- •Компьютерные технологии в науке и образовании
- •Часть 1 Базы знаний
- •Содержание
- •Лекция 1
- •1.1 Основы построения систем основанных на знаниях (соз).
- •1.1.1 Общие сведения о соз
- •1.1.2. Пример независимости знаний и процедур их обработки
- •1.1.3 Понятие знаний, фактов и правил
- •Лекция 2
- •1.2 Экспертные системы и необходимые условия представления знаний.
- •1.2.1. Назначения эс и основные требования к ним
- •1.2.2. Упрощенная структура эс
- •1.2.3. База знаний как элемент экспертной системы
- •1.2.4. Необходимые условия представления знаний
- •Лекция 3 Лекция 3
- •1.3 Приобретение и формализация знаний.
- •1.3.1. Формализация задачи
- •1.3.2. Представление знаний в виде «дерева решений»
- •Лекция 4
- •1.4 Представление знаний с использованием логики предикатов.
- •1.4.1. Логические модели и логическое программирование
- •1.4.2. Простейшие конструкции языка предикатов
- •1.4.3. Предикатные формулы
- •Является (ласточка, птица) ← имеет (ласточка, крылья),
- •("X) [человек (х) ¬ смертен]
- •1.4.5. Логический вывод
- •1.4.5.1. Правило резолюции для простых предложений
- •1.4.5.2. Правило резолюции для сложных предложений
- •1.4.5.3. Простая резолюция сверху вниз
- •S: ù получает (студент, стипендию)
- •Для всех у студент не получает у
- •1.4.5.6. Решение задач и извлечение ответа.
- •D1: ù факториал (3, z)
- •Лекция 5
- •1.5 Семантические сети.
- •1.5.1. Описание иерархической структуры понятий и диаграмма представления
- •«Человек» is - a «млекопитающее»
- •«Все ласточки – птицы»
- •«Ласта – ласточка» «ласточка – птица»
- •«Ласта – птица»
- •1.5.2. Семантическая сеть как Пролог - программа
- •1.5.3. Элементы семантической сети
- •1.5.4. Представление структуры понятий семантической сетью
- •1.5.5. Представление событий семантической сетью
- •1.5.6. Получение вывода с помощью семантической сети
- •1.5.7 Пример представления знаний семантической сетью
- •Лекция 6
- •1.6.1. Системы продукции
- •Если - то (явление - реакция)
- •1.6.2. Механизм функционирования систем продукции
- •«Намерение – отдых» «место отдыха – горы»
- •«Место отдыха – горы»
- •«Использовать – джип»
- •«Дорога – ухабистая»
- •1.6.3. Обратная цепочка рассуждений в системе продукций
- •Лекция 7
- •1.7. Представление знаний с применением фреймов
- •1.7.1. Понятие фрейма и слота
- •1.7.2. Фреймовые системы и их функционирование
- •1.7.3. Обобщенная структура фрейма
- •Лекция 8
- •1.8. Стратегии поиска в системах основанных на знаниях
- •1.8.1. Поиск как основа функционирования соз
- •1.8.2. Стратегии поиска в глубину и ширину
- •1.8.3. Стратегия эвристического поиска
- •1.8.4. Формализация задач в пространстве состояний
- •1.8.5. Представление пространства состояний в виде базы знаний
- •После (х,y)
- •После (X,y,s)
- •Цель(состояние):-принадлежит([a,b,c],Состояние)
- •Лекция 9
- •1.9. Нечеткие множества в системах основанных на знаниях
- •1.9.1. Основные понятия и определения
- •1.9.2. Арифметические операции над нечеткими переменными
- •1.9.3. Операции нечеткой фильтрации и выбора
1.5.4. Представление структуры понятий семантической сетью
Основой для определения любого понятия является множество его отношений с другими понятиями. Обязательными отношениями являются:
класс, которому принадлежит данное понятие;
свойства, выделяющие понятие из всех понятий данного класса;
примеры (экземпляры) данного понятия.
Так как термы, используемые в определении понятия, сами являются понятиями, то их определение организуется по той же схеме. В итоге связи понятий образуют структуру, в общем случае сетевую, в которой используется как минимум два типа связей (IS - A и PART – OF).
Пример: Семантическая сеть, отображающая связи понятий при описании знаний о структуре понятия юридическое лицо будет иметь вид (рис. 1.5.8):
Юридическое
лицо
предприятие
организация
личность
осн.
фонды
оборот.
ср-ва
рабочий
IS-A
студент
Иванов
IS-A
исполнители
З-д
«Салют»
Рис. 5.8. Пример семантической сети
Так для понятия «предприятие» в этой сети:
определен класс, которому оно принадлежит, и все свойства которого оно наследует («Юридическое лицо»);
выделено 3 свойства, которые выделяют это понятие из всех остальных понятий класса «Юридическое лицо»;
определен экземпляр данного понятия (объекта), а именно «З-д «Салют».
1.5.5. Представление событий семантической сетью
При представлении событий предварительно выделяются простые отношения, которые характеризуют основные компоненты события. В первую очередь из события выделяется действие, которые обычно описываютсяглаголом. Далее определяются:
объекты, которые действуют;
объекты, над которыми эти действия выполняются.
Все связи понятий, событий и свойств с действием (глаголом) называют падежамиилипадежными отношениями, которые относятся к классу лингвистических отношений. Обычно рамматривабт следующие падежи (Таблица 1.5.1).
Таблица 1.5.1
Основные падежи
Падеж |
Лингвистическое (падежное) отношение, определяющее связь действия с: |
агент |
предметом, являющимся инициатором действия |
объект |
предметом, подвергающимся действию |
источник |
размещение предмета перед действием |
приемник |
размещение предмета после действия |
время |
моментом выполнения действия |
место |
местом проведения действия |
цель |
действием другого события |
Так, например, семантическая структура знания о событии «Директор завода «Салют» остановил 30.03.96 цех №4 чтобы заменить оборудование»будет представлена в виде рис. 5.9.
30.03.96
директор
агент
время
цель
объект
место
объект
оборудование
з-д
«Салют»
Цех
№4
Рис. 1.5.9. Пример семантической структуры