Фридман А.Я.

Модели представления знаний в прикладных системах ИИ: особенности и сравнительная характеристика.

Модели представления знаний обычно делят на логические (формальные) и эристические (формализованные). В основе логических моделей представления знаний лежит понятие формальная система (теория).Эвристические модели имеют разнообразный набор средств, передающих специфические особенности той или иной проблемной области.

1)Семантические модели.В основе этой модели, лежит понятие сети образованной помеченными вершинами и дугами (граф). Вершины сети представляют некоторые сущности (объекты, события и т.п.), а дуги – отношения между сущностями, которые они связывают.

Наложив ограничения на описание вершин и дуг, можно получить сети различного вида. Если вершины не имеют собственной внутренней структуры, то такие сети называют иерархическими.

В семантических сетях есть возможность разделить сеть на подсети (пространства) и установить отношения не только между вершинами, но и между пространствами. Различные пространства могут быть упорядочены в виде дерева пространств, его вершинам соответсвует пространства, а дугам – отношения видимости.

Отношение видимости позволяет группировать пространства в упорядоченные множества – перспективы.

2)Фреймы.Фрейм – стурктура данных (т.е. деклоративное представление), отображающая некоторую стандартную ситуацию. С каждым фреймом ассоциируется разнообразная информация (о нем). Фрейм можно представить в виде сети, состоящей из вершин и отношений (дуг). Верхние уровни фрейма фиксированы и представляют сущности, всегда истинные в ситуации, которую он описывает. Нижние уровни заканчиваются слотами, заполняемые конкретной информацией при вызове фрейма. Фреймы удобно соединять в сети (значение к-л слота – имя другого фрейма).

Fr= {<имя слота>,<значение слота>} – пар м.б. несколько.

3)Логические модели.В основе логических моделей лежит понятие формальной теории, [задаваемой четверкой S::=<B,F,A,R>, где B – счетное множество базовых символов (алфавит) теории S;F- подмножество выражений теории S, называемых формулами теории;A – выделенное множество формул, называемых аксиомами теории S; R – конечное множество отношений {r1….rn} между формулами, называемыми правилами вывода.] Тройка AS (алгебраическая система) = <M,O,R>, где M – носитель, O – операции, R – отношения.

4)Продукционные системыобразованы из правил, в которых сопоставление и планирование (управление) являются явными функциями системы, зафиксированными в интерпритаторе.Вида PS={<ri,qi>}, где ri условие применимости продукции (предпосылки), qi – действия, кот. надо выполнить при выполнении продукции.

5)Объектные МПЗ (модель представления знаний). Этот подход является развитием фреймового представления. В его основе лежат понятии «объект» и «класс», в качестве объектов могут рассматриваться конкретные предметы, а также абстрактные и реальные сущности. Класс определяет общие св-ва для всех его объектов.

Объекты и классы обладают характерными св-вами, которые активно используются при ООП и во многом определяют его преимущества.К ним относятся:

Инкапсуляция (скрытие информации)

Наследование (возможность создавать из классов новые классы по принципу от общего к частному)

Полиморфизм (способность объектов выбирать метод на основе типов данных, принимаемых в сообщении)

Сравнительная хар-ка:

1 и 2 - можно переходить от одного к другому.

2 – более гибкий; фреймы похожи на объекты, но объект не будет работать, если данные неполные, во фрейме же не все слоты могут быть определены.

3 «-» монотонность, негибкость (истина не станет ложным)

4 «+» чаще всего используются «-» низкая эффективность (медленно работает)

Фреймы – самая эффективная модель применения знаний.