ИНТЕГРИРОВАННЫЙ ПОДХОД К ПРЕДОСТАВЛЕНИЮ ЗНАНИЙ

Интегрированный подход к представлению знаний основывается на структурном и процессном восприятии сущности реального мира. Этот подход ориентирован на концептуальное представление действительности в виде онтологий. Особенностью предлагаемого подхода к описанию онтологий является представление процессов активизации входящих в их состав концептов. В [2] под формальной моделью онтологии - ONTL понимается упорядоченная тройка:

ONTL = <K, R, F>, (1)

где K – конечное множество концептов предметной области, которую представляет онтология ONTL; R – конечное множество отношений между концептами рассматриваемой предметной области; F – конечное множество функций интерпретации, заданных на элементах множеств K и R онтологии ONTL.

Использование ИППЗ предполагает расширение состава модели онтологии, представляемой в виде многоуровневой, сложноорганизованной сети. Вершины такой сети – концепты, а дуги – это сформированные связи между вершинами-концептами. В множестве К к описаниям концептов добавляются условия и признаки активизации этих концептов, а в множестве R к описаниям связей между концептами дополнительно вводятся связи между признаками активизации этих концептов. В рамках ИППЗ описание предметной области, которую представляет онтология, может быть представлено множеством описаний концептов. Каждый из атрибутов, описывающих концепт, – имя концепта (NК), предусловия (PRU), список имен ассоциаций – (LNA), список имен связей – (LNR), множество представлений ситуаций – (SPS), список имен концептов нижнего уровня (LNI) – входящих, постусловия (PSU), список имен концептов верхнего уровня (LNO) – выходящих, выполняет свою, строго определенную роль в описаниях предметной области.

NК может выступать в роли идентифицирующего концепт элемента, т.е. обеспечивать уникальность обозначения описания рассматриваемой сущности. Имя указывает на описание конкретной сущности и эта его функция является достаточной для структурного представления объектов. Для процессного подхода [2,3,6] имя должно всегда выступать как признак – элемент логической функции, связывающей состояние вершины сложноорганизованной сети или ее фрагмента с состоянием входных элементов. Для этой цели в описании сущности может выделяться дополнительный элемент – признак активизации сущности. Во многих задачах признак активизации концепта и имя этого концепта могут представляться одним элементом описания.

PRU – задают, с одной стороны, условия активизации, а с другой – связи с признаками активизации других концептов.

PSU – отражают состояние концепта (активизированное/ неактивизированное) и задают связи данного концепта с другими концептами.

LNA – позволяет накапливать сведения для формирования концептов верхнего уровня.

LNR – задает имена, сформированных в формате концептов, связей.

SPS – задает множество представлений о ситуациях, которые активизируют рассматриваемый концепт. 

LNI и LNO отражают таксономию понятий предметной области. Это позволяет представлять структуру понятий онтологии в виде дерева или иерархии концептов (понятий) [2,3]. В иерархической структуре онтологии можно выделить три типа концептов: входные, внутренние и выходные.

Концепты из выражения (1), с учетом описаний их атрибутов, могут представляться следующим образом:

K = <NK, PRU, PSU, LNA, LNR, SPS, LNI, LNO >,                          (2)

где NK – имя концепта; PRU – предусловия концепта; PSU – постусловия концепта; LNA – список имен ассоциаций концепта; LNR – список имен связей данного концепта с другими; SPS – множество представлений о ситуациях, активизирующих концепт; LNI – список имен концептов определяющих рассматриваемый; LNO – список имен определяемых концептов.

В соответствии с моделью (2) описываются элементы базы знаний, один из фрагментов которых представлен на рис. 1.

Рис. 1. Структура единицы представления знания о реальном мире

 

16. Методы представления знаний. Продукции.

Позволяет представлять знания в виде совокупности специальных информационных единиц, именуемых правилами или продукционными правилами (продукциями).

Структура правила:

ЕСЛИ (перечень условий), ТО (перечень действий).

Перечень условий (антецедент) - это некоторое предложение-образец, по которому осуществляется поиск в базе знаний.

Перечень действий (консеквент) – это действия, которые выполняются при успешном исходе поиска.

Действия могут быть:

· Промежуточными, выступающими в дальнейшем как условия.

·  Терминальными или целевыми, завершающими работу системы.
Правила позволяют представлять:
Отношения объектов: пространственно-временные, причинно-следственные, функционально-поведенческие (ситуация — действие), так и сами объекты: объект-свойство, (набор свойств — объект) атрибут-заничение (используются в качестве переменных внутри правил)
Предназначение
В основном используется для описания последовательности различных ситуаций и действий. В какой-то мере, для структурированного описания объектов.
Продукционная модель (по сравнению с логической МПЗ) предполагает более гибкую организацию работы механизма вывода.
Различаются два типа продукционных систем: с прямыми и обратными выводами. В зависимости от направления вывода возможно прямая аргументация и обратная.
Прямая аргументация — управление ведется исходными данными (от исходных данных к цели).
Могут использоваться при решении задач:

· интерпретация (по исходным данным нужно определить сущность следующей ситуации)

·  прогнозирования (из описания некоторой ситуации выводятся все следствия)
Обратная аргументация — управляемая целями (от целей к исходным данным)
Применяется для проверки определенной гипотезы или небольшого множества гипотез на соответствие факта (задачи диагностики).
Основные достоинства продукционных моделей

·  Модульность — продукции могут легко редактироваться в БЗ, не затрагивая при этом содержимого других продукцией.

· Единообразие структуры — основные компоненты продукционной системы могут применятся для СИИ с различной проблемной ориентацией.

· Естественность — ядро продукции во многом аналогично процессу рассуждений эксперта.

· Не требуется явно задавать способ взаимодействия правил друг с другом.
Основные недостатки продукционных моделей

· Процесс вывода менее эффективен, чем в других системах, из-за необходимости непроизводительной проверки применимости правил.

·  Процесс вывода трудно поддается определению

·  затруднительна оценка целостного образа знаний содержащихся в системе

· могут возникать непредсказуемые побочные эффекты при большом числе правил продукционной системы в случаях изменения старого и добавления нового правила.

· Сложно представить иерархию понятий.

 

17. Методы представления знаний. Семантические сети.

Семанти́ческая сеть — информационная модель предметной области, имеющая вид ориентированного графа, вершинами которого соответствуют объектам предметной области, а дуги задают отношения между ними. Выявление смысла фразы не сводится к синтаксическому анализу и разбиению предложения не лексемы и лексические структуры по такому принципу, который осуществляется с использованием конечных автоматов.
Структура СС отображается графически с помощью узлов и соединяющих их дуг (отношения). Узлы (понятия, факты, объекты, события, состояния, ситуации)
Структура:
NM = <U, R1,...,Rn, G>
где U — множество информационных единиц
R1 Rn — множество типов связей между элементами множества U
G — отображение, задающие между элементами множества U связи из заданного набора типов связей {Ri}
Классификация

В зависимости от типов связей { Ri } различают:

Классифицирующие сети .
Их отношения структуризации позволяют вводить БЗ различные иерархические отношения между элементами множества U.

Функциональные сети.
Это вычислительные модели с наличие функциональных отношений. Описывают процедуры вычислений одних информационных единиц через другие.
Сценарии.
Сети с причинно-следственными отношениями типов «средство-результат», «орудие-действие» и т.д. (устанавливающими влияние одних явлений или факторов на другие).

По количеству типов отношений:
Однородные – СС имеет один тип отношений.
Неоднородные. Количество типов отношений больше двух. Позволяет более полно описать предметную модель. (Соответственно в такой модели могут присутствовать разные типы узлов)
По типам отношений:

бинарные (отношением связываются два объекта);

N-арные (используются отношения, связывающие более двух понятий).

⇐ Предыдущая12345678910Следующая ⇒

Поделиться: