5. Фреймовая модель

Фрейм (рамка) – это единица представления знаний, детали которой могут быть изменены согласно текущей ситуации.

Любой объект можно охарактеризовать суммой троек (объект, атрибут , значение ). Эта сумма есть фрейм. Пара (атрибут , значение ) называется слотом. В общем случае указанную сумму троек (фрейм) для одного объекта можно записать как Объект (атрибут , значение ). При этом слово Объект можно убрать, принимая указанную совокупность слотов в качестве фрейма. Пример (см. рис. 4.1):

Данный фрейм является единицей знаний об объекте “Поставка”, элементы которой могут быть изменены при смене ситуации (товара, потребителя или поставщика).

Различают фреймы-образцы, или прототипы (постоянные единицы) и фреймы-экземпляры, которые создаются для отображения реальных физических ситуаций на основе поступающих данных.

В зависимости от предметной области могут быть созданы:

• фреймы-структуры;

• фреймы-роли;

• фреймы-сценарии;

• фреймы-ситуации и т.д.

Значения слотов могут быть заданы, вычислены или переданы из другого фрейма. Слоты могут быть декларативными и процедурными. Любой слот может быть фреймом. Слоты могут быть списками значений. Все это указывает на то, что фреймовые модели достаточно универсальны. Другим важным обстоятельством является тот факт, что фреймы отражают концептуальную основу организации памяти человека.

В общем случае фрейм может иметь имя, а каждый слот может содержать следующую информацию: имя слота, указатель наследования, тип данных, значение слота, демон.

30

Тип данных определяет, что слот либо имеет конкретное значение, либо является именем другого фрейма.

Указатель наследования показывает, какую информацию об атрибутах слотов во фрейме верхнего уровня наследуют слоты с такими же именами в данном фрейме нижнего уровня.

Демон – автоматически запускаемая процедура при обращении к слоту и выполнении некоторого условия.

6. Объектно-ориентированная модель

Объектно-ориентированные модели являются развитием фреймового представления. Нет деления на процедуры и данные, как в традиционных средствах моделирования. В основе объектно-ориентированного подхода лежат такие понятия, как класс, объект, наследование, инкапсуляция, полиморфизм. Базы знаний и программы обработки данных строятся по унифицированным схемам с развитой системой структур, методов и правил.

Под классом понимается специальная структурная (программная) единица, имеющая поля, методы и свойства.

Полями называются данные, встроенные (инкапсулированные) в класс. Поля могут быть любого типа, в том числе – классами.

Под методами подразумеваются инкапсулированные в классе процедуры и функции.

Свойства – это специальный механизм классов, регулирующий доступ к полям.

Объект – это экземпляр (потомок) класса. Таким образом, класс – это обобщение (абстрагирование) группы объектов, представленное их общими характеристиками. Класс всегда несет в себе некоторую функциональность, т.е. приспособлен к решению определенного круга вопросов, связанных с особенностями тех объектов, обобщением которых он является.

Наследование есть передача общих (абстрактных) признаков из классов на конкретные объекты, производные от классов. Принцип наследования приводит к созданию ветвящегося дерева классов, постепенно разрастающегося от корневого класса к потомкам.

Инкапсуляция, как видно из вышесказанного, характеризует обособленную (замкнутую) совокупность признаков, образующую определенную структурную единицу.

Полиморфизм выражается в возможности переопределять (изменять) в потомках алгоритмы методов, наследованные от родительских классов.

Поиск в объектно-ориентированной модели, как и во фреймовой модели, состоит в выяснении сходства между объектом (объектом-целью), задаваемым пользователем, и объектами, хранящимися в базе знаний.

Основным достоинством объектно-ориентированной модели является возможность отображения информации о сложных взаимосвязях объектов.

Недостатками объектно-ориентированной модели являются высокая понятийная сложность, неудобство обработки и низкая скорость выполнения запросов.

31