Фреймовая модель представления знаний реферат

Обновлено: 05.07.2024

Модели представления знаний – это одно из важнейших направлений исследований в области искусственного интеллекта. Почему одно из важнейших? Да потому, что без знаний искусственный интеллект не может существовать в принципе. Действительно, представьте себе человека, который абсолютно ничего не знает.

Содержание работы

1. Введение……………………………………………………………………………………….1
2. Классификация моделей представления знаний…………………………………………….3
3. Представление знаний фреймами. Фреймовая модель знаний…………………………….5
3.1. Понятие фрейма………………………………………………………………….….5
3.2. Особенности фреймового представления знаний…………………………………6
3.3. Основные свойства фреймов…………………………………………………….…6
3.4. Структура данных фрейма…………………………………..….…………………..7
4. Примеры фреймовых моделей представления знаний………..………………………..…11
5. Заключение…………………………………..……………………………………………….14
6. Список литературы……………………………………………..……………………………15
.

Содержимое работы - 1 файл

реферат МОДЕЛИ ПРЕДСТАВЛЕНИЯ ЗНАНИЙ В ИДЕ ФРЕЙМОВ.docx

Значение слота – должно совпадать с указанным типом данных этого слота. Кроме того, должно выполняться условие наследования;

Демон – особая разновидность присоединенной процедуры, которая запускается при выполнении некоторого условия, определяемого значением соответствующего слота. Пример: демон IF-NEEDED запускается, если в момент обращения к слоту его значение не было установлено, IF-ADDED запускается при подстановке в слот значения, IF-REMOVED –при стирании значения слота;

В общем случае структура данных фрейма может содержать более широкий набор информации, в который входят следующие атрибуты.

Имя фрейма. Оно служит для идентификации фрейма в системе и должно быть уникальным. Фрейм представляет собой совокупность слотов, число которых может быть произвольным. Число слотов в каждом фрейме устанавливается проектировщиком системы, при этом часть слотов определяется самой системой для выполнения специфических функций (системные слоты), примерами которых являются: слот-указатель родителя данного фрейма (IS-А), слот-указатель дочерних фреймов, слот для ввода имени пользователя, слот для ввода даты определения фрейма, слот для ввода даты изменения фрейма и т.д.

U (Unique) — значение слота не наследуется;

S (Same) — значение слота наследуется;

R (Range) — значения слота должны находиться в пределах интервала значений, указанных в одноименном слоте родительского фрейма;

O (Override) — при отсутствии значения в текущем слоте оно наследуется из фрейма верхнего уровня, однако в случае определения значения текущего слота оно может быть уникальным. Этот тип указателя выполняет одновременно функции указателей U и S.

Указатель типа данных. Он показывает тип значения слота. Наиболее употребляемые типы: frame — указатель на фрейм; real — вещественное число; integer — целое число; boolean — логический тип; text – фрагмент текста; list — список; table — таблица; expression — выражение; lisp — связанная процедура и т.д.

Значение слота. Оно должно соответствовать указанному типу данных и условию наследования.

Демоны. Демоном называется процедура, автоматически запускаемая при выполнении некоторого условия. Демоны автоматически запускаются при обращении к соответствующему слоту. Типы демонов связаны с условием запуска процедуры. Демон с условием IF-NEEDED запускается, если в момент обращения к слоту его значение не было установлено. Демон типа IF-ADDED запускается при попытке изменения значения слота. Демон IF-REMOVED запускается при попытке удаления значения слота. Возможны также другие типы демонов. Демон является разновидностью связанной процедуры.

Часть специалистов по системам искусственного интеллекта считают, что нет необходимости выделять фреймовые модели представления знаний, так как в них объединены все основные особенности моделей остальных типов.

Основным преимуществом фреймов как модели представления знаний является то, что она отражает концептуальную основу организации памяти человека, а также ее гибкость и наглядность. Наиболее ярко достоинства фреймовых систем представления знаний проявляются в том случае, если родовидовые связи изменяются нечасто и предметная область насчитывает немного исключений. Во фреймовых системах данные о родовидовых связях хранятся явно, как и знания других типов. Значения слотов представляются в системе в единственном экземпляре, поскольку включаются только в один фрейм, описывающий наиболее понятия из всех тех, которые содержит слот с данным именем. Такое свойство систем фреймов обеспечивает экономное размещение базы знаний в памяти компьютера. Еще одно достоинство фреймов состоит в том, что значение любого слота может быть вычислено с помощью соответствующих процедур или найдено эвристическими методами. То есть фреймы позволяют манипулировать как декларативными, так и процедурными знаниями.

К недостаткам фреймовых систем относят их относительно высокую сложность, что проявляется в снижении скорости работы механизма вывода и увеличения трудоемкости внесения изменений в родовую иерархию. Поэтому при разработке фреймовых систем уделяют наглядным способам отображения и эффективным средствам редактирования фреймовых структур.

Специальные языки представления знаний в сетях фреймов FRL (Frame Representation Language), KRL (Knowledge Representation Language), фреймовая оболочка Kappa, PILOT/2 и другие программные средства позволяют эффективно строить промышленные системы.

4. ПРИМЕРЫ фреймовых моделей представления знаний

Пример №1: фреймовой модели иерархического типа представлен на рисунке ниже:

Фреймы образуют иерархию. Иерархия во фреймовых моделях порождает единую многоуровневую структуру, описывающую либо объект, если слоты описывают только свойства объекта, либо ситуацию или процесс, если отдельные слоты являются именами процедур, присоединенных к фрейму и вызываемых при его актуализации.

Формально фрейм – это тип данных вида:

N – имя объекта;
S1 – множество слотов, содержащих факты, определяющие декларативную семантику фрейма;
S2 – множество слотов, обеспечивающих связи с другими фреймами (каузальные, семантические и т. д.);
S3 – множество слотов, обеспечивающих преобразования, определяющие процедурную семантику фрейма.

Фреймы подразделяются на:

фрейм-экземпляр – конкретная реализация фрейма, описывающая текущее состояние в предметной области;

фрейм-образец – шаблон для описания объектов или допустимых ситуаций предметной области;

фрейм-класс – фрейм верхнего уровня для представления совокупности фреймов образцов.

Состав фреймов и слотов в каждой конкретной фреймовой модели может быть разный, однако в рамках одной системы целесообразно единое представление для устранения лишнего усложнения.

В целом фреймовая модель допускает представление всех свойств декларативных и процедурных знаний. Глубина вложенности слотов во фрейме (число уровней) зависит от предметной области и языка, реализующего модель.

Пример № 2: М.А. Чошанов предлагает использовать проблемные фреймы, основные элементы которых и их условные обозначения приведены на рисунке.

Пример № 3: Фреймовая модель. (Фрейм - рамка, остов, скелет, минимальное описание явления). Фрейм в технологии обучения - это единица представления знаний, заполненная в прошлом, детали которой при необходимости могут быть изменены согласно ситуации.

Читайте также: