Представление знаний в информационных системах

Знания и модели их представления: логическая, продукционная, реляционная, фреймы, семантические сети.

Модели процесса представления знаний.

Представить знания в ЭВМ - это значит определить некоторые исходные нерасчленяемые объекты, правила формирования на их основе новых объектов и в итоге получить описание знаний. Формальный способ описания и является моделью представления знаний.

В качестве входных нерасчленяемых объектов выступают значения данных. Отношения между данными определяют правила образования новых объектов. Выполняя отдельные процедуры над отношениями между данными, структурируют данные и формируют знания. Существует целый ряд моделей представления знания: логическая, алгоритмическая, фреймовая, семантическая, продукционная. Рассмотрим основные особенности каждой из моделей.

Логическая модель представления знаний

Знания, необходимые для решения, и сама решаемая задача описываются определенными утверждениями на логическом языке. Знания составляют множество аксиом, а решаемая задача представляет собой теорему, требующую доказательства. Процесс доказательства теоремы и составляет логическую модель представления знаний. Описание модели основывается на конструктивной логике. Зададим логическую модель совокупностью:

М = < T, P, A, F >,
где T- множество базовых элементов,
P - множество правил,
A - множество истинных выражений (аксиом),
F- правило вывода.

Алгоритмическая модель представления знаний.

В процессе формализации знаний часто используются алголоподобные языки. Формальная система задает описание решения задачи в виде программы вычисления. В основе формальной системы лежат: алфавит используемого языка, правила формирования выражений из элементов алфавита, аксиомы и правила вывода.

Алфавит определяется множеством Т = Т₁ U Т₂ U Т₃,

где: Т₁ = {A_1, A₂, ...A_n } - имена подзадач. Последовательность А представляет собой описание исходной задачи;

Т₂ = { ; , case, of, while, do } - включает слова, позволяющие строить синтаксические конструкции описания последовательности решения ( например, case A of A₁,A₂, ...A_n - означает, что описание исходной задачи А, для решения которой достаточно решить одну подзадачу);

Т₃ = { begin, end} - вспомогательные значения.

Алгоритмическая модель также может отображаться графом редукции, где в корневой вершине находится исходная решаемая задача, в промежуточных вершинах - подзадачи, в концевых - элементарные подзадачи. Дуги отображают операции программирования типа «соглашение».