Теоретическая часть. Семантическая модель представления знаний это ориентированный граф, вершины которого понятия, а дуги отношения между ними

Семантическая модель представления знаний это ориентированный граф, вершины которого понятия, а дуги отношения между ними. Термин «семантическая» означает«смысловая», а сама семантика это наука, устанавливающая отношения между символами и объектами, которые они обозначают, т.е. наука, определяющая смысл знаков.

В качестве понятий обычно выступают абстрактные или конкретные объекты, а отношения это связи типа «это» (A-Kind-Of), « элемент класса» (is), «имеет частью» (has part), «принадлежит», «любит» и ряд других связей.

Введенный в лабораторной работе №1 вариант исчисления предикатов, в ко­тором применяются только бинарные предикаты, допускает представление с использованием графов. Элементы этого формализма (константы, симво­лы переменных и функциональные выражения) могут быть представлены вершинами графа. Тогда в примере из лаб.№1 у нас получают­ся вершины АНТОН, ПЕР 1, ОЛЬГА, ЮРИСТ, АДР 1 и т.д. Предикаты РАВ, ЭЛ и ПМ могут быть представлены дугами графа: каждая дуга выходит из вершины, соответствующей первому аргументу предиката, и входит в вер­шину, соответствующую второму аргументу. Тогда выражение ЭЛ (ПЕР, ПЕРЕДАЧИ) будет представлено такой структурой, представленной на рис. 1:

ЭЛ

Рис. 1. Представление ППФ ЭЛ (ПЕР, ПЕРЕДАЧИ) дугой графа

В подобных графах вершины и дуги помечаются обозначаемыми ими тер­мами и предикатами. Если предикат РАВ связывает между собой некоторый терм и некоторую функцию от другого терма, то мы будем изображать запись этой функции одного аргумента с помощью дуги, соединяющей два таких терма. Для представления, например, формулы РАВ [дающий (ПЕР 1), АНТОН] мы прибегнем к структуре, представленной на рис. 2.

 

дающий

 

Рис. 2. Представления ППФ РАВ [дающий (ПЕР 1), АНТОН] дугой графа

 

Набор выражений исчисления предикатов, относящихся к указанному типу, может быть представлен некоторой графовой структурой. Такую структуру называют семантической сетью. Сетевое представление набора высказываний из рассмотренного в лаб. 1 примера приведено на рис. 3. Вершины в сетях, представленных на рис. 3, помечены констант­ными символами. Можно ввести и вершины, соответствующие переменным, они помечаются строчными буквами из конца латинского алфавита (напри­мер x, у, z и т. д.). Здесь переменные разделены (выбраны различны­ми) и считается, что они относятся к квантору общности. Областью этих кванторов является вся сеть фактов.

При преобразовании формул исчисления предикатов в сетевую форму мы будем придерживаться тех же соглашений, что и при переводе их в блоч­ные обозначения. Считаем, что переменные, стоящие под квантором сущест­вования, подвергнуты сколемовскому преобразованию и получающиеся сколемовские функции представлены вершинами, которые помечены функ­циональными выражениями.

Так, высказывание «Антон каждому что-нибудь дал» может быть представлено сетью, изображенной на рис. 4.

На этом рисунке переменная х находится под квантором общности. Вершины, поме­ченные «g(x)» и «sk (x)», являются вершинами, представляющими сколемовские функции. Рассмотрим теперь вопрос о графическом представлении пропозициональ­ных связок. Представление конъюнкции не составляет труда: конъюнкция связанных элементарных формул представляется множественными вершинами и дугами ЭЛ и ПМ.

 

 

 

 

 

Рис. 3. Простая семантическая сеть

 

Для представления дизъюнкции выделяются те вершины и дуги, которые входят в дизъюнкции. При линейной записи для указания на дизъюнкцию используются круглые и квадратные скобки.

 

 

ЭЛ

получающий

дающий объект

 

 

 

Рис. 4. Сеть с вершинами, представляющими сколемовские функции.

 

 

дизъюнктивная рамка (ДИЗ)

 

 

Рис. 5. Представление дизъюнкции

В семанти­ческих сетях применяется графи­ческий аналог скобок рамка, изображаемая на рисунках замк­нутой линией (рис. 5). В случае дизъюнкции каждый дизъюнктив­ный предикат изображается в пределах рамки, а сама рамка помечается знаком ДИЗ. В приведенном примере рамки использовались для того, чтобы вычленить группу дуг типа ЭЛ, ПМ или функциональных дуг, и поэтому на рисунках рамки охватывают только дуги (с точки зрения обоз­начений в семантических сетях не имеет значения, охватывают они вершины или нет).