6. Семантические сети.

Графические представления служат глобализации и струк­турированию информации. Графические представления, такие, как концептуаль­ные графы и семантические сети, позволяют визуали­зировать модель мира, которому принадлежит решае­мая проблема.

Концептуальный граф представляет логическую формулу. Имена и аргументы предикатов представ­лены в нем соответственно двумя типами узлов. Дуги графа соединяют имена предикатов с их аргумен­тами. Эти графы близки к моделям, используемым специалистами по БД.

Семантические сети представляют более сложные структуры. Такая сеть состоит из множества концеп­туальных графов, представляющих логические фор­мулы.

Концептуальные графы и семантические сети со­ставляют графическую версию исчисления пре­дикатов.

Концептуальные графы содержат прямоугольники для представления аргументов и круги для имен пре­дикатов. Круг соединяется стрелкой с прямоугольни­ком, если они лредставляют соответственно имя и ар­гумент одного и того же предиката.

В семантических сетях используют 3 основных типа объектов: понятия, события и свойства.

Многообразие семантических отношений условно можно разделить на четыре класса: лингвистические, логические, теоретико-множественные и квантифицированные.

Лингвистические отношения. Наиболее употребительными лингвистическими отношениями являются падежные, к которым относятся, в частности, следующие. Агент - отношение между событиями и тем, что (кто) его вызывает; объект - отношение между событием и тем, над чем производится действие; условия - отношение, указывающее логическую зависимость между событиями; инструмент - объект, с помощью которого совершается событие; место - место совершения события.

Другой тип лингвистических отношений - это характеризация глаголов и атрибутивные отношения. К характеризации глаголов относится наклонение, время, число, залог. Атрибутивные отношения - это цвет, размер, форма, модификация и т.д.

Логические отношения - это операции, используемые в исчислении высказываний: дизъюнкция, конъюнкция, импликация, отрицание.

Теоретико-множественные отношения - это подмножество (обозначается S и B), элемент множества, отношения части и целого и др. Этот класс отношений используется для построения иерархических структур.

Квантифицированные отношения - это логические кванторы общности и существования. Логические кванторы применяются для представления знаний декларативного типа, например, при записи таких утверждений, как "Каждая печатная плата требует тщательного контроля при изготовлении" или "Существует набор микросхем, на котором можно построить устройство управления".

7.Фреймы и их свойства

Формально под фреймом обычно понимают структуру следующего вида:

{ <f>, <V₁, q₁>, ..., <V_k, q_k> }

где f - имя фрейма;

пара <V_i, q_i> - i-й слот.

Фрейм иногда делят на две группы: фреймы-описания и ролевые фреймы. Рассмотрим примеры.

Фрейм-описание {<ФРУКТЫ>, <ВИНОГРАД, БОЛГАРСКИЙ 20 т>, <ЯБЛОКИ, ДЖОНАТАН 10 т>, <ВИШНЯ, ВЛАДИМИРСКАЯ 200 кг>}.

Ролевой фрейм {<ПЕРЕВЕЗТИ>, <ЧТО, ПРОКАТ 300 т>, <ОТКУДА, ЧЕРЕПОВЕЦ>, <КУДА, МОСКВУ>, <ЧЕМ, ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНЫМ ТРАНСПОРТОМ>, <КОГДА, В НОЯБРЕ 1990>}.

Имя фрейма - предикатное имя, имена слотов - функции аргументов, значения слотов - значения аргументов.

Фреймы обладают свойством вложенности, т.е. в качестве значения слота может выступать система имен слотов более глубокого уровня. Наличие имен фреймов и имен слотов означает, что значения, хранимые во фреймах, имеют характер отсылок и тем самым внутренне интерпретированы. Возможность размещения в качестве слотов приказов вызова тех или иных процедур для использования позволяет активизировать программы на основе имеющихся знаний. Таким образом, фреймовые языки удовлетворяют всем четырем основным признакам знаний - интерпретируемости, структурированности, связности и активности.

Фрейм можно представить в виде ориентированного графа с помеченными вершинами и дугами. Имя фрейма - корневая вершина, значения слотов - висячие вершины. Висячие вершины связаны с корневой ребрами. Метки ребер соответствуют именам слотов.

Рассмотрим конкретные фреймы. Фрейм-соединение предназначен для описания различных типов соединений (механических, электрических, гидравлических и т.п.) встречающихся в технических системах. "Субъект X соединяет объект Y с объектом Z способом W".

Рис. 5.1. Прототип фрейма - соединение

Фрейм - назначение служит для описания процессов через назначение отдельных элементов, участвующих в них. Фрейм - закон функционирования предназначен для описания аналитических законов изменения определенных параметров во времени.