Другие вычислительные формализмы
Среди других вычислительных формализмов представления знаний, отличных от Пролога, можно назвать семантические сети, фреймы и объектно-ориентированное программирование. Эти формализмы обсуждаются в следующих разделах.
Концептуальный охват логики предикатов как языка представления ограничен двумя нижеследующими онтологическими предположениями (т.е. предположениями о существовании) :
1) существуют сущности и
2) существуют отношения между сущностями. Пролог базируется на этих же предположениях, поскольку он тесно связан с логикой предикатов. В каждом из других формализмов имеются определенные встроенные в них: концепции (такие как наследовании, принцип умолчания, объекты и др.), предназначенные для организации знаний. Преимущество этих концепций состоит в том, что они позволяют легко описывать определенные виды знаний. Недостатком этих концепций является то, что они могут навязывать программисту определенный взгляд на мир и что могут существовать некоторые виды знаний, не поддающиеся описанию при помощи данных концепций. Пролог является более общим вычислительным формализмом по сравнению с другими формализмами именно потому, что он свободен от встроенных концепций. Но в идеале хотелось бы обладать преимуществами и Пролога, и иных формализмов. Желательно иметь возможность применять концепции представления знаний там, где они лучше всего для этого подходят, но чтобы при этом не требовалось в обязательном порядке пользоваться данными концепциями во всех ситуациях. Этого можно добиться, если на дескриптивном языке Пролога описать концепцию представления знаний, принадлежащую к другому формализму, и дополнить обрабатывающую структуру Пролога процедурами, которые смогут реализовать смысл описания Итоговый эффект от такого расширения должен заключаться в добавлении дополнительных выразительных средств в Пролог, являющийся формализмом и в предоставлении программисту дополнительных инструментальных средств, с помощью которых можно организовывать знания.
Наследование
Наследование является примером концепции, глубоко встроенной как в формализм фреймов, так и в объектно-ориентированный формализм. Наследование можно рассматривать как слабое правило вывода, позволяющее конкретному фрейму или классу получать информацию oт общего фрейма или класса. Информация, получаемая при помощи механизма наследования, часто играет роль умалчиваемого значения, принятого в конкретном фрейме или классе. Позднее в данной главе будет детально рассмотрено, как можно расширить Пролог для включения в него механизма наследования.
6.2. Семантические сети Узлы и дуги
В семантической сети сущности и классы сущностей ассоциируются с узлами, а отношения между сущностями ассоциируются с дугами, соединяющими yзлы. Дуга, подсоединенная к единственному узлу, устанавливает свойства зтого ума. Семантическая сеть позволяет выполнять вывод по цепочкам, описываемым определенными типами дуг Например, в сети, изображенной на рис. 6.2, узел «птица» обладает свойством «летает» Узел «канарейка» соединен дугой с узлом «птица», поэтому можно прийти к выводу о том, что узел «канарейка» также обладает свойством «летает».
Графические схемы семантических сетей служат удобным способом изображения бинарных отношений и свойств. Обратите внимание на сходство между рис. 6.2 и изображениями отношений при помощи дуги овалов из гл. 1 и 2.
Важнейшей концепцией формализма семантических сетей является иерархия, поэтому данный формализм особенно удобен для представления таксономии знаний. Каждый уровень таксономии представляется в виде узла, который соединен дугами "является" с более высокими и более низкими уровнями. К примеру, на рис 6.2 «птица» это наивысший уровень таксономии, а на следующем уровне могут располагаться различные виды птиц.
Однако если программист не предусмотрит должного разделения уровней таксономии, то возникнут проблемы. В примере, показанном на рте. 6-3, программист разделил узел « горная порода», представляющий все типы горных пород, на три подкласса.
Действительно, темные породы, породы вулканического происхождения и базальтовые породы являются типами горных пород. Но такая их классификация в большей степени ведет к путанице, чем к ясности. Три перечисленных подкласса не находятся на одном и том же уровне, и некоторые виды горных пород могут попасть более чем в один подкласс. Этот пример показывает, что если программист не проанализирует корректно структуру системы, то не поможет никакая концепция организации знаний.