23661

Основы построения систем основанных на знаниях (Соз)

Лекция

Информатика, кибернетика и программирование

Предположим нас интересует что имеет Иван: Запрос: имеет иван Вещь Ответ: Вещь = машина Если мы заполним базу еще рядом фактов имеет петр руб.500 имеет петр телевизор цена видео 4200 цена приемник 20 цена часы 70 тогда на аналогичный запрос но только относительно Петра мы получим ответ: Запрос: имеет петр Вещь Ответ: Вещь = часы Вещь = руб 500 Вещь = телевизор Заметим что имя петр мы вводим со строчной буквы так как это атом; а Вещь является переменной и записывается с заглавной буквы. Чтобы не...

Русский

2013-08-05

68 KB

12 чел.

 © SerP   С.Хабаров  - Лекция по курсу "Информационные технологии " (4 стр.)    стр. 4

  1.  Основы построения систем основанных на знаниях (Соз)

  1.  Общие сведения о СОЗ

Искусственный интеллект (ИИ) является новой информационной технологией в решении задач на ЭВМ и представляет собой программные системы, имитирующие на компьютере мышление человека.

Методы ИИ позволяют заложить в программные системы способность к самообучению и накоплению новой, полезной в дальнейшем информации.

Человек, понимая речь, изображение, образы и т. д., для решения возникающих задач использует знания с конкретной предметной области.

Для выполнения той же работы компьютером необходимо знания представить в некоторой стандартной форме и составить программу их обработки.

При использовании традиционных структурных языков программирования необходимые знания помещались непосредственно в прикладную программу и составляли с ней единое целое.

Однако такой подход затрудняет понимание того, каким образом используются знания и какую роль выполняют. Т. е. знания, заложенные в программу, и сама программа их обработки оказываются  жестко связанными между собой и представляют возможность получать только те выводы из имеющихся знаний, которые предусмотрены программой их обработки.

В системах, основанных на концепции ИИ и инженерии знаний, которые называются системами основанными на знаниях, такая проблема отсутствует. В этих системах функции хранения знаний и функции решения задач разделены подобно БД, где СУБД обеспечивает автономное хранение данных от программ их обработки (рис. 1.1).

В СОЗ:

  •  знания представляются в конкретной форме в БЗ, которая позволяет их легко определять, модифицировать и пополнять;
  •  функции решения задач реализуются автономным механизмом логических выводов, делаемых на знаниях, хранящихся в базе.

Рис. 1.1. Система основанная на знаниях (СОЗ)


1.2. Пример независимости знаний и процедур их обработки

Упрощенно иллюстрацию независимости двух основных компонентов систем основанных на знаниях можно показать на примере использования языка Пролог.

Пусть имеется набор фактов, внесенных в базу:

имеет (иван, машину)

имеет (петр, часы)

имеет (николай, телевизор)

Рассмотрим различные виды запросов, которые можно вводить и получать на них ответы с использованием внутреннего механизма логического вывода Пролога. Предположим, нас интересует, что имеет Иван:

Запрос: ? - имеет (иван, Вещь)

Ответ: Вещь = машина

Если мы заполним базу еще рядом фактов

имеет (петр, руб.(500))

имеет (петр, телевизор)

цена (видео, 4200)

цена (приемник, 20 )

цена (часы, 70)

тогда на аналогичный запрос, но только относительно Петра, мы получим ответ:

Запрос: ? - имеет (петр, Вещь)

Ответ: Вещь = часы

Вещь = руб (500)

Вещь = телевизор

Заметим, что имя «петр» мы вводим со строчной буквы, так как это атом; а «Вещь» является переменной и записывается с заглавной буквы.

Независимость базы от механизмов логических выводов, реализованных, в частности, в рассматриваемых примерах на Прологе, позволяет формулировать любые произвольные запросы к существующей базе.

Рассмотрим еще ряд примеров. Предположим, нас интересует, кто является владельцем телевизора (простой запрос)

Запрос: ? - имеет (Человек, телевизор)

Ответ: Человек = николай

Человек = петр

и может ли Петр купить видео (сложный запрос)

Запрос: ? - имеет (петр, руб (Наличные)),

цена (видео, Цена),

Наличные ≥ Цена

Ответ: ? - нет

Символ «,» в запросах аналогичен логической операции конъюнкции. В этих условиях последний запрос требует одновременного удовлетворения трех перечисленных через запятую условий.

Чтобы не вводить каждый раз сложные запросы, мы можем сформулировать правило, определяющее наши знания о том, что некто может купить вещь, если у него хватит денег и такая вещь у него отсутствует:

может_купить (Некто, Вещь): имеет (Некто, руб (Наличные)),

цена (Вещь, Цена),

Наличные ≥ Цена,

не (имеет (Некто, Вещь)).

Если теперь данное правило добавить в базу знаний к имеющимся там восьми фактам, то мы сможем сформулировать к базе запрос «Что может купить Петр?»:

Запрос: ? - может_купить (петр, Вещь)

Ответ: Вещь = приемник

  1.  Понятие знаний, фактов и правил

С точки зрения ИИ знания - это формализованная информация, на которую ссылаются или которую используют в процессе логического вывода.

В СОЗ знания разделяются на:

  •  факты (фактические знания);
  •  правила (знания для принятия решений).

Под фактами подразумевают знания типа «А это А»; они характерны для БД и сетевых моделей. В рассматриваемом примере фактами являлись кортежи отношений:

имеет (КТО, ЧТО)

цена (Вещь, ЦЕНА)

Под правилом подразумеваются знания вида «ЕСЛИ – ТО». В приведенном примере это правило:

может_купить (Некто, Вещь)

Знания обычно имеют классификационную иерархическую структуру вида: «живое существо животное человек мужчина Вадим»

Каждый элемент такой структуры имеет различные связи с элементами других иерархических структур, поэтому возникает необходимость в представлении всех знаний в виде некоторой модели. Этот подход характерен не только для фактов, но и для правил принятия решений.


 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

5621. Механизм и инструментарий управления предприятием (фирмой) 110.5 KB
  Механизм и инструментарий управления предприятием (фирмой) Функции и методы управления экономикой, их развитие и совершенствование Установление целей производственно-хозяйственной деятельности предполагает целенаправленное воздействие на участник...
5622. Планирование деятельности предприятия (фирмы) 180 KB
  Планирование деятельности предприятия (фирмы) 1. Планирование как функция управления производством Обоснование целей производства, целей экономической системы, особенностей управления ее функционированием и развитием позволяет охарактеризовать одну ...
5623. Цена, ценообразование на предприятии (фирме) 96 KB
  Цена, ценообразование на предприятии (фирме) Цена, ценообразующие факторы Важнейшими категориями рыночной экономики являются цена и ценообразование. Цена - это денежное выражение стоимости товара, а ценообразование - процесс формирования цен, опр...
5624. Маркетинговая деятельность на предприятии (фирме) 70 KB
  Маркетинговая деятельность на предприятии (фирме) Сущность и содержание маркетинга Одним из кардинальных требований, диктуемых рыночной экономикой, является необходимость производства продукции такого количества и качества, которое может быть исп...
5625. Внешнеэкономическая деятельность предприятия 102 KB
  Внешнеэкономическая деятельность предприятия Основные понятия Внешнеэкономическая деятельность (ВЭД) представляет собой совокупность методов и средств торгово-экономического, научно-технического сотрудничества, валютно-финансовых и кредитных отно...
5626. Система налогообложения при выполнении соглашений о разделе продукции (СРП) 30.5 KB
  Система налогообложения при выполнении соглашений о разделе продукции (СРП) СРП - договор, в соответствии с которым РФ предоставляет инвестору на возмездной основе и на определенный срок исключительные права на поиски, разведку, добычу минераль...
5627. Единый налог на вмененный доход для отдельных видов деятельности (ЕНВД) 40 KB
  Единый налог на вмененный доход для отдельных видов деятельности (ЕНВД) ЕНВД - это налог на хозяйственную деятельность в виде промысла, приносящего доход. Он предусматривает уплату единого налога вместо налога на прибыль организаций (для индиви...
5628. Упрощенная система налогообложения (УСН) 39 KB
  Упрощенная система налогообложения (УСН) УСН предусматривает уплату единого налога вместо уплаты нескольких налогов. Единый налог заменяет: налог на прибыль организаций (для индивидуальных предпринимателей - НДФЛ) НДС налог на имущество ЕСН....
5629. Система налогообложения для сельскохозяйственных товаропроизводителей (единый сельскохозяйственный налог - ЕСХН) 30 KB
  Система налогообложения для сельскохозяйственных товаропроизводителей (единый сельскохозяйственный налог - ЕСХН) Сельскохозяйственные товаропроизводители - это организации и индивидуальные предприниматели, производящие сельскохозяйственную...