Модели представления знаний. 1. Логические; 2. Продукционные; 3. Представление знаний на основе фреймов; 4. Представление знаний на основе семанти- ческих. - презентация

1 Модели представления знаний

2 1. Логические; 2. Продукционные; 3. Представление знаний на основе фреймов; 4. Представление знаний на основе семантических сетей.

3 Логические модели

4 Логические модели являются формой представления знаний о проблемных областях с небольшим пространством поиска решений и определенными фактами и знаниями. Они удобны также для формального описания мышления человека, так часто его рассуждения при решении задач носят дедуктивный характер.

5 Классическим механизмом представления знаний в системах является исчисление предикатов. В системах, основанных на исчислении предикатов, знания представляются с помощью пере- вода утверждений об объектах некоторой предметной области в формулы логики предикатов и добавления их как аксиом в систему.

6 Высказывание есть утвердительное предложение истинно (И)либо ложно (Л)

7 Достоинства системы представления знаний на основе исчисления предикатов: 1. Они достаточно хорошо исследованы как формальная система. 2. Существуют ясные правила, т.е. результаты операций над БЗ также достаточно ясно определены.

8 Недостаткок: ограниченная выразимость, так как существует большое число факторов, которые тяжело или даже невозможно выразить средствами исчисления предикатов. основой большинства языков логического представления знаний является язык Пролог.

9 Существуют три основные вида логического вывода: 1. дедукция - аналитический процесс, основанный на применении общих правил к частным случаям, с выводом результата; 2. индукция – синтетические рассуждения, которые выводят правило, исходя из предпосылок и результата;

10 Существуют три основные вида логического вывода: 3. абдукция – другая форма синтетического вывода, выводящая предпосылки из правила и результата. Она заключается в нахождении объяснений для наблюдаемых фактов. Существование различных объяснений одного и того же эффекта – основная черта абдуктивного вывода.

11 1. Правило (главная посылка) 2. Факт (второстепенная посылка) 3. Цель (вывод) Дедукция: Логический вывод, заключающийся в выведении цели 3 из посылок 1 и 2.

12 1. Правило (главная посылка) 2. Факт (второстепенная посылка) 3. Цель (вывод) Индукция: Логический вывод, при котором предполагается, что между двумя известными фактами – второстепенной посылкой 2 и выводом 3 – существует главная посылка 1. Т.к. 1 – аксиома или общий принцип, то индукция - это вывод существования общего принципа между двумя отдельными фактами.

13 1. Правило (главная посылка) 2. Факт (второстепенная посылка) 3. Цель (вывод) Индукция: Для подтверждения правильности вывода на основе индукции необходимы проверки под разными углами зрения. Верен ли общий принцип, полученный с помощью индукции?

14 1. Правило (главная посылка) 2. Факт (второстепенная посылка) 3. Цель (вывод) Абдукция: Логический вывод, при котором предполагается, что между известными – главной посылкой 1 и выводом 3 – существует второстепенная посыл- ка 2. Это вывод второстепенной посылки 2 на основании главной посылки 1 и цели 3.

15 Перспективные области применения абдукции: Диагностика в области медицинских диагнозов кандидатами в абдуктивные объяснения являются возможные заболевания, а наблюдениями являются симптомы заболеваний. Например,

16 Перспективные области применения абдукции: Распознавание графических объектов объяснениями являются объекты распознавания, а наблюдениями – описание изображения в поле зрения. Например,

17 Перспективные области применения абдукции: Обработка естественных языков в обработке естественных языков для интерпретации неоднозначных предложений. Здесь абдуктивными объяснениями являются различные варианты понимания таких предложений

18 Перспективные области применения абдукции: Планирование планируемые действия можно трактовать как объяснения целевого состояния, которое должно быть достигнуто.

19 Продукционные модели

20 Продукционные модели широко используются в системах представления знаний. Предложены Постом в 1943 г. В 1972 году были применены в системах ИИ, получив свое развитие в последующие годы.

21 Продукционные модели являются развитием логических моделей в направлении эффективности представления и вывода знания. Реализация продукционных моделей – язык Пролог (механизм обратного вывода)

22 Продукционные модели могут быть реализованы процедурно декларативно

23 Продукционные модели – это набор правил вида «условие – действие», где условиями являются утверждения о содержимом некой базы данных, а действия представляют собой процедуры, которые могут изменять содержимое БД.

24 Основные компоненты продукционных систем 1. БД; 2. некоторое число продукционных правил или просто продукций;

25 Каждая продукция состоит из: 1. условий (антецедент); в этой части определяются некоторые условия, которые должны выполняться в БД для того, чтобы были выполнены соответствующие действия;

26 Каждая продукция состоит из: 2. действий (консеквент); эта часть содержит описание действий, которые должны быть совершены над БД в случае выполнения соответствующих условий. В простейших продукционных системах они только определяют, какие элементы следует добавить (или удалить) в БД.

27 Каждая продукция состоит из: 3. интерпретатора последовательно определяет какие продукции могут быть активированы в зависимости от условий, в них содержащихся; выбирает одно из применимых в в данной ситуации правил продукций; выполняет действие из выбранной процедуры

28 1. В качестве решателей или механизмов выводов. Применение продукционных моделей 2. Для областей знаний, о которых располагают только некоторым набором независимых правил (эвристик).

29 Преимущества продукционной модели Независимость продукции и легкость модификации БД; Строгость, изученность механизма логического вывода; Асинхронность и параллелизм функционирования, что дает возмож-ность использовать параллельные вычисления.

30 Недостатки продукционной модели Неясность взаимных отношений продукций; Сложность выявления противоречий; Неуниверсальность (не любое знание удобно представить в виде продукции).