Понятие семантической сети основано на древней и очень простой идее о том, что <память> формируется через ассоциации между понятиями. Понятие <ассоциативная память> появилось еще во времена Аристотеля и вошло в информатику в связи с работами по использованию простых ассоциаций для представления значения слов в базе данных. С тех пор этот формализм был всесторонне развит для представления многих классов данных, используемых в различных предметных областях. К таким областям относятся пространственные связи в простых физических системах, операции по управлению механизмами, причинные и функциональные связи в приборах и взаимосвязи между симптомами в медицине [23].
Базовым функциональным элементом семантической сети служит структура из двух компонентов - <узлов> и связывающих их <дуг>. Каждый узел представляет некоторое понятие, а дуга - отношение между парами понятий.
Рисунок 3.1Функциональный элемент семантической сети
Можно считать, что каждая из таких пар отношений представляет простой факт. Узлы помечаются именем соответствующего отношения. Рис. 3.1, например, представляет факт <Антон работает в производственном отделе>.
Отметим, что 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.
С позиций логики базовую структуру семантической сети можно рассматривать в качестве эквивалента предиката с двумя аргументами (бинарный предикат); эти два аргумента представляются двумя узлами, а собственно предикат - направленной дугой, связывающей эти узлы. Пользуясь подобными отношениями, можно представлять сложные совокупности фактов. Рис. 3.2 иллюстрирует одно из возможных представлений
Рисунок 3.2 Факты о человеке Антон
фактов, относящихся к служащему <Антон>. В число таких фактов вошли:
< Антон является руководителем>
< Антон работает в производственном отделе, расположенном в здании 1>
< Антон 40 лет>
<У Антона голубые глаза>
Давняя популярность семантических сетей обязана связи <является>, в которой заложены большие возможности для построения иерархий понятий. Пример такой иерархии узел <служащий> на Рисунок 3.3. Узлы <Ан-1> и <Ан-2> позволяют описать двух разных людей с одинаковым именем. Иерархия, построенная на основе наследования, обеспечивает эффективный способ упрощения представления знании и сокращения объема информации которою требуется запоминать для каждого конкретного узла. Это дает возможность в значительной мере ускорить процесс обработки знаний (относящаяся к узлу запоминаемая информация может быть ограничена только часто используемой; при обращении к остальной информации применяется принцип наследования), а также извлекать информацию с помощью запросов общего характера (некоторая информация об индивидууме <Антон>как руководителе может
Рисунок 3.3 Факты, относящиеся к служащему <Антон>
быть извлечена просто из знания его служебного положения в компании; при этом нет необходимости знать его имя).
Приведенные примеры представления знаний в виде семантических сетей были ограничены отношениями между существительными или фразами, составленными из существительных. Нужно только разработать представление относительно глаголов в дополнение к существительным.
Были разработаны непротиворечивые полные наборы вербальных отношении. Они получили название <падежных отношений> в соответствии с теорией <падежной грамматики>, разработанной Ч. Филлмором. В этой теории предпринимается попытка представить поверхностную структуру предложении в виде небольших замкнутых наборов <падежных> отношении между существительными (или фразами из существительных) и глаголами в рамках глубинных структур предложений. Примерный набор подобных отношении может в типичном случае включать:
а) Агент - исполнитель (инициатор) действия, выражаемого глаголом;
б) Объект - имя существительное, на которое распространяется действие или состояние, выражаемое глаголом;
в) Местоположение-место действия или состояния выражаемое глаголом;
г) Датив (dative) -лицо, к которому имеет отношение действие или состояние, выражаемое глаголом.
