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

64780. ОПТИМІЗАЦІЯ ЕЛЕМЕНТІВ ТЕХНОЛОГІЇ ВИРОЩУВАННЯ СОЇ ТА КУКУРУДЗИ У ПІВДЕННО-ЗАХІДНІЙ ЧАСТИНІ СТЕПУ УКРАЇНИ 243.5 KB
  В ринкових умовах основою ефективного господарювання є інтенсивні технології вирощування сільськогосподарських культур, які базуються на використанні високопродуктивних сортів та раціональному використанні факторів життя.
64781. ФОРМУВАННЯ КОНКУРЕНТОСПРОМОЖНОСТІ ПІДПРИЄМСТВ ХЛІБОПЕКАРСЬКОЇ ГАЛУЗІ 632 KB
  З іншої сторони забезпечення конкурентоспроможності галузі та конкретних виробників хлібопекарської продукції в умовах жорсткої конкуренції є складним практичним і науковим завданням яке потребує багатоаспектного підходу із застосуванням системної теорії наукового управління.
64782. ТЕОРЕТИЧНІ ЗАСАДИ ФОРМУВАННЯ ФІНАНСОВОГО МЕХАНІЗМУ РЕСТРУКТУРИЗАЦІЇ ПІДПРИЄМСТВ ХАРЧОВОЇ ПРОМИСЛОВОСТІ 229 KB
  Процеси реорганізаційних дій зокрема і фінансової реструктуризації вимагають глибокого наукового обґрунтування. Більшість соціально-економічних індикаторів показують що в Україні реалізовано неефективний варіант реструктуризації який наклав відбиток на процес трансформації власності.
64783. ДОСЛІДНИЦЬКЕ ОБЛАДНАННЯ ДЛЯ КОМПЛЕКСНОЇ ОБРОБКИ ХАРЧОВИХ ПРОДУКТІВ ВИСОКИМ ТИСКОМ І УЛЬТРАЗВУКОМ 213.5 KB
  Світова сучасна практика збереження та поліпшення якості продуктів виробила принципово нову технологію обробки харчових продуктів шляхом використання високого тиску ВТ. У багатьох країнах Західної Європи США Японії розроблені технології обробки продуктів що знайшло відображення в наукових роботах...
64784. ВЕТЕРИНАРНО-САНІТАРНІ ЗАХОДИ ЩОДО ПРОФІЛАКТИКИ БАКТЕРІАЛЬНИХ ХВОРОБ СТРАУСІВ 417.5 KB
  Особливого розвитку набуває досить нова на Україні галузь страусівництво В. Зосередження на обмеженій території різновікових груп страусів неминуче веде до накопичення умовнопатогенної мікрофлори яка згодом стає стаціонарною й обумовлює хвороби бактеріальної етіології...
64785. Концепція влади М.Фуко: політичний вимір 218 KB
  Такий підхід до вивчення політичної влади обмежує її існування інституційним та юридичним вимірами. При цьому представники таких підходів визнають існування інших аспектів у дослідженні політичної влади однак залишають їх розгляд поза увагою як менш важливих.
64786. УДОСКОНАЛЕННЯ ТЕХНОЛОГІЇ ОДЕРЖАННЯ ТИТАНУ З ЗАДАНИМ ВМІСТОМ КИСНЮ 189 KB
  У сучасних умовах перед підприємствами-виробниками і переробниками титану стоїть завдання зниження вартості титанової продукції шляхом удосконалення технологій одержання й переробки титану а також впровадження нових високоефективних технологій.
64787. КРИМІНАЛЬНЕ ПОКАРАННЯ ТА РЕАЛІЗАЦІЯ ЙОГО ФУНКЦІЙ 296.5 KB
  Проблеми інституту покарання в умовах розбудови правової держави в Україні привертають до себе увагу не тільки фахівців але й широкого загалу. Перш ніж у людини з’явилася перша іскра уразумения чому і для чого існує покарання вказував...
64788. Підвищення технічного рівня гідроагрегату обертання шляхом удосконалення гідравлічної системи керування 1.17 MB
  Для досягнення поставленої мети були сформульовані такі завдання: розробити принципову схему гідроагрегату верстата для намотування обмоток електродвигунів; розробити математичну модель робочого процесу гідроагрегату обертання на основі декомпозиції його на складові...