Модель семантические сети

Термин семантическая означает смысловая, а семантика - это наука, устанавливающая отношения между символами и объектами, которые они обозначают, то есть наука, определяющая смысл знаков. Семантическая сеть - это ориентированный граф, вершины которого это понятия, а дуги - отношения между ними.

Понятия делятся на:

- События

Под событием понимают различные объекты проблемной области: суждения, факты, результаты наблюдений и т.д. Одно событие не может встречаться в одном разделе семантической сети больше одного раза.

События делятся на характеризуемые и характеризующие. Например, событие дождливая погода характеризуется событием идет дождь, так как без дождя дождливой погоды не может быть.

Если характеризующее событие имеет несколько значений, то оно называется атрибутом. Например, свойством понятия Времена года является Погода. Так как последнее имеет несколько значений: Холодная, Теплая, Дождливая и т.д., то ее можно считать атрибутом Времени года.

- Атрибуры

- Комплексы признаков

- Процедуры – специфические элементы сети, которые выполняют преобразование информации. Они позволяют вычислять значения одних атрибутов на основании других, оперируя как с числами, так и с символами.

В семантических сетях используются следующие отношения:

- элемент класса;

- атрибутные связи;

- значение свойства;

- пример элемента класса;

- связи типа «часть-целое»;

- функциональные связи, определяемые глаголами «производит», «влияет»;

- количественные (больше, меньше, равно …);

- пространственные (далеко от, близко от, за, под, над …);

- временные (раньше, позже, в течение…);

- логические связи (и, или, не) и др.

Минимальный состав отношений в семантической сети - это элемент класса, атрибутные связи и значение свойства.

На рис. 8 изображен пример семантической сети.

Рис. 8 Семантическая сеть, показывающая взаимоотношения птицы и самолета.

Проблема поиска решения в базе знаний типа семантической сети сводится к задаче поиска фрагмента сети или подсети, соответствующей поставленному вопросу.

Вывод знаний в сетевой модели

Для вывода знания события в сетевой модели делятся на исход­ные (признаки) и целевые (гипотезы).

Значения признаков предполагаются известными.

Все призна­ки, помимо присущих им значений: Истинно (Да) и Ложно (Нет) — имеют еще два стандартных значения: Пока неизвестно и Неизвестно. При задании последнего значения признак исключает­ся из рассмотрения. Значения исходных атрибутов либо выбирают­ся из определенного списка, либо вводятся извне. Объектами вывода в рассматриваемой модели являются гипоте­зы. К ним относятся рекомендации, диагнозы, прогнозы и другие решения, определяемые спецификой ПО. Условием вывода должно быть существование хотя бы одной гипотезы. В этом случае реше­нием является оценка ее истинности.

Виды семантических связей

Семантическая связь (СС) от­ражает отношение понятий в понятийной системе. В лексике им соответствуют лексемы любого вида, в том числе представляющие предикаторы «меньше», «равно», «если, то» и др.

Внелексические свойства СС выражаются через:

- Rf — рефлексивность;

- Nrf — нерефлексив­ность;

- Arf — антирефлексивность (ни одной рефлексии);

- Sm — симметричность;

- Ns — несимметричность;

- Ans — антисим­метричность (ни одной симметрии);

- As — асимметричность (кон­текстное свойство — обращение связи дает иную связь из списка);

- Тг — транзитивность;

- Ntr — нетранзитивность.

Внелексические свойства семантических связей в суждениях проверяются следующим образом.

Относительно сочетания перечисленных свойств СС делятся на типы, представленные в (табл. 2.1.).

1. Рефлексивность определяется по критерию подстановки:

вме­сто объекта А подставляется объект В(АгВ -> ВгВ) и выбирается один из следующих ответов:

вполне возможно (тавтология) ~» Rf;

не исключено -> Nrf;

невозможно —> Arf.

Пример. Вегетативные расстройства сопровождаются вегета­тивными расстройствами. Ответ 1 для Com.

2. Симметричность определяется по критерию перестановки: объекты А и В меняются местами (АгВ -» ВгА) и выясняется спра­ведливость полученного предложения. При утвердительном ответе высказыванию приписывается свойство Sm, в противном слу­чае — свойство Ns.

Пример. Головная боль всегда сопровождается вегетативными расстройствами, и Вегетативные расстройства всегда сопровожда­ются головной болью. Ответ «Нет» для Com. Это соответствует свой­ству Ns. Свойство Ns уточняется на более сильные свойства: Ans и As. Первое имеет место для любых примеров анализируемой связи. Например, для связи Com имеет место свойство Ans.

Плюс модели: Легка в реализации.

Минус модели: Плохо структурирована – при большом количестве элементов можно запутаться, а при увеличении объема информации – может произоти комбинаторный взрыв.При создании любой вещи, любого изделия, любого произведения человек встает перед необходимостью неизбежного выбора среди огромного числа возможных вариантов. К чему при этом может привести простой перебор этих вариантов проследим на следующем явлении. Это явление известно в кибернетике под названием комбинаторный взрыв. Что это за "зверь" нетрудно продемонстрировать на простом примере. Допустим, что имеется некий алфавит, состоящий всего из 10 символов (букв).

Из такого алфавита можно составить 10^^100 текстов длиной по 100 букв. Гипотетический компьютер, обладающий возможностью обрабатывать 10^^18 таких текстов в секунду, потратит на общий анализ всех текстов 10^^74 лет. Для сравнения – по современным космогоническим представлениям с момента Большого взрыва исследованной части Вселенной прошло ~10^^10 лет.