Основні моделі представлення знань

Знання можна визначити як виявлені закономірності предметної галузі (принципи, зв’язки, закони), які дозволяють вирішувати задачі в цій галузі.

З точки зору штучного інтелекту знання можна визначити як формалізовану інформацію, на яку посилаються в процесі логічного висновку.

Для зберігання даних використовуються бази даних (їм властиві великий обсяг і відносно невелика питома вартість інформації), для зберігання знань – бази знань (невеликого обсягу, але дуже дорогі інформаційні масиви)

База знань – це сукупність знань, які описуються з використанням обраної форми представлення. База знань є основою будь-якої інтелектуальної системи.

Для того, щоб маніпулювати різноманітними знаннями реального світу за допомогою комп’ютеру, необхідно здійснювати їх моделювання. Типові моделі представлення знань:

· логічні моделі;

· моделі засновані на використанні правил (продукційні моделі);

· семантичні мережі;

· фреймові моделі.

Основна ідея підходу при побудові логічних моделей представлення знань полягає в тому, що вся інформація, необхідна для рішення прикладних задач, розглядається як сукупність фактів і стверджень, які представляються в вигляді формул деякої логіки (див. лекцію № 3). Знання відображаються сукупністю таких формул, а отримання нових знань к зводиться реалізації процедури логічного висновку.

Суть використання продукційної моделі представлення знань полягає в тому, що лівій частині ставиться в відповідність деяка умова, а правій частині – дія:

ЕСЛИ <перелік умов>, ТО <перелік дій>

Під умовою розуміється деяке речення – зразок, за яким здійснюється пошук в базі знань, а під дією – дії, що виконуються при успішному результаті пошуку. Це можуть бути реальні дії або висновок, який представляє собою нове знання.

Приклад:

ЕСЛИ z є батьком x.

z є батьком y,

x і y різні люди

ТО x і y є братами (братом і сестрою; сестрами);

де x, y, z – змінні.

Спосіб представлення знань за допомогою мережних моделей найближчий до представлення їх в текстах на природній мові. В його основі лежить ідея про те, що вся необхідна інформація може бут описана як сукупність трійок (arb), де a і b – об’єкти або поняття, а r – бінарні відношення між ними. Якщо в мережній моделі можливі зв’язки різного типу, то її називають семантичною мережею.

Термін фрейм (frame – каркас, рамка) означає структуру даних для представлення деякого концептуального об’єкту. Інформація, що відноситься до цього фрейму, міститься в складових фрейма – слотах. Фреймові моделі є досить універсальними, оскільки дозволяють відобразити різноманітні знання про всесвіт:

· через фрейм - структури для позначення об’єктів і понять (позика, залог, вексель);

· фрейм-ролі (менеджер, касир, клієнт);

· фрейм-сценарії (банкрутство, збори акціонерів);

· фрейм-ситуації (тривога, аварія, робочий режим пристрою).

Наприклад, структура таблиці, що містить список робітників, записана в вигляді фрейма, має вигляд:

(СПИСОК ПРАЦІВНИКІВ

Прізвище (значення слоту 1);

Рік народження (значення слоту 2);

Спеціальність (значення слоту 3);