Формальные грамматики
Формальная грамматика (теория) состоит из алфавита (словаря), множества синтаксических правил, которые позволяют определить истинность или ложность выражений, построенных в данном языке, базовой системы подобных выражений, которые всегда истинны и называются аксиомами, множества правил вывода, позволяющих преобразовывать одно выражение в другое.
21
Формальные грамматики
Главным недостатком является отсутствие гибкости системы. В случае модификации или расширения модели может потребоваться перестроить всю систему, что для практических систем неприемлемо. Как следствие, формальные грамматики используются в тех предметных областях, которые хорошо локализуются и мало зависят от внешних факторов.
22
Фреймовые модели
Фреймовая модель представляет собой систематизированную психологическую модель памяти человека и его сознания. В отличие от других моделей в ней фиксируется жесткая структура информационных единиц, которая называется протофреймом (конкретным фреймом). Во многих фреймовых структурах возможна реализация наследственных отношений, при которых объекты могут наследовать атрибуты более абстрактных объектов.
В фреймах и в семантических сетях наследование происходит по AKO-связям. Слот AKO указывает на фрейм более высокого уровня иерархии, откуда неявно наследуются, т.е. переносятся, значения аналогичных слотов.
Отношение между надмножеством и подмножеством называется AKO (A Kind Of).
23
24
Достоинства фреймовых моделей
1. Представление знаний, основанное на фреймах, дает возможность хранить родовую иерархию понятий в Базе знаний в явной форме.
2.Принцип наследования позволяет экономно расходовать память, проводить анализ ситуации при отсутствии ряда деталей.
3.Фреймовая модель является достаточно универсальной, поскольку позволяет отобразить все многообразие знаний о реальном мире через:
• фреймы-структуры, использующиеся для обозначения объектов и понятий (залог, вексель);
• фреймы-роли (клиент, менеджер);
• фреймы-сценарии (банкротство, собрание);
• фреймы-ситуации (авария, рабочий режим устройства); и др.
4.С помощью присоединенных процедур фреймовая система позволяет реализовать любой механизм управления выводом.
25
Недостатки фреймовых моделей
1. Относительно высокая сложность фреймовых систем, что проявляется в снижении скорости работы механизма вывода и в увеличении трудоемкости внесения изменений в родовую иерархию.
2.Во фреймовых системах затруднена обработка исключений. Наиболее ярко достоинства фреймовых систем представления знаний проявляется в том случае, если родовидовые связи изменяются нечасто и предметная область насчитывает немного исключений.
3.Разрозненные части информации, объединенные во фрейм, не могут быть выстроены в последовательность высказываний, иначе говоря, языки описания знаний во фреймовой модели не являются языками, родственными естественным, а ближе к изобразительным средствам.
4.Отсутствует специальный механизм управления выводом, поэтому он реализуется с помощью присоединенных процедур.
26
Комбинаторные модели
Комбинаторные модели основаны на рассмотрении дискретных объектов, конечных множеств и заданном на них отношении порядка. В рамках комбинаторики также рассматриваются все возможные изменения, перестановки и сочетания, в рамках заданных множеств.
Комбинаторные модели используются в задачах топологии (например, поиск пути), задачах прогнозирования поведения автоматов, при изучении деревьев решений, частично упорядоченных множеств.
Основная проблема указана еще в определении этой модели: она оперирует только дискретными объектами и конечными множествами, связанными однородными отношениями.
27
Ленемы
Ленемы представляют собой смешанный тип модели, являющийся как бы «развитием» других моделей (фреймы, семантические сети и т.д.).
Ленема предназначена для структурного комплексного описания понятий предметной области. По изобразительным возможностям ленемы более совершенны, чем такие традиционные модели представления знаний, как семантическая сеть, фрейм, система продукций. Однако, для некоторых понятий модель представления знаний на основе ленем может быть неудобной и даже неприемлемой.
Например, это такие понятия, в описании которых очень большую роль играет внутренняя динамика.
28
Нейронные сети, генетические алгоритмы
Эти модели нельзя строго отнести к эмпирическому или теоретическому подходам. Их относят к бионическому направлению. Оно основывается на предположении о том, что если в искусственной системе воспроизвести структуры и процессы человеческого мозга, то и результаты решения задач такой системой будут подобны результатам, получаемым человеком.
В нейронных сетях моделируются персептроны и их поведение, призванные скопировать деятельность мозга, а генетические алгоритмы несут в себе принципы естественного отбора и эволюции (за счет внесения изменений через мутации и смешение наследственностей).
Особенностью моделей этого типа является широкое использование эвристик, что в каждом случае требует доказательства правильности получаемых решений.
29
Спасибо за внимание!
30