- •Методические указания по выполнению курсовой работы по дисциплине Интеллектуальные информационные системы Содержание
- •Введение
- •Представление знаний
- •Формальная модель
- •Продукционная модель
- •Пример решения задачи
- •Семантическая сеть
- •Пример решения задачи
- •Фреймовая модель
- •Пример решения задачи
- •Задание на курсовой проект
- •Литература
Фреймовая модель
Фреймовая модель представления знаний была предложена М. Минским в 1979 году и является развитием семантических сетей.
Фрейм (англ. frame) - абстрактный образ для представления некоторого стереотипа восприятия. Каждый фрейм имеет собственное название и список слотов и их значений.
Значениями могут быть данные любого типа, а также название другого фрейма. Таким образом, фреймы образуют сеть. Кроме того, существует связь между фреймами типа АКО (a kind of), которая указывает на фрейм более высокого уровня иерархии, откуда неявно наследуются список и значения слотов. При этом возможно множественное наследование - перенос свойств от нескольких прототипов.
Любой фрейм может быть представлен следующим образом:
(ИМЯ ФРЕЙМА:
(имя 1-го слота: значение 1-го слота),
(имя 2-го слота: значение 2-го слота),
(имя N-го слота: значение N-го слота)).
Таблица
4. Структура фрейма.
ИМЯ
ФРЕЙМА
Имя
слота
Значение
слота
Способ
получения значения
Демон
При табличном представлении фрейма кроме уже описанных составляющих фрейма указываются и дополнительные параметры. Способ получения значения определяет, как именно устанавливается значение конкретного слота. Существует несколько способов (таблица 5), выбор способа зависит от свойств самих данных.
Таблица
5. Способы получения значений слотов.
Способ
Описание
По
умолчанию от прототипа (родителя)
Слоту
присваивается значение, определенное
по умолчанию во фрейме-прототипе,
некоторые стандартные значения.
Через
наследование
Отличается
от первого способа тем, что значение
задано в специальном слоте родительского
фрейма, соединенного с текущим связью
AKO.
По
формуле
Слоту
назначается формула, результат
вычисления которой является значением
слота.
Через
присоединенную процедуру
Слоту
назначается процедура, позволяющая
получить значение слота алгоритмически.
Из
внешних источников данных
При
использовании модели в интеллектуальных
системах данные, являющиеся значениями
слотов, могут поступать из баз данных,
от системы датчиков, от пользователя.
В теории фреймов допускается, чтобы к слотам присоединялись различные специальные процедуры. Для этого используются так называемые демоны. Демоном (таблица 6) называется процедура, автоматически запускаемая при выполнении некоторого условия (события) при обращении к соответствующему слоту. Демонов может быть несколько. Наиболее похож механизм присоединенных процедур к триггерам в реляционных базах данных.
Таблица
6. Наиболее распространенные демоны.
Демон
Событие
Описание
IF-REMOVED
если
удалено
Выполняется,
когда информация удаляется из слота.
IF-ADDED
если
добавлено
Выполняется,
когда новая информация записывается
в слот.
IF-NEEDED
по
требованию
Выполняется,
когда запрашивается информация из
пустого слота.
IF-DEFAULT
по
умолчанию
Выполняется,
когда устанавливается значение по
умолчанию.
Существует несколько видов фреймов, которые позволяют описать предметную область и решаемую задачу. В таблице 7 представлены наиболее распространенные типы фреймов, указаны типы знаний, которые они отображают, а также примеры фреймов данного типа из различных предметных областей.
Таблица
7-Типы фреймов
Тип
фрейма
Тип
знания
Описание
Пример
По
познавательному назначению
Фреймы-
прототипы
(шаблоны,
образцы)
интенси
ональные
отражают
знания об абстрактных стереотипных
понятиях, которые являются классами
каких-то конкретных объектов
человек,
автомобиль
Фреймы-
экземпляры
(примеры)
экстенси
ональные
отражают
знания о конкретных фактах предметной
области
Иванов
И.И., ВАЗ-2110
По
функциональному назначению
Фреймы-
структуры
(объекты)
деклара
тивные
отображают
абстрактные и конкретные предметы
и понятия предметной области (содержат
набор характеристик, описывающий
объект или понятие)
заем,
залог, вексель, человек, лекция
Фреймы-
операции
процедур
ные
отображают
различные процессы преобразования
или использования объектов предметной
области (содержат набор характеристик
процесса)
процессы
получение заёма, синтеза устройств
Фреймы-
ситуации
прагмати
ческие
отображают
типичные ситуации, в которых могут
находиться фреймы объекты и фреймы
роли (содержат набор характеристик,
идентифицирующих ситуацию)
авария,
тревога, рабочий режим устройства
Фреймы-
сценарии
Техноло
гические
отображают
развитие ситуации, типовую структуру
для некоторого действия, понятия,
события, отображает динамику (содержат
набор характеристик, позволяющих
обеспечить развитие системы по
данному сценарию)
банкротство,
празднование именин, сдача экзамена
Фреймы-
роли
функцио
нальные
отображают
типичную роль, выполняемую
фреймом-объектом в определенной
ситуации (содержат набор характеристик
роли)
менеджер,
кассир, клиент, студент, преподаватель