виде фреймов-сценариев.

5)Добавим фреймы-объекты сценариев и сцен, которые отражают данные конкретной задачи.

Получим следующий результат (рис. 3).

Рисунок 3 — Фреймовая модель

7

Заключение В результате выполнения лабораторной работы мы построили модель

знаний в виде графа, семантическую сеть и фреймовую модель для варианта «Прокат автомобилей».

8