Рассмотрим основные парадигмы представления знаний.

Продукционная парадигма

1. L; C; A->B; D

i – имя продукции, L – предикат, С – класс продукции, A->B ядро продукции, D – действие, которое выполняется после того, как сработала продукция.

В самообучающихся системах (в гуру этого нет) действие Д могут включать операции пополнения БЗ прямо в ходе логического вывода. См. информационный ресурсы о БЗ CYC. Имена классов можно использовать в метафайлах для направления вывода не на основе стратегии выборки правил, а на основе метаправил, анализирующих текущее состоянии вывода с целью отложить или продолжить доказательство текущей подцели.

Каузальная цепочка вывода!

Метаправило C(class): if РП(факт, знание …)

«+»

1. Самый простой СПЗ, ориентированный на неподготовленного пользователя.

2. Более эффективная реализация продукционного представления, чем другие СПЗ.

3. Вывод хорошо распараллеливается (можно одновременно доказывать несколько подцелей)

4. Большинство проблемных областей или их частей могут быть достаточно адекватно описаны с помощью продукций, но не все (здесь учитывается не только специфика предметной области, но и принятый стиль рассуждения эксперта в этой предметной области).

5. В виде продукции можно представить не только эвристические знания, но и процедурные.

6. Модульность продукции (продукция представляется как н/з модуль знаний, и поэтому их легко редактировать)

«–»

1. Причинно-следственные связи остаются и проявляются только в динамике, т.е. сложно отлаживать (трудности отладки из-за недетерминированного вывода)

2. Существует некое пороговое значение БЗ в диапазоне 1500-3000, в пределах которого уже отлаженная ЭС при незначительном изменении БЗ начинает неустойчиво работать (устранить этот недостаток можно, спроектировав не одну ЭС, а несколько и вызывать из одной ЭС другую).

Логическое представление знаний

F=<T,P,W,A>

Т – терминал, P- правильно построенная формулаW- правила вывода, А – аксиомы, не требующие доказательства, также ППФ.

(FOL– логика предикатов 1го порядка)

В случае FOLто, что известно в предметной области, например, описание условия задачи на ЕЯ, считается аксиомой и представляется в синтаксисеFOL, при этом интерпретация формул традиционная: интерпретация констант (имя собственные), переменные, функционалы, одноместные предикаты (свойства) иN-местные (отношения связи между понятиями). То, что требуется доказать – это тоже утверждение языкеFOLи еслиWсостоит из одного правила, как в методе резолюции, то вывод/доказательство некоторого утверждения заключается в том, что утверждение также, как и другие ППФ, приводятся к стандартному виду, доказательство отрицается и добавляется к множеству аксиом в таком виде. Далее с использованием метода резолюции из такой системы аксиом выводится противоречие, т.е. доказательство методом от противного.

Цепочка вывода: Пусть С₁, С₂…С_n-1,C_n– это ППФ, гдеi=1,n, которые либо являются аксиомами, полученная на основеC_j(j=1, i-1)по правилам вывода изW, т.е. является их логическим следствием. Тогда указанная цепочка формул будет логическим выводом формулыC_n, еслиC_nсовпадает с доказанной формулой.

Фреймы

Фрейм по Марвину Минскому - это структура для представления стереотипной ситуации. Под стереотипностью понимается не только типовая структура фрейма - прототипа, но и задания отсутствия, которые для каждого поля структуры фрейма (слот) представляет типовое значение (ожидаемое).

Фрагмент БЗ «куда поехать отдыхать».

Время года=зима, весна

Типа отдыха=шопинг

Время года=зима, весна

Тип отдыха=экстрим

…

Тип обеспеченности

Состав участников

…

…

…

…

Фрейм – это иерархическая структура, т.е. его слоты могут быть тоже фреймами (суб-фреймы – это фрейм, который описывает типовую, часто пере используемую подситуацию) Например, в ситуации посадки на рейс есть подситуация прохождения таможни. ДЗ в корневом фрейме есть суб-фрейм преподавателей и суб-фрейм студент, который ссылается на иерархию, описывающую разные типы преподавателей и студентов.

Отличия фреймов от традиционных ЯП, типа С и Паскаль.

1. В отличие от традиционных структур типа structилиrecord, количество и состав полей могут изменяться в динамике и при этом перезапускать программу не надо, т.е. прямо в ходе логического вывода. Самый простой подход реализации – метаданные, т.е. фрейм знает о своей структуре.

2. Значительно более широкое разнообразие поддерживаемых типов данных в слотах: помимо традиционных типов (списки, множества, перечислимые), фреймы, процедуры, таблицы БД, экселевские таблицы.

Замечание! Слоты помимо имени и домена задания отсутствия имеют также дополнительные собственные поля, называемые фасетами, например, фасет с описанием вопроса к запрашиваемому слоту, с маркером слота, фасет с вариантом наследования

3. Во фреймовом представлении, помимо традиционного варианта наследования в ООЯ,

1. override=O, когда допускается переопределять родительские задание отсутствия, методы, а также добавлять свои,

2. same=S, когда можно только добавлять свои методы,

3. range=R, когда наследуется только диапазон,

4. unique=U, когда на каждом уровне иерархии должны быть свои задания отсутствия, не совпадающие с другими.

МЛВ: во фреймовом представлении нет единого алгоритма МЛВ, за исключением той его части, которая называется вывод по иерархии наследования, т.е. если фрейм «привязался» (привязались все его слоты и суб-фреймы), то автоматически делается переход по иерархии наследования вверх к родителю, чтобы проверить привязались ли родительские слоты. Если неуспех, то в системе должен быть встроенный механизм, который выбирает следующий фрейм-прототип в качестве кандидата на привязку (обычно это такой фрейм, у которого с предыдущим кандидатом имеются одинаковые слоты и значения отсутствия, максимальное число пересечений).

Таким образом, БЗ ЭС с фреймовым представлением является сетью фреймов, где выделяются как отдельные иерархии, так и переиспользумые суб-фреймы.

«+»

1. Структурированность и связность. В отличие от семантических сетей, где вершины мультиграфа не являются структурированными фрейм, состоит из слотов с возможными заданиями отсутствия и богатым разнообразием представимых типов данных в слотах продукции. Т.о. сама структура фрейма на уровне реализации поддерживает связь APARTOFмежду фреймом и слотом.

Typestud= пофигист, имиджмейкер, середнячок/хорошист, отличник

Чтобы определить тип, необходимо знать про студента: посещаемость (70%-100%, 50%-70%, <50%), уровень сдачи в срок (низкий, средний, высокий), отношение к списыванию (никогда, иногда, всегда), отношение с преподавателем(хорошее, отличное, подпорченное). Наиболее ожидаемый тип – середнячок. Принято, чтобы фрейм сам о себе тоже что-нибудь знал. Добавим слот #name=Typestud