6.1.2. Проблема представления знаний

Как упоминалось ранее, знания в базе знаний представлены в определенной форме. Форма представления знаний оказывает существенное влияние на характеристики и свойства системы, поэтому представление знаний является одной из наиболее важных проблем, характерных для систем, основанных на знаниях. Поскольку логический вывод и действия над знаниями производятся программным путем, знания не могут быть представлены непосредственно в том виде, в котором они используются человеком (например, в виде простого текста). В связи с этим для представления знаний разрабатываются формальные модели представления знаний.

При разработке конкретной модели представления знаний стараются учесть следующие требования [28]:

1. Представление знаний должно быть однородным (единообразным). Однородное представление приводит к упрощению механизма управления логическим выводом и упрощению управления знаниями.

2. Представление знаний должно быть понятным экспертам и пользователям системы. В противном случае затрудняются приобретение знаний и их оценка. Принято выделять 4 типичные модели представления знаний [28; 31; 35]:

• логическая модель;

• продукционная модель (модель, основанная на использовании правил);

• фреймовая модель;

• модель семантической сети.

⁵-307

Язык, используемый для разработки систем, спроектированных на основе этих моделей, называется языком представления знаний.

Несмотря на независимость базы знаний и механизма логического вывода с точки зрения структуры системы, основанной на знаниях, следует подчеркнуть, что оба этих компонента находятся в тесной взаимосвязи. Поэтому далее, говоря о конкретной модели представления знаний, мы будем уделять внимание и соответствующему ей механизму логического вывода.

6.1.3. Логическая модель представления знаний

В рамках логической модели знания представляются в системе логики предикатов первого порядка. Приведенные ниже примеры являются логическими моделями представления фактов (в данном случае - "Петров посещает лекции" и "Петров - студент") с помощью предикатов и носят название атомарной формулы.

ПОСЕЩЕНИЕ (Петров, лекции)

СТУДЕНТ (Петров)

Следующие примеры являются правильно построенными логическими формулами, включающими кванторы существования 3 и общности V. (Зх) [ДЕЛЬФИН(х) v УМНЫЙ(х)]

(Vx) [СЛОН(х) -» ЦВЕТ(х, Серый)]

Эти формулы могут быть интерпретированы так: "некий дельфин наделен умственными способностями" и "все слоны имеют серую окраску".

Логический вывод осуществляется с помощью силлогизма (если из А следует В, а из В следует С, то из А следует С).

Достоинствами логической модели представления знаний являются единственность теоретического обоснования и возможность реализации системы формально точных определений и выводов.

Однако при решении сложных задач попытка представить неформализованные знания эксперта, среди которых преобладают эвристики, в системе строгой логики наталкивается на серьезные препятствия. Это связано с тем, что в отличие от строгой логики, так называемая, "человеческая логика" обладает нечеткой структурой. Поэтому большая часть достижений в области систем с базами знаний до настоящего момента была связана с применением нелогических моделей.