«Модели представления знаний» Семантические сети

Графическим изображением является граф. В основе этой модели лежит понятие «сети», образованной помеченными вершинами и дугами. Вершинам поставлены в соответствие несколько объектов, а дугам – отношения между объектами. Если вершины не имеют своей внутренней структуры, то сети называются простыми. Если вершина представляет собой сеть и их может быть множество, то они называются иерархическими (сложными).

Отношения могут быть самого различного типа. Это позволяет обеспечить семантической сети такой признак знаний, как связность. В общем случае это означает, что в виде семантической сети можно отобразить знания, заключённые в фразах на естественном языке.

Пример

Рыбак сел на плот, переехал на другой берег и взял корзину с рыбой.

Рыбак

Плот

Берег

Корзина

Рыба

- - сел на

- - переехал

- - взял корзину

- - корзина содержит рыбу

По этим данным можно легко построить граф.

В семантических сетях используется 3 типа объектов:

• понятия

• события

• свойства

Понятие – сведения об абстрактных или физических объектах предметной области. Общие понятия интерпретируются как множество параметров или констант.

Событие – это действия, которые могут внести изменения в предметную область. Результатом события является новое состояние предметной области. Мы можем указать желаемой целевое состояние предметной области и поставить перед системой задачу отыскания в семантической сети последовательности событий, приводящих к целевому состоянию.

Свойства – используются для уточнения понятий, событий или других свойств. Применительно к понятиям свойства описывают их характеристики. А применительно к событиям – продолжительность, время, место и т.д.

Многообразие семантических отношений условно можно разделить на следующие классы:

1. лингвистические

2. логические

3. теоретико–множественные

4. квантифицированные

1) Лингвистические – здесь присутствует агент (отношение между событием и тем, кто его вызывает или что), объект (отношение между событием и тем, над чем производится действие), условие (отношение, указывающее логическую зависимость между событиями), инструмент (объект, с помощью которого совершается событие) и место (место совершения события).

2) Логические – это операции, используемые в исчислении высказываний (дизъюнкция, конъюнкция, импликация, инверсия).

3) Теоретико–множественные – это подмножество, элемент множества, отношения части и целого. Этот класс используется для построения иерархических структур.

4) Квантифицированные – это логические кванты общности и существования. Подобного рода логические кванторы используются для представления знания декларативного типа. Например, при записи таких утверждений, как: “Каждая печатная плата требует тщательного контроля при изготовлении”.

Фреймовое представление

Предложено в 1975 году Марком Минским. «Фрейм» – рамка, скелет.

- это структура данных, предназначенная для представления некоторых стандартных ситуаций.

Под фреймами понимают структуру следующего вида:

где - имя фрейма, - слоты, - имя слота, - значение слота.

Фреймы делятся на 2 группы:

1. Фреймы – описания

2. Ролевые фреймы

1. Фреймы – описания

Имя фрейма – «Фрукты».

Если существуют названия фреймов, а остальные слоты незаполненные (пустые), то такой фрейм называется фрейм – прототип. А если слоты заполнены, хотя бы частично, то это – фрейм – пример.

2. Ролевые фреймы

«Из Череповца в Москву железнодорожным транспортом перевозится 300 тонн проволоки в марте 2006 года».

В ролевом фрейме в качестве имён слотов выступают вопросительные слова, ответы на которые являются значениями слотов.

Фрейм-пример – это экстенсиональное описание соответствующего фрейма-прототипа.

Фрейм-прототип – это интенсиональное описание некоторого множества фреймов-примеров.

Существует понятие вложенности. Вложенность – это свойство фреймов, когда в качестве имён и значений слотов могут выступать другие фреймы.

Наличие имён фреймов и слотов означает, что значения, хранимые во фреймах, имеют характер ссылок и тем самым внутренне интерпретированы.

Фреймы, как и семантические сети, могут быть представлены в виде ориентированного графа с помеченными вершинами и дугами. Одна из вершин выделяется для предикатного (или функционального) символа, остальные – для аргументов выделенного символа. Для всех аргументов обычно задаётся область допустимых значений, что позволяет интерпретировать данную вершину, как слот.

Такое определение фрейма очень близко к понятию «факта» в семантической сети. Это даёт право некоторым специалистам считать фреймы подвидом специально ориентированных сетей.

Пример:

Фрейм – соединение (прототип)

Субъект «N» соединяет объекты «y» и «z» способом «W». F – это имя фрейма. S- субъект, O – объект и K – это то, посредством чего.