Классификация моделей представления знаний. Преимущества и недостатки каждой модели
Модели (способы) представления знаний: · Продукционные – основанные на правилах-продукциях; Продукционная модель или модель, основанная на правилах, позволяет представить знания в виде предложений типа: «Если (УСЛОВИЕ), то (ДЕЙСТВИЕ)». Преимущества продукционных моделей: Модульность. Модифицируемость. Доступность чтения. Способность к самообъяснению. Универсальность. Эффективность организации памяти. Недостатки продукционной системы: · При большом числе продукций становится сложной проверка непротиворечивости системы продукций. · Из-за присущей системе недетерминированности (неоднозначного выбора выполняемой продукции из фронта активизированных продукций) возникают принципиальные трудности при проверке корректности работы системы.
· Логические – в основе которых лежит формальная модель; Описания предметных областей, выполненные в логических языках, называются логическими моделями. В основе моделей такого типа лежит формальная система, задаваемая четверкой вида: M=<T, S, A, B>. · Фреймовые: Фрейм – это абстрактный образ для представления некоего стереотипа восприятия. Фрейм является структурой данных для представления стереотипной ситуации. С каждым фреймом ассоциирована информация разных видов. Одна ее часть указывает, каким образом следует использовать данный фрейм, другая - что предположительно может повлечь за собой его выполнение, третья - что следует предпринять, если эти ожидания не подтвердятся. Основное преимущество фреймов как модели представления знаний – эта модель отражает концептуальную основу организации памяти человека, а также ее гибкость и наглядность. · Сетевые: В основе моделей этого типа лежит семантическая сеть. Сетевые модели формально задаются в виде: H=<I, C1, C2,..., Cn, G>;. I – множество информационных единиц; C1, C2,..., Cn – множество типов связей между информационными единицами; G – отображение, задает между информационными единицами, входящими в I, связи из заданного набора типов связей. Преимущества сетевой модели:
Недостатки сетевой модели:
Возникновение термина «продукция» Продукции являются наиболее популярным средством представления знаний. Термин «продукция» предложен американским логиком Э. Постом (уроженец Польши) в 1936 г. для определения языков и формальных грамматик. С 1974 г. он находит широкое применение в экспертных системах. Продукционная модель или модель, основанная на правилах, позволяет представить знания в виде предложений типа: «Если (УСЛОВИЕ), то (ДЕЙСТВИЕ)». Структура правила-продукции - «Если (УСЛОВИЕ), то (ДЕЙСТВИЕ)» «УСЛОВИЕ» (антецедент) - некоторое предложение-образец, по которому осуществляется поиск в базе знаний. «ДЕЙСТВИЕ» (консеквент) – действия, выполняемые при успешном исходе поиска (они могут быть промежуточными, выступающими далее как условия и терминальными или целевыми, завершающими работу системы). В общем виде под продукцией понимают выражение следующего вида: (i); Q; P; AÞB; N i – имя продукции, с помощью которого данная продукция выделяется из всего множества продукций. В качестве имени может выступать: 1) лексема (понятие), отражающая суть продукции (покупка книги, выбор металлорежущего станка); 2) порядковый номер продукции в хранящемся в памяти системы их множестве (продукция №5). Q – сфера применения продукции. Разделение знаний на отдельные сферы позволяет экономить время на поиск нужных знаний. P - условие применимости ядра продукции. Обычно Р представляет собой логическое выражение (предикат). Когда Р принимает значение «истина», ядро продукции активизируется. Если Р ложно, то ядро продукции не может быть использовано. Например, если в продукции «НАЛИЧИЕ ДЕНЕГ; ЕСЛИ ХОЧЕШЬ КУПИТЬ ВЕЩЬ X, ТО ЗАПЛАТИ В КАССУ ЕЕ СТОИМОСТЬ И ОТДАЙ ЧЕК ПРОДАВЦУ» условие применимости ядра продукций ложно, т.е. денег нет, то применить ядро продукции невозможно. AÞB – ядро продукции, являющееся основным элементом продукции. Интерпретация ядра продукции может быть различной, зависит от того, что стоит слева от знака секвенции (Þ). Обычно прочтение ядра выглядит так: ЕСЛИ A,ТО B.
 Более сложные конструкции ядра допускают в правой части альтернативный выбор: ЕСЛИ А,ТО В1,ИНАЧЕ В2. Секвенция может истолковываться в обычном логическом смысле как знак логического следования В из истинного А (если А не является истинным выражением, то о В - ничего сказать нельзя ). Возможны и другие интерпретации ядра продукции, например А описывает некоторое условие, необходимое для того, чтобы можно было совершить действие В.
N - постусловия продукции, актуализируются только в том случае, если ядро продукции реализовалось. Постусловия продукции описывают действия и процедуры, которые необходимо выполнить после реализации В. Например, после покупки некоторой вещи в магазине необходимо в описи товаров, имеющихся в этом магазине, уменьшить количество вещей такого типа на единицу. Выполнение N может происходить не сразу после реализации ядра продукции.
|
