Автор работы: Пользователь скрыл имя, 30 Апреля 2012 в 15:39, реферат
Под термином «информация» понимают знания, данные, сведения, отражающие реальный мир. Информация – то, что есть.
Термин «информатика» введен в употребление с середины 60-х годов – это фундаментальная наука, изучающая процессы хранения, передачи и обработки информации. Как научная дисциплина она определяет методологические принципы информационного моделирования, реальной действительности и манипулирование такими моделями с помощью средств вычислительной техники.
Отдельно рассмотрим явные ограничения, которые должны быть сформулированы специалистами в предметной области явно. Одним из самых распространенных видов ограничений являются ограничения на значения, определяемые условиями принадлежности значений атрибутов доменам. В случае, если несколько атрибутов определены на одном домене, но семантически не сравнимы, в схеме обобщения между атрибутами и общим доменом помещают так называемые интерпретируемые домены.
Например,
ГОДЫ ДЕНЬГИ
Возраст
клиента Возраст Прибыль Залог
Интерпретируемый домен позволяет связать с атрибутом определенную единицу измерения. Атрибуты не сравнимы, если ассоциированные с ними единицы измерения не могут быть приведены к общей единице.
Важным классом явных ограничений являются ограничения, заданные на отображение между атрибутами или типами объектов. Задавая разные min и max кардинальные числа, мы получим разные виды отображений. Если отображение R: S1→ S2 является полным, то соответствующее ограничение называется ограничением по существованию (ограничением по зависимости) и означает следующее: для существования элемента множества S1 необходимо, чтобы он обязательно был связан хотя бы с одним из элементов множества S2.
Представление знаний
Знания имеют самостоятельную, особую ценность. Они накапливаются годами, далеко не всегда формализованы, часто интуитивны.
Традиционно знания в ЭВМ представляют в виде программ, но это возможно лишь в случае, если они представлены в виде формул, общих утверждений. Чаще всего знания о предметной области представить в такой форме не удается.
В ЭВМ такие знания представляются в виде баз знаний, а программные системы, работающие на их основе, называются интеллектуальными.
Знания:
- декларативные – описывают характеристики, свойства, особенности объектов, явлений и их связей
- процедурные – описывают действия, операции, процессы
В основе реализации знаний в базе знаний лежит определенная модель их представления. В настоящее время наиболее широко используются 4 модели представления знаний, нередко предметную область можно описать языком, основанным на любой модели, но каждая из них удобна для описания предметной области определенного типа:
- логическая – для знаний относительно логических фактов, которые могут быть либо истинными, либо ложными, дает возможность представить декларативные знания
- продукционная - для описания рекомендаций, указания, стратегий, удобен для представления процедурных знаний
- семантическая сеть – применяется в том случае, если в предметной области большое разнообразие связей между объектами
- фреймовая – удобна, когда объекты, ситуации, явления описываются большим множеством характеристик и свойств
1.Логическая модель
I.Основные особенности
Любая модель представления информации является специальным языком с присущими ему определенными синтаксисом и семантикой.
В любом языке для придания ему языкового содержания должны быть определены:
- алфавит, т.е. множество знаков, которые допустимо использовать
- синтаксические правила, определение слов через знаковые последовательности и образования предложений из слов
- семантические правила, определяющие смысл знаков, слов и предложений
- определенные правила взаимосвязи между формальными операциями над языковыми представлениями и семантикой
В конструкции языка для каждой предметной области, которую мы намерены описать, устанавливаются свои языковые соответствия.
Отношения, которые описывают соответствия между понятиями предметной области и отдельными элементами языка, а также вопрос об их истинности, образуют семантику языка.
Установление этих отношений соответствия называются интерпретацией.
Одной из основных операция языка является получение заключений из некоторой группы заданных утверждений – вывод. Результатом вывода является определенное утверждение, при этом оно должно быть истинным при всех возможных интерпретациях, при которых истинны исходные утверждения. Это означает, что группа утверждений, являющихся посылкой, и утверждение, являющееся заключением, должны быть семантически согласованными.
Чтобы удостовериться в такой семантической согласованности необходимо проверить правильность (истинность) заключения во всех возможных интерпретациях, при которых одновременно истинны все утверждения посылки в рамках установленных семантических правил языка.
Отношения, выраженные утверждениями исходной группы, могут быть самыми разными, заранее оцененными с позиции здравого смысла. В частности, это могут быть утверждения, истинные при любых допустимых интерпретациях, т.е. очевидно истинные. Например, «если Х справедливо и если Y есть X, то Y тоже справедливо”. Такие очевидно истинные утверждения называются тавтологиями. Изначально в языке выделяются несколько основных, не следующих друг из друга тавтологий, называемых аксиомами. Аксиомы используются главным образом для усиления возможностей вывода.
Наиболее распространенной логической моделью является логика предикатов. Построение логики предикатов проводится выбором из естественного языка тех его составных частей, которые не содержат внутри себя нечеткостей. Поэтому в ней отчетливо проявляются три языковых аспекта:
- синтаксис
- семантика
- операции вывода
Язык, определенный в системе логики предикатов, называется языком предикатов.
II. Синтаксис
Определим множество знаков, которые допустимо использовать в языке предикатов. Знак – условное обозначение какого-либо понятия предметной области. Знаки могут состоять как из 1 символа (например, a, b, c, d, x, y), так и из группы символов (например, “склад”, “затраты”).
Это множество знаков, как и в любом языке, называется алфавитом. В нем присутствуют:
- знаки, обозначающие объекты предметной области – константы и переменные.
Константы обозначают конкретные объекты, а переменные используются для записи утверждений, относящихся ко всем объектам или к некоторым из них, когда неизвестно или неважно к каким из них.
- знаки, обозначающие свойства, атрибуты объектов, а также отношения истинности между объектами – предикатные знаки (предикаты)
- знаки, обозначающие функциональные зависимости между объектами, - функциональные знаки
- специальные знаки, которые используются для удобства записи слов, утверждений (скобки, запятые) и формирования сложных утверждений (например, логические связки «и», «или»).
Различия между знаками 2 и 3 групп состоит в том, что знаки 2 группы (предикаты) соответствуют таким отношениям, которые могут быть либо истинными, либо ложными, а знаки 3 группы (функции) – таким отношениям, результатом которых является константа.
Основными знаками алфавита являются предикаты.
Константы используются только в том случае, если требуется записывать утверждения по поводу конкретных объектов.
Переменные необходимы лишь тогда, когда требуется записать утверждение обо всех объектах или некоторых из них без указания о каких объектах идет речь.
Функции нужны только в том случае, если в предметной области есть функциональные связи, и мы хотим записывать утверждение, используя информацию об этих связях. Но предикаты в этом языке играют особую роль, только с помощью этих знаков можно записывать утверждения, которые могут быль истинными или ложными.
Предикат позволяет записать простейшее утверждение относительно своих аргументов, результатом которого является «истина» или «ложь». Предикаты обозначаются прописными буквами и описываются так, чтобы были понятны синтаксис и семантика утверждений, записываемых с помощью этого знака. Например, предикат P, обозначающий отношение соседства трех объектов, описывается так: P:P(x, y, z) = «истина», если объекты, обозначенные знаками x, y, z, являются соседями. Для краткости речи можно говорить: «x, y, z, являются соседями».
Например, БОЛЬШЕ:БОЛЬШЕ (x, y) = «истина», если x > y, т.е. объект, обозначенный знаком “x” > объекта “y”. Определив таким образом предикат, мы получаем возможность записывать утверждения и интерпретировать их. Например, БОЛЬШЕ (3,5) = «ложь», БОЛЬШЕ (столб, Петя).
Истинность или ложность утверждений можно выяснить только путем интерпретации. В данном случае необходимо знать, какой объект обозначен знаком «столб», а какой – «Петя». Только после этого, имея в виду описание предикатов БОЛЬШЕ и то, что есть реалии предметной области, можно узнать значение этого утверждения.
Предикат каждому кортежу констант, которые являются аргументами этого предиката, ставит в соответствие значение «истина» или «ложь». Из этого следует, что предикат – отображение всех кортежей констант в множество значений I = {«истина», «ложь»}.
Другими словами, предикат – полное отображение декартова произведения множества всех констант (обозначим множество D) самого на себя (D D … D) столько раз, сколько аргументов у данного предиката, в множество I => если мы имеем предикат Pn, который зависит от n аргументов, то Pn: Dn I. Здесь Dn – условное обозначение декартова произведения множества D самого на себя n раз, т.е. Dn
2. Продукционная модель
Этот способ основан на представлении знаний в виде так называемых продукций (правил). Продукции (правила) – удобный способ представления рекомендаций, указаний, стратегий.
Продукции выражаются в виде конструкций «ЕСЛИ-ТО» и представляют собой пару «ситуация-действие», «посылка-заключение», «причина-следствие» и т.п.
Продукцию принято записывать с помощью знака секвенции (=>).Например, А=>В.
Если условие требуется раскрыть более подробно, то используется следующая запись:
где P1, P2 … Pn - условия, которые могут трактоваться как ситуации, причины, действия, условия, факты и т.п.
В – заключение, которое может трактоваться как действие, факт
Амперсант (&) используется в смысле связи «и», в продукции не используется «или».
Базы знаний, построенные на основе такой модели, называются продукционными, а программные системы обработки знаний, представленные такой моделью, - продукционными системами.
5