Навигация
Особенности реализации экспертных систем на базе логической модели знаний
11854
знака
0
таблиц
0
изображений
1. Понятие логической модели знаний.
В основе лог. модели знаний лежит понятие формальной теории и отношения, которые существуют между единицами знаний можно описывать только с помощью синтаксических правил, допустимых в рамках этой теории.
Формальная теория задается всегда четверкой символов S=<B, F, A, R>, где
В - конечное множество базовых символов, иначе - алфавит теории S;
F - подмножество выражений теории S, называемых формулами теории. Обычно имеется эффективная процедура, которая представляет собой совокупность правил, позволяющих из элементов множества В строить синтаксически правильные выражения.
А - выделенное множество правил, называемых аксиомами теории, т. е. множество априорно истинных формул.
R - конечное множество отношений { r1, r2, ... , rn } между формулами, называемыми правилами вывода. Для любого ri существует целое положительное число j, такое, что для каждого множества, состоящего из j формул, и для каждой формулы F эффективно решается вопрос о том, находятся ли эти j-формулы в отношении ri с формулой F. Если ri выполняется, то F называют непосредственным следствием F-формул по правилу ri.
Следствием (выводом) формулы в теории S называется такая последовательность правил, что для любого из них представленная формула явл-ся либо аксиомой теории S, либо непосредственным следствием.
Правила вывода, которые разрабатываются проектировщиками, позволдяют расширить множество формул, которые явл-ся аксиомами теории.
Формальная теория наз. разрешимой, если существует эффективная процедура, позволяющая узнать для любой заданной формулы, существует ли её вывод в теории S.
Формальная теория S наз. Непротиаворечивой, если не существует такой формулы А, что и А, и не А выводимы в данной теории.
Наиболее распространенной формальной теорией, используемой в системах искуственного интеллекта явл-ся исчисление предикатов, то есть функций, которые могут принимать только 2 значения.
К достоинствам логической модели относят:
- наличие стандартной типовой процедуры логического вывода (доказательства теорем). Однако такое единообразие влечет за собой основной недостаток модели - сложность использования в процессе логического вывода эвристик, отражающих специфику ПО.
К другим недостаткам логической модели относят:
- “монотонность”;
- “комбинаторный взрыв”;
- слабость структурированности описаний.
2. Характеристика языка предикатов первого порядка. Особенности представления знаний.
В основе языка предикатов первого порядка лежит понятие предикатов, то есть логическая функция от одной или нескольких нелогических пременных. Функция может принимать значения истина (t) или ложь (f). В рамках логики утверждение считается истинным, если и относящееся к нему предположение считается истинным и заключение самого утверждения тоже истина.
Синтаксис языка предикатов включает: предикативные символы, символы переменных, константы (?), а также разделители ( ), [ ], “, ‘.
Предикативные символы используются для обозначения отношений. Объекты отношений записываются в ( ) после предикативного символа и наз-ся аргументами. Полная запись отношения наз-ся атомной или атомарной формулой.
Атомарная формула:
Является ( Иванов, спец.—поЭВМ)
предикативный терм 1 терм 2
символ
Термы могут представляться констанатами и переменными. Разрешено также в качестве термов использовать функции, к-рые обязательно должны быть определены в рамках ПО. Проектировщик ЭС заранеее определяет, как интерпретировать порядок термов в отношении. Допустимые выражения в исчислении предикатов, в частности атомарные формулы, наз-ся правильно построенными функциями ( ППФ ). В языке предикатов для каждой ППФ обязательно определяется конкретная интерпретация. Как только для ППФ определена интерпретация, говорят, что формула имеет значение “истина”, если соответствующее утверждение ПО истинно, в противном случае ППФ имеет значение “ложь”.
Из формул можно составить предложение с помощью логических связок: конъюнкция, дизъюнкция, импликация, отрицание.
Конъюнкция ( ) используется для образования составных фраз:
Учится ( Иванов, эк.-университет ) располагается ( эк.-университет, Киев )
ППФ, построенные с помощью связки конъюнкция, наз-ся просто конъюнкциями.
Дизъюнкция ( ) реализует функцию не исключающего “или”.
Находятся ( Иванов, аудит.-147) И находится ( Иванов, библиотека ).
ППФ, построенные с помощью связки дизъюнкция, наз-ся дизъюнкциями.
Связка импликация ( ) используется для представления утверждения типа “если, то”.
Владеть ( Иванов, машина-1) марка ( машина-1, “BMW”).
ППФ, построенная путем соединения формул с помощью связки импликация, наз-ся импликацией.
Левая сторона импликации наз-ся антецедент, правая - конциквент. Импликация имеет значение “истина”, если антецедент и конциквент имеют значения “истина”, либо антецедент имеет значение “ложь” независимо от конциквента. В остальных случаях импликация имеет значения “ложь”.
ППФ со знаком отрицания ( ~ ) пред ней наз-ся отрицанием.
В языке предикатов атомная формула может принимать только истинные значения, только ложные значения, а также в зависимости от значений переменных, которые в нее входят, либо итсина, либо ложь. Для того, чтобы при исчислении предикатов можно было манипулировать значениями переменных, потребовалось ввести понятие “квантор”.
Квантор - это операция, в которой участвуют все значения переменной одного предиката.
Квантор служит для указания меры, в какой экземпляры переменной (?), то есть константы должны быть истинными, чтобы все значения в целом были истинными.
Различают квантор общности и квантор сущестовования . Если перед предикатом записан квантор для какой-то переменной, напр. (х), то это означает, что значение предиката будет истинным только в том случае, если все значения переменной х будут истинными.
(х) ( специалист-по-ЭВМ (х) программист )
Если перед предикатом записан квантор , напр. (х), то для истинности предиката достаточно, чтобы только некотрые значения переменной, по крайней мере одно, были истинными.
(х) ( специалист-по-ЭВМ(х) оптимист(х) )
В рамках одного предиката можно использовать и кванторы общности, и кванторы существования, но для разных переменных.
(х) (y) ( служащий (х) руководитель (y, х))
Если некотрая переменная в ППФ проквантифицирована, то она называется связанной. В противном случае переменная называется свободной. Любое выражение, которое получается путем квантифицирования правильной формулы, является также ППФ.
Предикатами первого порядка наз-ся предикаты, в которых не допускается квантификация по предикатным или функциональным символам, а можно квантифицировать только переменные.
Похожие работы
описания знания подразделяются на: 1) Декларативные (факты) - это знания вида “А есть А”. 2) Процедурные - это знания вида “Если А, то В”. Декларативные знания подразделяются на объекты, классы объектов и отношения. Объект - это факт, который задается своим значением. Класс объектов - это имя, под которым объединяется конкретная совокупность объектов-фактов. Отношения - определяют связи ...
... программа с некоторыми отличиями в структуре и характеристиках по сравнению с традиционными программами. Наличие базы знаний и относительно универсального интерпретатора делает принципиально возможным создание новых экспертных систем для новых приложений путем разработки новой базы знаний без изменения интерпретатора. Процесс разработки экспертной системы, таким образом, можно свести (при ...
... того, компания Boeing применяет ЭС для проектирования космических станций, а также для выявления причин отказов самолетных двигателей и ремонта вертолетов. Экспертная система XCON, созданная фирмой DEC, служит для определения или изменения конфигурации компьютерных систем типа VAX и в соответствии с требованиями покупателя. Фирма DEC разрабатывает более мощную систему XSEL, включающую базу знаний ...
... специалистов, обладающих указанной совокупностью знаний и выполняющих функции “посредников” между экспертами в предметной области и компьютерными (экспертными) системами. Они получили название инженеры знаний (в оригинале - knowledge engineers), а сам процесс разработки ЭС и других интеллектуальных программ, основанных на представлении и обработке знаний - инженерией знаний (knowledge engineering ...
0 комментариев