Логическое представление знаний
F=<T, P, W, A>
Т – терминал, P- правильно построенная формула W - правила вывода, А – аксиомы, не требующие доказательства, также ППФ.
(FOL – логика предикатов 1го порядка)
В случае FOL то, что известно в предметной области, например, описание условия задачи на ЕЯ, считается аксиомой и представляется в синтаксисе FOL, при этом интерпретация формул традиционная: интерпретация констант (имя собственные), переменные, функционалы, одноместные предикаты (свойства) и N-местные (отношения связи между понятиями). То, что требуется доказать – это тоже утверждение языке FOL и если W состоит из одного правила, как в методе резолюции, то вывод/доказательство некоторого утверждения заключается в том, что утверждение также, как и другие ППФ, приводятся к стандартному виду, доказательство отрицается и добавляется к множеству аксиом в таком виде. Далее с использованием метода резолюции из такой системы аксиом выводится противоречие, т.е. доказательство методом от противного.
Цепочка вывода: Пусть С1, С2…Сn-1, Cn – это ППФ, где i = 1, n, которые либо являются аксиомами, полученная на основе Cj (j= 1, i-1)по правилам вывода из W, т.е. является их логическим следствием. Тогда указанная цепочка формул будет логическим выводом формулы Cn, если Cn совпадает с доказанной формулой.
Фреймы
Фрейм по Марвину Минскому - это структура для представления стереотипной ситуации. Под стереотипностью понимается не только типовая структура фрейма - прототипа, но и задания отсутствия, которые для каждого поля структуры фрейма (слот) представляет типовое значение (ожидаемое).
|
|
|
Фрагмент БЗ «куда поехать отдыхать».
| Время года=зима, весна | Типа отдыха=шопинг | Время года=зима, весна | Тип отдыха=экстрим | … |
| Тип обеспеченности | Состав участников | … | … | … | … |
Фрейм – это иерархическая структура, т.е. его слоты могут быть тоже фреймами (суб-фреймы – это фрейм, который описывает типовую, часто пере используемую подситуацию) Например, в ситуации посадки на рейс есть подситуация прохождения таможни. ДЗ в корневом фрейме есть суб-фрейм преподавателей и суб-фрейм студент, который ссылается на иерархию, описывающую разные типы преподавателей и студентов.
Отличия фреймов от традиционных ЯП, типа С и Паскаль.
1. В отличие от традиционных структур типа struct или record, количество и состав полей могут изменяться в динамике и при этом перезапускать программу не надо, т.е. прямо в ходе логического вывода. Самый простой подход реализации – метаданные, т.е. фрейм знает о своей структуре.
2. Значительно более широкое разнообразие поддерживаемых типов данных в слотах: помимо традиционных типов (списки, множества, перечислимые), фреймы, процедуры, таблицы БД, экселевские таблицы.
|
|
|
Замечание! Слоты помимо имени и домена задания отсутствия имеют также дополнительные собственные поля, называемые фасетами, например, фасет с описанием вопроса к запрашиваемому слоту, с маркером слота, фасет с вариантом наследования
3. Во фреймовом представлении, помимо традиционного варианта наследования в ООЯ,
1. override = O, когда допускается переопределять родительские задание отсутствия, методы, а также добавлять свои,
2. same = S, когда можно только добавлять свои методы,
3. range = R, когда наследуется только диапазон,
4. unique = U, когда на каждом уровне иерархии должны быть свои задания отсутствия, не совпадающие с другими.
МЛВ: во фреймовом представлении нет единого алгоритма МЛВ, за исключением той его части, которая называется вывод по иерархии наследования, т.е. если фрейм «привязался» (привязались все его слоты и суб-фреймы), то автоматически делается переход по иерархии наследования вверх к родителю, чтобы проверить привязались ли родительские слоты. Если неуспех, то в системе должен быть встроенный механизм, который выбирает следующий фрейм-прототип в качестве кандидата на привязку (обычно это такой фрейм, у которого с предыдущим кандидатом имеются одинаковые слоты и значения отсутствия, максимальное число пересечений).
|
|
|
Таким образом, БЗ ЭС с фреймовым представлением является сетью фреймов, где выделяются как отдельные иерархии, так и переиспользумые суб-фреймы.
«+»
1. Структурированность и связность. В отличие от семантических сетей, где вершины мультиграфа не являются структурированными фрейм, состоит из слотов с возможными заданиями отсутствия и богатым разнообразием представимых типов данных в слотах продукции. Т.о. сама структура фрейма на уровне реализации поддерживает связь A PARTOF между фреймом и слотом.
Typestud= пофигист, имиджмейкер, середнячок/хорошист, отличник
Чтобы определить тип, необходимо знать про студента: посещаемость (70%-100%, 50%-70%, <50%), уровень сдачи в срок (низкий, средний, высокий), отношение к списыванию (никогда, иногда, всегда), отношение с преподавателем(хорошее, отличное, подпорченное). Наиболее ожидаемый тип – середнячок. Принято, чтобы фрейм сам о себе тоже что-нибудь знал. Добавим слот # name=Typestud
Тип студента
| # name=Typestud | #is_a=null | Отношение к списыванию=иногда | Уровень сдачи в срок=средний | Посещаемость = 50-70 | Отношение с преподавателем = хорошее |
|
|
|
| #name=имиджмейкер | #is_a середнячок | Посещаемость = 70-100 | Отношение с преподавателем = отличное |
If Typestud name =(типовой) & …
В отличие от семантических сетей, где имена дуг могут иметь произвольные значения, либо в результате категоризации вершины двух сетей определяется базовый, возможно расширяемый, набор имен дуг, фреймы поддерживают всего ишь несколько типов дуг: is_a в иерархии наследования описания прототипов объектов сущностей и ситуаций, фрейм-субфрейм, межфреймовые связи, которые задают передачу управления в ходе вывода в таких типовых метаситуациях, как
a. куда перейти (на какой фрейм-кандидат) в случае если текущий фрейм-кандидат привязался, например, перейти к родителю по иерархии наследования,
b. куда перейти, если фрейм-кандидат не привязался, например, перейти к тому фрейму, у которого с текущим фреймом максимально совпадают значения слотов,
c. что делать, если некуда пойти,
d. что делать, если ошибка распараллеливания,
но возможны системные связи, которые указывают, с чего начать. Если сравнивать с UML, субфрейм – это та часть родительского фрейма, которая может без него существовать.
Эта особенность (структурированность) способствует когнитивному сжатию информации, а также ввиду связности сокращает пространство поиска по сравнению с продукциями.
2. Удобство распараллеливания вывода на сети фреймового прототипа, т.е. на каждом шаге формируется не один экземпляр ситуации, а несколько возможных
3. Легкость интеграции фреймов с другими средствами представления знаний, например, в слотах могут быть и предикаты, и продукции и даже вершины сем сетей. Можно сказать, что фрейм – это сем сеть, но со структурированными вершинами, поддержкой разных вариантов наследования и с ограниченными наборами типов дуг.
4. Вывод по иерархии наследования и использование заданий отсутствия в качестве типовых.
«-»
1. Громоздкость фреймового представления по сравнению с логическим
2. Отсутствие типовых алгоритмов вывода за исключением вывода по иерархии наследования (для сравнение в продукциях всего 3 алгоритма), т.е. алгоритм в случае если фрейм не привязался, надо программировать, но обычно имеются удачные библиотеки базы
3. Повышенные требования к уровню квалификации разработчика
Семантические сети
Замечание и к сем сетям и к фреймам: несмотря на многообразие возможных описываемых ситуаций в БЗ ЭС, предназначенной для выдачи консультаций, достаточно задать ограниченный набор вопросов, чтобы разобраться со структурой и типологией ситуации и соотнести её с неким общим представлением. Т.е. в результате одним из подходов к моделированию сем сетей и фреймов является падежные фреймы или падежные рамки (в случае сем сетей см. Филлмор): действие, цель, кто?- агент, на кого направлено действие – рецепиент, инструмент, где? – локатив, когда? И т.д.
В отличие от других моделей данный сем сети не имеют какой-то одной признанной модели (около 30 распространенных моделей данных). Т.к. сем сеть – это мультиграф, вершинам и дугам которого приписаны некоторые сущности (абстрактные или конкретные), то все зависит от того, какой смысл приписывается вершинам и дугам сети, как и для чего они используются. Т.о. семантичность не присуща графу априори, например, некоторые модели сем сетей основаны на строгой категоризации вершин и дуг сети, и все связи отображаются только посредством выделенных категорий понятий и связей.
 | |||
 | |||
Сем сети по своей природе, если не предписывать им доп механизмы, обладают эвристической неадекватностью и логической неоднозначностью. Это связано с тем, что без метазнаний, например, сама по себе структура не управляет выводом. Также сложно представить незнания. Поэтому чтобы получить отрицательный ответ, нужно перебрать всю сеть. Выход – использовать метазнания и более тонкую категоризацию дуг сети, например использовать класс is_instans, т.е другое наследование.
Несмотря на то, что в ИС не добавится никакого нового функционала при реализации подхода, который я не записала, с т.з. сем сети, имя предиката ситуации будет вынесено как один из её аргументов, способность системы резко увеличивается, а именно уже не надо реализовывать методом наложения, как в 1ом случае, используя метод пересечений и при этом система помимо любого вопроса к аргументам предиката ситуации, как в 1ом случае, может еще и доп отвечать на вопросы, связанные с самой ситуацией. Такое свойство сем сетей называется целостностью в том смысле, что парадигма представления знаний сем сетями диктует специфику алгоритма логического вывода.
Методе пересечений – в сети отправляясь от известных из запроса вершин распространяется активность во всех возможных направлениях до нахождения точки пересечения соотв-их путей. В контексте пересечения ищется ответ с учетом сем расстояния.
Сем сеть можно представить как систему F={C1,…,Cn,{Ri},{G}}
Ci – понятия
Ri - Набор поддерживаемых типов связей
G - Способы интерпретации взаимосвязей Ci посредством Ri
«+»
1. Самый универсальный способ представления знаний, НО это и недостаток, с точки зрения эффективности реализации, поэтому надо поддерживать только свойственные конкретной проблемной области типы связи
2. Связность ( см. связность во фреймах). Неструктурированность вершин сем сети позволяет в отличие от других СПЗ реализовать прямое представление знаний из текста на ЕЯ.
Студент сел за компьютер и отладил программу.
3. Все остальные плюсы фреймов
«-»
1. Неэффективность реализации в случае поддержки большого кол-ва типов связей
2. Повышенные требования к уровню квалификации разработчика, т.е. МЛВ надо программировать
3. Эвристическая и логическая неадекватность
Дата добавления: 2020-12-12; просмотров: 80; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!