Представление знаний предметной области ЭС

Представление знаний предметной области ЭС

План

1. Семантические сети

2. Фреймы

3. Правила продукций

4. Представление знаний при помощи логики предикатов

1.   Семантические сети

Семантическая сеть отображает совокупность объектов предметной области и отношений между ними, при этом объектам соответствуют вершины (или узлы) сети, а отношения – соединяющие их дуги.

Базовый элемент семантической сети – это, например, конструкция вида:

работает в

СМИТ  производственный отдел,

где «СМИТ, производственный отдел» – это узлы (некоторые понятия), а «работает в» – дуга (отношение между парами понятий).

Можно считать, что каждая из таких пар отношений представляет простой факт, а узлы помечаются именем соответствующего отношения.

В рассмотренной схеме представлен факт:

«смит работает в производственном отделе».

В семантическую сеть включаются только те объекты предметной области, которые необходимы для решения прикладных задач. В качестве объектов могут выступать события, действия, обобщенные понятия.

Дуга имеет направленность, благодаря чему между понятиями в рамках определенного факта выражается отношение «субъект-объект». Более того, любой из узлов может быть соединен с любым числом других узлов, в результате этого обеспечивается формирование сети фактов.

При разумном выборе обозначений отношений можно выражать очень сложные совокупности фактов. При этом вершины соединяются дугой, если соответствующие объекты предметной области находятся в каком-либо отношении.

Наиболее распространенными являются:

БЫТЬ ЭЛЕМЕНТОМ КЛАССА (ЯВЛЯТЬСЯ) – означает, что объект входит в состав данного класса, например

является

СМИТ руководитель,

что обозначает «СМИТ является членом класса руководителей».

ИМЕТЬ (ЕСТЬ) – позволяет задавать свойства объектов, отражает общие представления о них или указывает, что одно понятие представляет часть другого. Изобразим с помощью группу сложных фактов:

“СМИТ является руководителем”;

“СМИТ работает в производственном отделе, расположенном в здании 1”;

“СМИТУ 40 лет”;

“У СМИТА голубые глаза”.

Здание 1

местонахождение

 производственный отдел

работает в

голубые глаза СМИТ руководитель

есть

40 лет

Рис.1.

ЯВЛЯТЬСЯ СЛЕДСТВИЕМ – отражает причинно-следственные связи между двумя объектами в семантической сети, например:

“Увольнение Смита является следствием нарушения им трудовой дисциплины”.

Все приведенные ранее примеры представления знаний в виде семантической сети были ограничены отношениями между существительными или фразами, составленными из существительных. Однако, это слишком жесткие ограничения.

Например, если нужно представить следующую фразу:

«СМИТ1 проработал на СМИТА2 с апреля 2001 по май 2002»,

то ее невозможно представить при помощи введенных ранее допущений.

В этом случае нужно разработать представление относительно глаголов в дополнение к существительным.

Введем вербальный узел признака для представления конкретного события, а узел типа – для представления «прообраза» события, получаем:

 

работа

действие

до  от

май 2002 <раб1> апрель2001

датив (dative) агент

<см1> <см2>

Рис.2

Конкретное событие, заключающееся в работе у кого-то, обозначено <раб1>. Его происхождение от узла прообраза «работа» указывается при помощи дуги «действие», в угловых скобках – узел события.

После идентификации события <раб1> можно произвести привязку других отношений, с помощью которых представляются понятия о работе:

дата начала (через связь «с») и дата окончания работы (через связь «до»).

Для отдельных ЭС были разработаны полные непротиворечивые наборы вербальных отношений – падежных отношений (Ч. Филмор).

Примерный набор «падежных» отношений может включать:

1.    Агент – исполнитель (инициатор) действия, выражаемого глаголом;

2.    Объект – имя существительное, на которое распространяется действие или состояние, выражаемые глаголом;

3.    Местоположение – место действия или состояния, выражаемое глаголом;

4.    Датив – лицо, к которому имеет отношение действие или состояние, выражаемые глаголом.

Основной недостаток представления знаний предметной области в виде семантической сети – это сложность при обработке больших объемов информации и различных исключений.