5. Фреймовые модели

Определяют как и продукционные системы форму представления знаний и отличаются от других систем тем, что предоставляют пользователю большую степень свободы. Фреймовые системы не только описывают знания, но могут также использоваться для написания алгоритмов вывода. С точки зрения пользователя, который очень хорошо разбирается в обработке знаний, это выглядит преимуществом, однако для рядового потребителя это большая нагрузка. Можно сказать, что фреймовая система является расширением продукционных систем процедурного типа. Благодаря подобным свойствам можно формально строить фреймовые системы в самом широком диапазоне, поэтому и оценки должны быть, вероятно, самыми различными. Фрейм как структура описывает одну из единиц обработки, обладающую до некоторой степени независимостью и может представлять свойства, связывающие между собой эти структурные единицы. Следовательно, если сравнить фреймовую систему с традиционной программной системой, то можно говорить о частичном снятии ограничений последовательного процесса обработки за счет того, что обрабатываемые единицы описываются в виде фреймов, которые не обязательно следуют одни за другими. Однако то обстоятельство, что здесь знания задаются, по существу, процедурами, усложняет приобретение знаний. Кроме того, предполагается, что в сложных проблемах отношения между фреймами также становится сложным.

Таким образом, для большинства используемых сегодня представлений знаний и созданных на их основе систем характерно резкое усложнение описания проблемы при разрастании ее масштабов. Этот недостаток трудно будет устранить, не лишившись одновременно преимуществ соответствующих методов. Своеобразным исключением является логика предикатов. Она также имеет этот недостаток, но если во всех других методах при усложнении проблемы до некоторого уровня фактически исчезает возможность управления знаниями, то логика предикатов позволяет гарантировать получение надежных результатов, даже при понижении эффективности представления.

4 Объяснительные способности эс

4.1 Основные понятия и параметры объяснения

Общими логическими характеристиками всякого объяснения считаются:

1. его двусоставность

2. наличие в нем отношения логического следования

В любом объяснении должны содержаться 2 части, различающиеся по своим функциям: экспланандум (S) – то, что надлежит объяснить, и эксплананс (R) – совокупность объясняющих положений. По форме объяснение является выводом S из R.

Близким к понятию «объяснение» является понятие «обоснование». Применительно к ЭС «обосновать действия системы» - это показать, что они являются разумными в рассматриваемой ситуации. Объяснение имеет много общего с доказательством. Здесь можно выделить множество базисных предложений, на которых основывается доказательство, и процедуру логического вывода. Разница заключается в том, что истинность доказываемого предложения не известна до завершения доказательства.

Объяснение можно охарактеризовать следующим набором параметров:

1. цель

2. объект

3. способ

4. адресат

Объяснительные способности ЭС должны быть ориентированны на всех, кто с ними взаимодействует. Выделяют следующие типы пользователей:

1. пользователи, не являющиеся специалистами в области экспертизы, их задача получить от ЭС решение некоторой задачи;

2. пользователи, являющиеся специалистами в области экспертизы, их задача, используя ЭС сократить трудоемкость получения результата или повысить его качество;

3. пользователи, которые с помощью ЭС хотят обучиться методам решения задач из области экспертизы;

4. эксперты, то есть высококвалифицированные специалисты, в задачу которых входит обнаружить недостающие знания и ввести их в систему, то есть осуществить отладку знаний;

5. инженеры по знаниям, то есть специалисты в области инженерии знаний, в задачу которых входит отладка управляющего механизма, анализ и модификация ЭС;

Специфика задач, решаемых пользователями разных типов, предъявляет к объяснительным способностям ЭС различные требования. Действительно, основная цель использования объяснительных способностей для «студента» - обучение, для эксперта и инженера по знаниям – локализация ошибок, для пользователя-специалиста – обеспечение доверия к результату, для пользователя-неспециалиста – достижение взаимопонимания.

Параметр «объект» определяет объясняемую сущность. Так, например, система MYCIN может давать объяснения относительно сущностей двух типов:

1. процесс построения системой умозаключений;

2. знания, известные системе.

Параметр «способ» имеет насколько аспектов. Наиболее важные из них:

1. тип объяснения;

2. уровень детальности объяснения

3. язык объяснения

Выделяют пять основных типов объяснения:

1. Причинные – вскрывают причинные взаимосвязи между некоторыми явлениями. Объяснить в этом случае – значит вскрыть причину.

2. Объяснения через закон – сводятся к установлению, в соответствии с каким законом, теорией, моделью возникло или происходило объясняемое явление. В этом случае объяснение можно рассматривать как логическую операцию дедукции: выведение частных следствий из общего закона.

3. Функциональные – сводятся к установлению функций, выполняемых той или иной частью системы. Эти объяснения строятся по принципу: «Х нужно для того, чтобы могло произойти Y».

4. Структурное – дается посредством описания структуры, которая обеспечивает выполнение функций и поведение объясняемой системы в целом. (В отличие от других типов объяснений, структурное объяснение призвано воспроизвести ситуацию в целом).

5. Генетическое (историческое) объяснение состоит в раскрытии условий, причин и законов, приведших к текущему состоянию системы, предмета, явления. Генетическое объяснение вскрывает происхождение сущности и способ ее образования. В существующих ЭС, как правило, используются целевые и причинные объяснения.

Необходимость давать объяснения на различных уровнях детальности, вызвана разнообразием целей пользователей, разнообразием их уровня знаний, изменением во времени знаний конкретного пользователя и т.п.

В ЭС объяснения, как правило, осуществляются на ограниченном естественном языке или языке графических образов.

Учет адресата в объяснениях ЭС затруднен по следующим причинам:

1. имеются различные типы пользователей, последующие при взаимодействии с системой различные цели;

2. квалификация (знания) конкретного пользователя данного типа изменяется во времени;

3. логика работы ЭС и способ хранения знаний не идентичен представлениям пользователя, но объяснения должны быть понятными и касаться запрашиваемой сущности.