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

30209. ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ КАРТА НА УСТРОЙСТВО КРОВЛИ ИЗ ЦЕМЕНТНО-ПЕСЧАНОЙ ЧЕРЕПИЦЫ. РАЗВИТИЕ СИСТЕМЫ МЕНЕДЖМЕНТА КАЧЕСТВА В СТРОИТЕЛЬНОЙ ОТРАСЛИ 1.77 MB
  ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ МЕНЕДЖМЕНТА КАЧЕСТВА В СТРОИТЕЛЬСТВЕ. Анализ состояния качества строительной продукции на современном этапе. Развитие менеджмента качества. ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ КАРТА НА УСТРОЙСТВО КРОВЛИ ИЗ ЦЕМЕНТНО-ПЕСЧАНОЙ ЧЕРЕПИЦЫ
30210. Методика развития прыгучести у юных баскетболистов 366.5 KB
  Для соревновательной двигательной деятельности в баскетболе характерно значительное проявление скоростносиловых качеств. В связи с этим скоростносиловой подготовке баскетболистов уделялось и уделяется много внимания Портнов Ю. Одними из наиболее значимых элементов соревновательной деятельности баскетболиста эффективность выполнения которых прямо зависит от уровня скоростносиловых способностей являются различные виды прыжков. Анализ специальной научнометодической литературы в области баскетбола несмотря на их значительное число...
30211. ПОЛІТИЧНА СКЛАДОВА ДІЯЛЬНОСТІ КАТОЛИЦЬКОЇ ЦЕРКВИ (ХІ – ХV СТ.) ЯК ФУНКЦІЯ ІНСТИТУТУ ЦЕРКВИ 336.5 KB
  Дослідження політичної діяльності католицької церкви у Середньовіччі є актуальним, оскільки саме християнська церква (католицька, православна, протестантська), має великий вплив не лише на духовний стан суспільства, але також на політику світових держав. Минуле, міцно пов’язане з сучасним і майбутнім
30212. МУНИЦИПАЛЬНЫЙ СЕКТОР В СТРУКТУРЕ НАЦИОНАЛЬНОГО ХОЗЯЙСТВА 1.65 MB
  Муниципальный сектор формируется как структурное подразделение национального хозяйства — единого комплекса взаимосвязей производства, распределения, обмена и потребления. Национальное хозяйство обеспечивает производственное, социальное и духовное развитие общества с учетом исторических, геополитических условий
30213. Проектирование системы видеомониторинга 2.65 MB
  Целью проекта является проектирование системы видеомониторинга с использованием сети провайдера которая позволяет: 1 Распознавать автомобильные номера; 2 Распознавать транспортные средства по следующим типам: легковые грузовые автобусы мотоциклы; 3 Сохранять в архиве снимки транспортных средств и распознанных ГРЗ по каждому идентифицированному транспортному средству; 4 Осуществлять мониторинг дорожной обстановки в режиме реального времени; 5 Отслеживать осуществлять видео и фотофиксацию различных типов нарушений ПДД: движение по...
30214. Исследование новых безуглеродистых коррозионностойких сталей на Fe-Cr-Ni основе с некоторым варьированием дополнительных легирующих элементов, обладающих высокой технологичностью и пластичностью, позволяющей проводить ИПД и сокращать число смягчающих отжи 5.11 MB
  Хром является основным легирующим элементом коррозионно-стойких сталей. Его содержание находится в пределах от 11 до 30 %. С ростом содержания хрома коррозионная стойкость стали растет. Легирование стали хромом приводит к уменьшению склонности аустенитного зерна к росту при нагреве, существенному увеличению ее прокаливаемости, а также к замедлению процесса распада мартенсита
30215. Криминологическая характеристика террористического акта 394 KB
  Состояние и тенденции развития терроризма и террористического акта20082012 год 3. В России в конце XX начале XXI века опасность терроризма как действий направленных на массовые убийства взрывы или поджоги с целью воздействовать на принятие решений органами власти резко возросла. Опасность современного терроризма обусловлена реальной угрозой не только для внутренней но и внешней безопасности государства. № 153ФЗ О внесении изменений в отдельные законодательные акты Российской Федерации в связи с принятием...