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

6 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

33972. НЕПРОХОДИМОСТЬ КИШЕЧНАЯ 29.5 KB
  Классификация По этиологии Динамическая Спастическая заболевания нервной системы истерия спазмофилия дискинезия глистная инвазия полипы толстой кишки Паралитическая воспалительный процесс в брюшной полости флегмона гематома забрюшинного пространства состояние после лапаротомии рефлекторные влияния патологических состояний внебрюшинной локализации например пневмонии плеврита ИМ тромбоз брыжеечных сосудов инфекционные заболевания токсические парезы Механическая Обтурационная: интраорганная глистная инвазия...
33973. Тактика хирурга при лечении кишечной непроходимости. Особенности 35.5 KB
  Тактика хирурга при лечении кишечной непроходимости. Перед началом лечения необходимо четко представлять с каким видом непроходимости приходится иметь дело. При странгуляционной непроходимости или обоснованном подозрении на нее показана экстренная операция ибо задержка хирургического вмешательства может привести к некрозу кишки и разлитому перитониту. При обтурационной кишечной непроходимости можно попытаться использовать консервативное лечение с целью ликвидации кишечной непроходимости с последующим устранением вызвавшей .
33974. Неспецифический язвенный колит 34 KB
  Это заболевание представляет собой хронический воспалительный процесс с развитием язвеннонекротических изменений в слизистой оболочке прямой и ободочной кишки. В сыворотке крови больных неспецифическим язвенным колитом можно обнаружить специфические антитела к слизистой оболочке толстой кишки. Слизистая оболочка толстой кишки продуцирует антиген образуются антитела. Далее присоединяется вторичная инфекция кишечная микрофлора поражение нервного аппарата кишки алиментарная недостаточность.
33975. Болезнь Крона 32 KB
  Болезнь Крона Болезнь Крона хроническое неспецифическое воспалительное заболевание которое может поражать любой отдел пищеварительного тракта от пищевода до прямой кишки. наблюдавшими его в терминальном отделе подвздошной кишки и назвавшими терминальным илеитом. В патогенезе заболевания основным считают поражение лимфатической системы приводящее к поражению стенки кишки и развитию гранулематозного воспаления. Патологическая анатомия: стенка кишки отечна утолщена рубцово изменена.
33976. Дифузный полипоз. (Полипы толстой кишки. Ворсинчатые опухоли.) 26 KB
  Полипы толстой кишки. Полипы доброкачественное новообразование исходящее из эпителия склонное к малигнизации. Хирургическое: одиночные полипы ворсинчатые опухоли с хорошо выраженной ножкой электрокоагуляция через ректо и колоно скоп при малигнизации ворсинчатой опухоли радикальная операция право и левостороняя гемиколэктомия резекция сигмовидной. Множественные полипы ограниченная резекция пораженного отдела кишки.
33977. Прямая кишка. Исследования 24.5 KB
  Нижнеампулярный отдел прямой кишки переходит в анальный канал длиной 25 4 см и заканчивается задним проходом. В отличие от других отделов толстой кишки прямая кишка не имеет гаустрации ее продольный мышечный слой не собран в ленты а равномерно распределен по всей окружности. Слизистая оболочка прямой кишки покрыта цилиндрическим эпителием. В нижнеампулярном отделе прямой кишки слизистая оболочка образует продольные складки колонны Морганьи у основания которых находятся анальные пазухи крипты.
33978. Трещины анального канала. Локализация. Клиника. Механизм боли. Лечение 25.5 KB
  Трещины анального канала. Боль обусловливает спазм и углубление трещины. Может быть несколько трещин в таком случае наиболее типичная локализация их передняя и задняя комиссуры зеркальные трещины. Трещины заднего прохода чаще наблюдают у женщин в возрасте от З0 до 50 лет.
33979. ВЫПАДЕНИЕ ПРЯМОЙ КИШКИ (Пролапс прямой кишки) 28 KB
  ВЫПАДЕНИЕ ПРЯМОЙ КИШКИ Пролапс прямой кишки Выпадение прямой кишки прогрессирующее заболевание характеризующееся смещением стенок дистального отдела толстой кишки и выпадением выворачиванием их через заднепроходное отверстие. Длительно существующее выпадение приводит к выраженным морфологическим и функциональном изменениями в стенке кишки и её замыкательном аппарате. Выпадение влагалища и прямой кишки 176780. Этиология Производящие причины Повышение внутрибрюшного давления: тяжёлый физический труд затяжные роды упорные запоры...
33980. Полипы прямой кишки 23.5 KB
  Полипы прямой кишки. Гиперпластические полипы. Аденоматозные полипы. Согласно гистологическим критериям различают следующие виды аденоматозных полипов: тубулярные 6580 тубуловорсинчатые 1025 и ворсинчатые 510 Аденоматозные полипы являются предшественниками карциномы.