Представление знаний в виде фреймов

через фреймы-сценарии (банкротство, собрание акционеров, празднование именин);

через фреймы-ситуации (тревога, авария, рабочий режим устройства) и др.

Важнейшим свойством теории фреймов является заимствованное из теории семантических сетей наследование свойств. И во фреймах, и в семантических сетях наследование происходит по AKO-связям (A-Kind-Of = это). Слот АКО указывает на фрейм более высокого уровня иерархии, откуда неявно наследуются, то есть переносятся, значения аналогичных слотов.

На рис. 1 приведен пример сети фреймов.

Рис. 1

 

 

 

 

 

2. Пример создания и использования фреймовой модели знаний

2.1. Начальное проектирование

В качестве примера применения использования фреймовой модели представления информации можно рассмотреть гипотетический компьютерный салон, где покупатели могут использовать специальную программу для подбора комплектующих для своего компьютера. Такая программа может использовать фреймовую сеть.

Обычный домашний компьютер имеет иметь корпус, блок питания, материнскую плату, центральный процессор, кулер, оперативную память, жесткий диск, монитор. Опционально он может иметь видеокарту, мышь, клавиатуру, игровой контроллер.

При этом, от выбора типа корпуса зависит выбор материнской платы, блока питания, видеокарты, жесткого диска. От выбора материнской платы зависит выбор центрального процессора, кулера,  количества планок оперативной памяти и их типа.

Корпус домашнего настольного компьютера бывает трех видов: Full Tower, Mid Tower и Mini Tower.

В блоке питания же главные характеристики – мощность, распиновка для материнской платы, распиновка для процессора.

В материнских платах главные характеристики – тип сокета, количество слотов памяти, энергопотребление, распиновка, количество разъемов SATA, IDE, USB.

В процессорах главные характеристики – тип сокета, частота, количество ядер, распиновка, энергопотребление.

В кулере главные характеристики – тип кулера, диаметр вентилятора, частота оборотов, энергопотребление.

В оперативной памяти главные характеристики – объем, тип памяти.

В жестком диске главные характеристики – объем, тип разъема.

В мониторе главные характеристики – разрешение, размер диагонали.

В видеокарте главные характеристики – частота, объем памяти, энергопотребление.

Теперь можно приступить к проектированию самой фреймовой сети.

 

2.2. Проектирование сети

По выполненному выше общему проектированию можно спроектировать все необходимые фреймы.

Базовым фреймом данной сети может служить фрейм-компьютер (Рис. 2).

Комп_фр

Рис. 2

Каждый новый заказ на компьютер будет субфреймом данного.

Далее спроектируем суперфрейм блока питания (Рис. 3):

Бп_фр

Рис. 3

В процедурах демона IF-NEEDED находятся проверки на подходящую мощность блока питания для остальных комплектующих и подходящие распиновки для материнской платы и процессора.

Для перехода по внутренним терминалам используются имена этих терминалов, если же необходимо использовать терминал другого фрейма, то фрейм присоединен в качестве терминала, а использование терминалов этого фрейма осуществляется после знака «.».

Теперь можно спроектировать фрейм материнской платы (Рис. 4):

Мп_фр

Рис. 4

В демоне количества слотов проверяется, достаточно ли в материнской плате разъемов для планок оперативной памяти.

Далее проектируется фрейм процессора (Рис. 5):

Проц_фр

Рис. 5

В демоне типа сокета проверяется, подходит ли сокет процессора сокету материнской платы.

Проектирование кулера (Рис. 6):

Кулер_фр

Рис. 6

В демоне типа проверяется, подходит ли тип кулера типу корпуса.

Проектирование оперативной памяти (Рис. 7):

Оп_фр

Рис. 7

Проектирование жесткого диска (Рис. 8):

Жд_фр

Рис. 8

Проектирование монитора (Рис. 9):

Мон_фр

Рис. 9

Проектирование видеокарты (Рис. 10):

Рис. 10

Теперь, когда фреймы спроектированы, можно построить фреймовую сеть (Рис. 11):

Рис. 11

Создание же нового заказа компьютера можно охарактеризовать такой сетью (Рис. 12):

Рис. 11

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Заключение

Главная особенность применения языка представления знаний фреймами - это простота написания программ для решения интеллектуальных проблем. Высокая универсальность языка позволяет с помощью присоединенных процедур эффективно реализовывать любую программу управления выводом, однако это требует определенной квалификации разработчика. Поэтому язык представления знаний фреймами можно квалифицировать как язык, ориентированный на специалистов в области искусственного интеллекта.

Поскольку большинство систем, ориентированных на решение сложных проблем, содержат в качестве составляющей продукционную систему, то в ряде случаев допускается использование продукционных правил в качестве типа данных фрейма. Тем не менее, весьма серьезной и сложной задачей остается обнаружение семантических противоречий во фреймовой системе.

Применение фреймов для представления знаний при реализации инструментальных средств позволяет описывать достаточно широкий класс технологических объектов. Унифицированная структура фреймов и небольшое число стандартных правил обработки позволяют описывать более сложные правила обработки и делают систему гибкой в построении различных объектно-ориентированных структур знаний.

Фреймовый способ представления знаний удовлетворяет требованиям, характерным для новых информационных технологий, а именно: проблемно-независимое представление информации, обеспечение создания и корректировки базы знаний, данных и фактов на информационном уровне, поддержка выбора на качественном и количественном уровне, возможность описания на информационном уровне различных правил выбора, достаточно простой перевод способа в машинное представление.

 

 

 

 

Список используемых источников

Представление и использование знаний : Пер. с япон. / Под ред. Х.Уэно, М.Исидзука. – М.: Мир, 1989. С. 55-98.

Апресян Ю.Д. Избранные труды. В двух томах. Т.1. Лексическая семантика. Синонимические средства языка. - М.: Школа "Языки русской культуры", 1995. С. 79-94, 119-163

Леонтьева Н.Н. Русский общесемантический словарь (РОСС) : структура, наполнение. // НТИ. Сер. 2. 1997. №12. С. 5-20.

АОТ : Автоматическая Обработка Текста. Рабочая группа Aot.ru. // http://www.aot.ru/

Мельчук И.А., Жолковский А.К. Толково-комбинаторный словарь современного русского языка. Опыт семантико-синтаксического описания русской лексики. - Вена, 1984.

Аверкин А.М., Блишун А.Ф., Гаврилова Т.А. и др. Приобретение и формализация знаний // Искусственный интеллект. Справочник. Кн. 2. Модели и методы. - М.: Радио и связь, 1990.

Балдин К.В., Уткин В.Б. Информатика. Учебник. - М.: Проект, 2003.

Гаврилова Т.А., Хорошевский В.Ф. Базы знаний интеллектуальных систем. - СПб.: Питер, 2001.

Джексон П. Введение в экспертные системы. - М.; СПб.: Вильямс, 2001. С. 35-62.

Зубов А.В., Зубова И.И. Основы искусственного интеллекта для лингвистов: Учеб. пособие. - М.: Университетская книга; Логос, 2007. - 320 с.: ил.

Искусственный интеллект. Справочник. Кн. 1. Системы общения и экспертные системы. - М.: Радио и связь, 1990.

Искусственный интеллект. Справочник. Кн. 2. Модели и методы. - М.: Радио и связь, 1990.

Кузин Е.С. Информационно-сложные задачи и технология их решения // Новости искусственного интеллекта. 2003. №1. С. 24-29.

Левин Р., Дранг Д., Эдельсон Б. Практическое введение в технологию искусственного интеллекта и экспертных систем с иллюстрациями на БЕЙСИКЕ. - М., Финансы и статистика, 1991.

Линдсей П., Норман Д. Переработка информации у человека. - М., 1974.

Мальковский М.Г., Субботин А.В., Грацианова Т.Ю. Интеграционный подход к автоматизированному формированию лингвистических баз знаний // Тр. междунар. конф. «Когнитивное моделирование». (Пущино. 17-19 сентября 1999 г.). Ч. II. - Казань: Отечество, 2001. С. 7-14.

Минский М. Фреймы для представления знаний. - М.: Энергия, 1979.

Поспелов Д.А. Данные и знания // Искусственный интеллект. Справочник. Кн. 2. Модели и методы. - М.: Радио и связь, 1990.

Сильдмяэ И. Знания (когитология). - Таллин: Ээсти раамат, 1987.

Уотермен Д. Руководство по экспертным системам. - М.: Мир, 1989.

Филлмор Ч. Дело о падеже // Новое в зарубежной лингвистике. Вып. Х. Лингвистическая семантика. - М.: Прогресс, 1981.

Экспертные системы для персональных компьютеров. - Минск: Вышэйшая школа, 1990.