Алгоритмическая модель представления знаний

В процессе форм­ализации знаний зачастую используются средства «алголоподобных» языков программирования. При этом формируется алгорит­мическая модель представления знаний. Такая модель может отоб­ражаться формальной системой, графом редукции и графом про­странства состояний задачи. Формальная система задает описание решения задачи в виде программы вычисления. В основе формаль­ной системы лежат алфавит используемого языка, правила форм­ирования выражений из элементов этого алфавита, аксиомы и пра­вила вывода. Алфавит определяется множеством

T=T_lÈT₂ÈT₃,

где T₁ = {A₁ А₂,..., А_n}\ А₁ А₂ — имена подзадач, используемых для решения исходной задачи.

Если под А₁, А₂,..., А_n понимать описание подзадач, то последо­вательность А₁ А₂, ..., А_n есть описание исходной задачи; T₂ = {; case, of, while, do} включает в себя слова, позволяющие строить синтаксические конструкции описания последовательности решения задачи. Значения этих слов следующие:

case A of А₁ А₂.....А_n

— описание исходной задачи, для получения результата решения которой необходимо и достаточно решить одну из ее подзадач:

А₁ А₂, ..., А_n; while A do В

— описание исходной задачи А, для получения решения которой необходимо многократно решать ее подзадачу B;

T₃={begin, end}

определяет вспомогательное обозначение, символы «begin»» «end» употребляются в соответствии с правилами подстановки.

Алгоритмическая модель может быть отображена графом реду­кции. В корневой вершине графа редукции, так же как и для логической модели, располагается исходная решаемая задача. В промежуточных вершинах размещают составляющие ее подзада­чи, а в концевых вершинах — элементарные подзадачи, решаемые программами ЭВМ. Гипердуга графа редукции отображает опера­цию программирования типа «сочленение», т. е. И-структуру взаимосвязи подзадач.

Несколько исходящих дуг из какой-либо вер­шины графа отображают ИЛИ-структуру взаимосвязи подзадач, т. е. операцию программирования типа «выбор». Дополнительным по отношению к логической модели является введение в граф редукции двух вложенных вершин, что соответствует ЦИКЛ-структуре взаимосвязи подзадач и операции в программировании типа «повторение». Внешняя вершина обозначается именем задачи, внут­ренняя вершина — именем ее подзадачи.

Таким образом, как в логической, так и в алгоритмической моделях процесс поиска решений представляется на графе пространства состояний задачи в виде пути. Выбор той или иной модели определяет­ся требованиями, предъявляемыми к процессу решения задачи. Применение логической модели позволяет оценивать результаты решения каждой элементарной подзадачи. На основе этого можно установить принадлежность любой подзадачи к решению исходной задачи. В отличие от логической в алгоритмической модели невозмож­но оценить результаты решения отдельных подзадач, поэтому невоз­можен и возврат к предыдущему шагу процесса поиска решения.