Фреймовые модели представления знаний

Термин фрейм ( frame — каркас, рамка) предложен М. Минским в 70-е годы для обозначения структуры знаний по восприятию про­странственных сцен. Эта модель, как и семантическая сеть, имеет глубокое психологическое обоснование. Под фреймом понимается абстрактный образ или ситуация. Например, слово «комната» вызы­вает образ комнаты — «жилое помещение с четырьмя стенами, по­лом, потолком, окнами и дверью». Из этого описания ничего нельзя убрать, например, убрав окна, мы получим уже чулан, а не комнату. Но в нем есть «слоты» — незаполненные значения некоторых атри­бутов — количество окон, цвет стен, высота потолка, покрытие пола и др. Такой образ и называется фреймом (фреймом минимального описания). Фреймом называется также и формализованная модель этого образа.

Пример фреймовой системы, описывающей аудиторию, показан на рис..

Фреймовая модель, основанная на теории М. Минского, представ­ляет собой систематизированную в виде единой теории технологиче­скую модель памяти человека и его сознания.

Все фреймы взаимосвязаны и образуют единую фреймовую струк­туру, в которой органически объединены декларативные и процедур­ные знания. Это дает возможность достаточно быстро производить композицию и декомпозицию информационных структур аналогично тому, как это делал бы человек при описании структуры своих знаний.

Важнейшим свойством фреймов является заимствованное из те­ории семантических сетей наследование свойств. И во фреймах, и в семантических сетях наследование происходит по связям типа «это» (АКО — А-Кind-Оf)- Слот АКО указывает на фрейм более высокого уровня иерархии, откуда неявно наследуются, то есть переносятся, значения аналогичных слотов, причем наследование свойств может быть частичным.

Фреймовые модели является достаточно универсальными, посколь­ку позволяют отобразить все многообразие знаний о мире посред­ством [9]:

* фреймов-структур для обозначений объектов и понятий (заем,
залог, вексель);

* фреймов-ролей (менеджер, кассир, клиент);

* фреймов-сценариев (банкротство, собрание акционеров);

* фреймов-ситуаций (авария, рабочий режим устройства и т. д.).
К основным достоинствам фреймовой модели относятся:

* способность отражать концептуальную основу организации памяти человека;

* наглядность представления;

* модульность;

* возможность использования значений слотов по умолчанию.

Однако фрейм-представление является не конкретным языком пред­ставления знаний, а некоторой идеологической концепцией, реализу­емой по-разному в различных языках. Теория фреймов послужила толчком к разработке нескольких языков представления знаний, ко­торые благодаря своим широким возможностям и гибкости стали в последние годы довольно распространенными. Основным недо­статком фреймовых моделей является отсутствие механизмов управ­ления выводом.

5. информационные системы, имитирующие творческие процессы ; (Пискарёва Екатерина)

Творческие (созидающие) ИТ III (высшего) уровня охватывают полный информац цикл - выработку инфы (новых знаний), их передачу, переработку, использование для преобразования объекта, достижения новых более высоких целей.

ИТ III уровня означают высший этап компьютеризации менеджмента, позволяют задействовать ЭВМ в творческом процессе, соединить силу человеческого ума и мощь электронной техники.

Полная интегрированная автоматизация предполагает охват след информационно-управленческих процессов: связь, сбор, хранение и доступ к необход инфе, анализ инфы, подготовка текста, поддержка индивидуальной дея-ти, программирование и реш-е спец задач.

информация = данные + смысл;

знание = информация + сравнение.

Инфа — это сведения об объектах и явленияхх окруж среды, их параметрах, св-вах и состояниях, кот уменьшают имеющуюся о них степень неопределенности, неполноты знаний.

Информатика рассматривает инфу как связанные между собой сведения, изменяющие наши представления о явлении или объекте окруж мира. С этой т. зр. инфу м. рассматривать как совокупность знаний о фактич данных и зав-тях между ними.

В процессе обработки инфа может менять структуру и форму. Признаком структуры явл-ся эл-ты инфы и их взаимосвязь. Формы представления инфы м.б. различны. Основными из них явл-ся: символьная (основана на использовании различ символов), текстовая (текст — это символы, расположенные в опред порядке), графическая (различ виды изображений), звуковая.

В повседневной практике такие понятия, как инфа и данные, часто рассматриваются как синонимы. На самом деле между ними имеются различия. Данные -инфа, представленная в удобном для обработки виде. Данные м.б. представлены в виде текста, графики, аудио-визуального ряда. Представление данных наз-ся языком информатики, представляющим собой совокупность символов, соглашений и правил, используемых для общения, отображения, передачи инфы в электронном виде.

 

 

6. информация и данные ; (Пискарёва Екатерина)

Термин «информация» происходит от латинского слова, означающего разъяснение, изложение, осведомление. Понятие «информация» является одним из основных понятий информатики. Общепризнанна сложность проблемы определения этого понятия, которая в настоящее время все еще далека от своего решения. Если проанализировать определения информации, приводимые в различных толковых словарях, монографиях, учебниках и учебных пособиях по информатике, то можно прийти к выводу о весьма широком диапазоне подходов к определению содержания понятия «информация» и других связанных с ним основных понятий информатики.

Информацией называют любые данные или сведения, которые кого-либо интересуют.

Информация - сведения об объектах и явлениях окружающей среды, их параметрах, свойствах и состоянии, которые воспринимают информационные системы (живые организмы, управляющие машины и др.) в процессе жизнедеятельности и работы.

Информация - любой вид сведений о предметах, фактах, понятиях предметной области, неизвестных до их получения и являющихся объектом хранения, передачи и обработки.

Предметная область - совокупность объектов реального или предполагаемого мира, рассматриваемых в пределах данного контекста, который понимается как отдельное рассуждение, фрагмент научной теории или теория в целом и ограничивается рамками данного контекста.

Понятие “информация” является одним из фундаментальных в современной науке вообще и базовым для информатики. Информация передается в виде сообщений, определяющих форму и представление передаваемой информации. При этом предполагается, что имеются источник информации и получатель информации. Сообщение от источника к получателю передается посредством какой-нибудь среды, являющейся в таком случае каналом связи.

Среда передачи данных - любая физическая среда, способная передавать информацию с помощью электромагнитных или других сигналов.

Так, при передаче речевого сообщения в качестве среды можно рассматривать воздух, в котором распространяются звуковые волны. Чтобы сообщение было передано от источника к получателю, необходима некоторая материальная субстанция - носитель информации. Сообщение, передаваемое с помощью носителя, назовем сигналом.

Сигнал - носитель данных (информации), представляющий собой физические сигналы или математические модели.

Одним из свойств компьютеров является способность хранить огромные объемы информации и обеспечивать легкий доступ к ней. Информация, подлежащая обработке, в некотором смысле представляет абстракцию фрагмента реального мира. Мы говорим о данных как об абстрактном представлении реальности, поскольку некоторые свойства и характеристики реальных объектов при этом игнорируются (как несущественные для данной задачи).

Данные - представление информации в формализованном виде, удобном для пересылки, сбора, хранения и обработки.

Решая конкретную задачу, необходимо выбрать множество данных, представляющих реальную ситуацию. Затем надлежит выбрать способ представления этой информации. Представление данных определяется исходя из средств и возможностей, допускаемых компьютером и его программным обеспечением. Однако очень важную роль играют и свойства самих данных, операции, которые должны выполняться над ними. С развитием вычислительной техники и программирования средства и возможности представления данных получили большое развитие и теперь позволяют использовать как простейшие неструктурированные данные, так и данные более сложных типов, полученные с помощью комбинации простейших данных. Такие данные называют структурированными, поскольку они обладают некоторой организацией.

В математике принято классифицировать величины в соответствии с их характеристиками. Различают целые, вещественные, комплексные и логические величины, величины, представляющие собой отдельные значения, множества значений или множества множеств. Аналогично этому в информатике любая константа, переменная, выражение или функция относится к некоторому типу. Фактически тип характеризует множество значений, которые может принимать константа, переменная, выражение или функция. Широко используется правило, по которому тип явно указывается в описании константы, переменной или функции. К данным каждого типа применимы определенные операции и их поведение подчиняется некоторым аксиомам.

 

7. системы интеллектуального интерфейса для информационных систем; (Пискарёва Екатерина)

Интеллектуальные базы данных отличаются от обычных баз данных возможностью выборки по запросу необходимой информации, которая может явно не храниться, а выводиться из имеющейся в базе данных. Примерами таких запросов могут быть следующие:

- “Вывести список товаров, цена которых выше среднеотраслевой”,

- “Вывести список товаров-заменителей некоторой продукции”,

- “Вывести список потенциальных покупателей некоторого товара” и т.д.

Для выполнения первого типа запроса необходимо сначала проведение статистического расчета среднеотраслевой цены по всей базе данных, а уже после этого собственно отбор данных. Для выполнения второго типа запроса необходимо вывести значения характерных признаков объекта, а затем поиск по ним аналогичных объектов. Для третьего типа запроса требуется сначала определить список посредников-продавцов, выполняющих продажу данного товара, а затем провести поиск связанных с ними покупателей.

Во всех перечисленных типах запросов требуется осуществить поиск по условию, которое должно быть доопределено в ходе решения задачи. Интеллектуальная система без помощи пользователя по структуре базы данных сама строит путь доступа к файлам данных. Формулирование запроса осуществляется в диалоге с пользователем, последовательность шагов которого выполняется в максимально удобной для пользователя форме. Запрос к базе данных может формулироваться и с помощью естественно-языкового интерфейса.

^ Естественно-языковой интерфейс предполагает трансляцию естественно-языковых конструкций на внутримашинный уровень представления знаний. Для этого необходимо решать задачи морфологического, синтаксического и семантического анализа и синтеза высказываний на естественном языке. Так, морфологический анализ предполагает распознавание и проверку правильности написания слов по словарям, синтаксический контроль - разложение входных сообщений на отдельные компоненты (определение структуры) с проверкой соответствия грамматическим правилам внутреннего представления знаний и выявления недостающих частей и, наконец, семантический анализ - установление смысловой правильности синтаксических конструкций. Синтез высказываний решает обратную задачу преобразования внутреннего представления информации в естественно-языковое.

Естественно-языковый интерфейс используется для:

• 
  доступа к интеллектуальным базам данных;
• 
  контекстного поиска документальной текстовой информации;
• 
  голосового ввода команд в системах управления;
• 
  машинного перевода c иностранных языков.

Гипертекстовые системы предназначены для реализации поиска по ключевым словам в базах текстовой информации. Интеллектуальные гипертекстовые системы отличаются возможностью более сложной семантической организации ключевых слов, которая отражает различные смысловые отношения терминов. Таким образом, механизм поиска работает прежде всего с базой знаний ключевых слов, а уже затем непосредственно с текстом. В более широком плане сказанное распространяется и на поиск мультимедийной информации, включающей помимо текстовой и цифровой информации графические, аудио и видео- образы.

^ Системы контекстной помощи можно рассматривать, как частный случай интеллектуальных гипертекстовых и естественно-языковых систем. В отличие от обычных систем помощи, навязывающих пользователю схему поиска требуемой информации, в системах контекстной помощи пользователь описывает проблему (ситуацию), а система с помощью дополнительного диалога ее конкретизирует и сама выполняет поиск относящихся к ситуации рекомендаций. Такие системы относятся к классу систем распространения знаний (Knowledge Publishing) и создаются как приложение к системам документации (например, технической документации по эксплуатации товаров).

^ Системы когнитивной графики позволяют осуществлять интерфейс пользователя с ИИС с помощью графических образов, которые генерируются в соответствии с происходящими событиями. Такие системы используются в мониторинге и управлении оперативными процессами. Графические образы в наглядном и интегрированном виде описывают множество параметров изучаемой ситуации. Например, состояние сложного управляемого объекта отображается в виде человеческого лица, на котором каждая черта отвечает за какой-либо параметр, а общее выражение лица дает интегрированную характеристику ситуации.

Системы когнитивной графики широко используются также в обучающих и тренажерных системах на основе использования принципов виртуальной реальности, когда графические образы моделируют ситуации, в которых обучаемому необходимо принимать решения и выполнять определенные действия.

 

 

8.   интеллектуальные информационно-поисковые системы; (Пискарёва Екатерина)

⇐ Предыдущая12345Следующая ⇒

Поделиться: