- •1. Семантичні мережі.
- •1.1. Визначення та класифікацій семантичних мереж.
- •1.2. Семантичні мережі в пам'яті людини.
- •1.3. Трирівнева архітектура семантичних мереж.
- •1.4. Асиміляція нових знань, на основі семантичних мереж.
- •1.5. Різні способи задания семантичних мереж.
- •1.6. Логічне виведення на семантичних мережах.
- •1.7. Процедурні і розділені семантичні мережі.
- •2. Фреймові мережі.
- •2.1. Фрейми та слоти: базові поняття.
- •2.2. Конкретизація, ієрархія та наслідування фреймів.
- •2.3. Поповнення первинних описів на основі фреймових моделей.
- •0.10 * (Кількість уроків - 1)),
- •0.10 * (Кількість_уроків - 1)),
- •2.4. Мережі подібностей і відмінностей.
- •2.5. Фрейми та об'єктно-орієнтоване програмування.
2. Фреймові мережі.
2.1. Фрейми та слоти: базові поняття.
М. Мінський у 1975 р. запропонував гіпотезу, згідно з якою знання людини групуються в модулі, і назвав ці модулі фреймами. Мінський писав, що коли людина потрапляє в нову ситуацію, вона зіставляє цю ситуацію з тими фреймами, які зберігаються у неї в пам'яті. Саме на теорії фреймів, розробленій М. М. Мінським, і базуються фреймові моделі [1].
Фреймом називається структура дата, призначена для опису типових ситуацій або типових понять.
М. Мінський наводив вужче визначення поняття "фрейм". Він наголошував на тому, що фрейм повинен задавати мінімально можливий опис деякого поняття.
Фреймом називається мінімально можливий опис деякої сутності, такий, що подальше скорочення цього опису приводить до втрати цієї сутності.
Фрейм будь-якого поняття може бути утворений шляхом об'єднання всіх бінарних фактів, пов'язаних з цим поняттям. Формально об'єкт у рамках фреймової моделі описується таким чином:
Ім'я фрейму, ((Атрибут_1, значення_1),
(Атрибут_2, значення_2),
…
(Атрибут_n, значення_n)).
Даним записом підкреслюється, що фрейм - це сукупний опис усіх основних характеристик об'єкта.
Структури даних, призначені для опису окремих атрибутів у фреймі, називаються слотами цього фрейму.
Як приклад розглянемо поняття "Студент", яке описується відповідним фреймом. Кожний студент може бути охарактеризований такими характеристиками, як прізвище, ім'я, по батькові, факультет, курс. Тоді слоти фрейму "Студент" відповідають саме цим характеристикам.
2.2. Конкретизація, ієрархія та наслідування фреймів.
Фреймова структура описує узагальнене, родове поняття, тобто групу (клас) однотипних об'єктів з однаковими характеристиками. Конкретні ж об'єкти прийнято називати екземплярами фреймів.
Опис екземплярів фрейму формується внаслідок конкретизації фреймів, що полягає в заповненні слотів конкретними значеннями (інакше кажучи, у визначенні значень атрибутів). Якщо при описі загального фрейму деякі слоти уже заповнені конкретними значеннями, ці значення передаються всім екземплярам цього фрейму. Отже, будь-який студент може бути описаний на основі фрейму "Студент ", якщо підставити в слоти конкретні дані.
Для фреймових моделей характерна ієрархія понять. У нашому прикладі фрейм "Студент" є похідним від загальнішого фрейму "Людина". Тоді він наслідує його слоти. У нашому прикладі фрейм "Людина" може мати слоти "Прізвище", "Ім'я та по батькові". Тому відповідні слоти в описі фрейму "Студент " можна не задавати, а обмежитися лише слотами, специфічними для нього: "Факультет", "Курс". Якщо якісь слоти вже заповнені конкретними значеннями, то ці значення можуть успадковуватися фреймами-нащадками.
2.3. Поповнення первинних описів на основі фреймових моделей.
Фрейми виявилися зручним інструментом для опису ситуацій, які сприймаються системою, та для зіставлення цих ситуацій з тими знаннями, що зберігалися в пам'яті (власне, Мінський вважав, що саме в цьому і полягає одне з основних призначень фреймових моделей).
Нагадаємо, що первинним описом ситуації або об'єкта називається їх опис у тому вигляді, в якому вони безпосередньо сприймаються органами чуттів. Ми знаємо, що цей первинний опис, як правило, поповнюється на основі наявних знань. Коли інтелектуальна система сприймає деякий об'єкт, вона формує первинний опис і зіставляє цей опис з фреймами, що зберігаються в її пам'яті (формування первинного опису та зіставлення можуть відбуватися і паралельно). Якщо зіставлення з деяким фреймом пройшло достатньо успішно, система відносить новий об'єкт до поняття, що описується цим фреймом. На основі цього відповідним чином здійснюється поповнення первинного опису, а саме:
формується загальна структура опису нового об'єкта (фактично тепер він розглядається як екземпляр певного фрейму);
заповнюються всі слоти нового екземпляра, значення яких визначаються в описі родового фрейму або задаються в первинному описі;
якщо опис недостатньо повний (не вистачає значень деяких важливих слотів) або суперечливий (це відбувається, наприклад, якщо об'єкт зіставляється з кількома фреймами або інформація, що вводиться, суперечить визначеній за успадкуванням), можуть бути активізовані процедури уточнення.
Розглянемо приклад.
Нехай у пам'яті інтелектуальної системи зберігається фрейм опису одного дня навчання в школі:
ЗАНЯТТЯ_В_ШКОЛІ((Вид_роботи, НАВЧАННЯ),
(Початок, 9.00),
(Кількість_уроків, _),
(Закінчення, Початок + Кількість_уроків * 0.45 +