Глава 6 представление знаний

6.1. Представление знаний при помощи пролога

Во многих прикладных задачах искусственного интеллекта требуется представление знаний о мире. Для того чтобы понять, как этим целям может служить Пролог, полезно рассмотреть некоторые общие характеристики формализмом представления.

Исчисление предикатов

Слово система употребляется в данной книге для обозначения некоторой ограниченной части мира. Знания о системе эквивалентны анализу структуры системы.

Как отмечалось в разд. 0.5, исчисление предикатов первого порядка служит примером формализма представления, потому что при помощи аксиоматической теории логики предикатов можно описать структуру системы. Несколько тривиальных примеров таких теорий были даны в разд. 0.5. Наличие полного множества правил вывода дает возможность выводить логические следствия аксиоматической теории. Формальный смысл аксиоматической теории — это множество всех следствий, которые могут быть получены из нее при употреблении логически корректных правил вывода. Интерпретация теории - это приписывание каждого из символических обозначений, встречающихся в теории, определенным компонентам (сущностям, функциям или отношениям) системы. Теория будет точно описывать систему, если при должной интерпретации все следствия теории будут истинными для системы.

Вычислительные формализмы

Для представления знаний разработан ряд вычислительных формализмов. Правда, нужно сказать, что большая часть этих формализмов не обладает такой выразительной силой, как исчисление предикатов первого порядка. Излагаемый далее материал в целом касается большинства предложенных вычислительных формализмов. Вычислительный формализм состоит из двух частей:

1) дескриптивный язык и

2) множество процедур, способных реализовать формальный смысл описания, составленного на дескриптивном языке; это множество процедур иногда называют обрабатывающей структурой формализма.

Формальный смысл описания

Представление знаний о системе при помощи вычислительного формализма равнозначно описанию существенно важных аспектов структуры системы при помощи дескриптивного языка этого формализма, формальный смысл описания системы состоит во всех возможных ответах я поведенческих актах обрабатывающей структуры данного формализма, которые могут быть порождены на основе приведенного описания. Формальный смысл описания аналогичен множеству следствий аксиоматической теории исчисления предикатов, а обрабатывающая структура формализма аналогична множеству правил вывода.

Формальный смысл описания - это продукт, порождаемый обрабатывающей структурой формализма. Следовательно, обрабатывающая структура накладывает на этот смысл определенные ограничения. Некоторые формализмы предоставляют программисту возможность добавлять новые процедуры к обрабатывающей структуре, что позволяет расширить диапазон возможных формальных смыслов дескриптивного языка.

Конечной целью представления знаний о системе является создание программы, поведение которой будет отражать структуру системы в определенном существенно важном аспекте. Если удастся составить такую программу, то она сможет решать задачи, связанные с системой, или моделировать поведение системы.

Пролог служит примером такого формализма. Использование языка Пролог для представления знаний обсуждается в оставшейся части данного раздела, а другие формализмы рассматриваются в последующих разделах настоящей главы.