Основана на логике предикатов первого порядка. Знания представляются в виде фактов и правил. Факты – это предикаты, представляющие свойства объектов предметной области и отношения между ними. Правила позволяют выводить новые факты, т.е. указывать, при каких условиях некоторые предикаты могут считаться новыми фактами.
2. Продукционная модель.
Позволяет представить знания в виде предложений типа:
Если<условие> то<действие>.
Условие называется антецедентом. Под ним понимается некоторое предложение-образец, по которому выполняется поиск в БЗ.
Действие называется консеквентом. Оно выполняется при успешном исходе поиска и может само выступать далее как условие, либо быть терминальным, т.е. завершающим работу системы.
3. Семантические сети.
Семантическая сеть – это ориентированный граф, вершины которого являются понятиями, а дуги – отношениями между ними. Так как типов отношений может быть много, отношения указываются при дугах, которые в этом случае называются нагруженными.
Типы отношений: класс – элемент класса (цветок – роза), свойство – значение (цвет – желтый), пример элемента класса (роза – чайная).
Типы сетей:
– однородные (с одним типом отношений), используются редко);
– неоднородные (с различными типами отношений)
Наиболее частые типы отношений:
– часть – целое;
– функциональные (с глаголами «производит», «влияет» и т.д.);
– количественные (больше, меньше и пр.);
– пространственные (далеко, близко, под, над и т.д.);
– временные (раньше позже, в течение);
– атрибутивные (иметь свойство, иметь значение);
– логические (И, ИЛИ, НЕ);
– лингвистические и пр.
Приведем пример семантической сети, представляющей следующий фрагмент знаний: «Автомобиль – это вид транспорта, имеющий двигатель. Гражданин Иванов любит автомобили и ему принадлежит машина Жигули красного цвета»:
Проблема поиска решений в базе знаний в виде семантической сети сводится к задаче поиска фрагмента сети, соответствующего некоторой подсети, отражающей поставленной к БЗ вопрос.
4. Фреймы
Термин предложен одним из первых исследователей ИИ Марвином Минским в 70-е годы. Известны несколько определений фрейма:
Фрейм – это абстрактный образ для представления некоего стереотипа восприятия.
Фрейм – это структура данных для представления некоторого концептуального объекта. Она охватывает все стороны этого объекта. Характеристики объекта называются слотами. Значения характеристик – наполнители (значения) слотов.
Понятие фрейма тесно связано с абстрактными образами. Например, абстрактным образом является объект «комната». Ее характеристики: жилое помещение, имеет 4 стены, пол, потолок, окна и двери, характеризуется площадью, высотой потолка, покрытием пола и т.д. Здесь нет никаких конкретных значений. Но если мы укажем, что данная комната имеет одно окно, одну дверь, ее площадь 15 кв.м, высота потолка 3 м, пол паркетный и пр. , то получим «пример» комнаты.
Таким образом, нужно различать фреймы-прототипы(для моделирования абстрактных образов) и фреймы-экземпляры (для конкретных примеров абстрактных образов).
Типы фреймов:
фреймы-структуры (используются для обозначения объектов и понятий, таких как дом, комната, вексель, заем);
фреймы-роли (используются для обозначения, например, профессии или должности служащих: кассир, клиент, преподаватель, студент);
фреймы-сценарии (используются для обозначения действий, протекающих во времени: собрание акционеров, экзамен, сессия);
фреймы-ситуации (используются для обозначения событий: тревога, авария, банкротство).
Структуру фрейма можно представить следующей таблицей:
Имя фрейма
Имя слота
Значение слота
Способ получения значения
Присоединенная процедура
Способы получения значений слотов:
– по умолчанию от фрейма-образца;
– через наследование свойств от фрейма, указанного в слоте АКО (a kind of, по-русски – это);
– с помощью вычисления значения формулы, указанной в столбце «Способ получения значения»;
– путем выполнения присоединенной процедуры;
– в процессе диалога с пользователем;
– из базы данных.
Так же, как и в семантических сетях, важнейшее свойство фреймов – это наследование свойств. Оно происходит по АКО-связям. Слот АКО указывает на фрейм более высокого уровня иерархии. Наследование свойств может быть частичным, так как фреймы более низкого уровня могут иметь собственные значения.
Пример.
В курсе подробно рассматриваются формальная логическая и продукционная модели.
