Формалізація знань
Важливим етапом при створенні бази знань є етап надбання знань. На цьому етапі різноманітний набір фактів про деякий предмет має бути представлений у вигляді деякої узагальненої структури. Одним із найпростіших способів уявлення фактів є структура дерево рішень. Використання дерева рішень ефективно там, де знання подаються у вигляді правил.
Наведемо приклад структуризації знань у вигляді дерева рішень для того, щоб проілюструвати, як знання про конкретну область можуть бути формалізовані до рівня структури бази знань деякої експертної системи.
Задача полягає в тому, щоб, базуючись на знаннях експерта в області ботаніки, з’ясувати тип деякої рослини.
На рис. 17.2 у вигляді діаграми наведено дерево рішень, яке являє собою низку запитань і відповіді експерта на них.
деревинне
зелене
Тип рослини – трав'янисті
стелеться
стоїть прямо
Тип
рослини – ліанові
Так
Ні
Тип
рослини – чагарникові Тип
рослини – дерево
Рис. 17.2. Структура фактів «дерево рішень»
Формування правил на основі дерева рішень
На прикладі задачі про ідентифікацію типу рослини розглянемо, як дерево рішень можна уявити у вигляді правил.
Першим етапом формування правил є переведення дерева рішень із питань-відповідей у твердження-факти.
Графічно цей етап зображено на рис. 17.3.
Всі твердження визначаються реченнями, які складаються із: <атрибуту>, <предиката>, <значення>.
Наприклад:
<тип рослини> <є> <дерево>
<стебло> <є> <зелене>
Стебло зелене Стебло деревне
Стан стебла – пряме Стан стебла – стелеться
Основне стебло Основне стебло
– одне – декілька
Рис. 17.3. Формування правил структури дерева рішень
Атрибут – це ключове слово або фраза, яка описує деяку якість, про яку бажано знайти інформацію
Предикат – це елемент, який вказує на відношення між атрибутом і його значенням.
Значення – це опис, призначений атрибутові.
Якщо припустити, що на цьому етапі існує тільки одне відношення – Є, то всі факти для дерева рішень можна уявити набором речень (табл.12.).
Таблиця 17.1. Множина фактів
-
Атрибут
Предикат
Значення
Тип рослини
Є
Трав’янисті
Дерево
Чагарникові
Ліанові
Стебло
Є
Зелене
Деревне
Стан стебла
Є
Пряме
Стелеться
Основне стебло
Є
Один
Декілька
Несуперечлива підмножина цих фактів складає базу даних експертної системи.
Рішення будь-якої задачі можна отримати за допомогою правил, на основі яких формується база знань. Правила дерева рішень базуються на таких принципах:
кожна гілка дерева рішень від початку до кінця утворює правило;
речення в дереві рішень до стрілки утворюють умовну частину правила, а після стрілки – висновок правила;
гілка, яка немає висновку, не може бути правилом;
кожне речення умовної частини правила являє собою кон’юнктивний член, тобто речення з’єднуються логічною кон’юнкцією (І).
Наприклад:
ЯКЩО стебло Є деревне
І стан Є пряме
І основне стебло Є один
ТО тип рослини Є дерево