36241

Структура моделей знаний: фреймовые модели. Примеры

Доклад

Информатика, кибернетика и программирование

Структура моделей знаний: фреймовые модели. Термин фрейм был предложен Марвином Минским в 70е годы. В теории фреймов этот образ называют фреймом комнаты. В нем есть дырки незаполненные значения некоторых атрибутов например количество окон эти дырки называют слотами Таким образом можно дать определение фрейму как минимально возможному описанию сущности какого то явления события ситуации процесса или объекта.

Русский

2013-09-21

43 KB

29 чел.

27. Структура моделей знаний: фреймовые модели. Примеры.

Термин фрейм был предложен Марвином Минским в 70-е годы. Эта структура знаний изначально предназначалась для восприятия пространственных сцен. В философии и психологии известно понятие абстрактного образа. Например, произнесенное вслух слово «комната» вызывает у нас образ комнаты: «жилого помещения с четырьмя стенами, полом, потолком, окнами и дверью, площадью 6- 20м2. В теории фреймов этот образ называют фреймом комнаты. Из этого описания нельзя ничего убрать (например, убрав окна, мы получим уже не комнату, а подвал). В нем есть «дырки»— незаполненные значения некоторых атрибутов (например количество окон), эти «дырки» называют слотами

Таким образом, можно дать определение фрейму как минимально возможному описанию сущности какого- то явления, события, ситуации, процесса или объекта.

В системе фреймов предпринимается попытка судить о классе объектов, используя представление знаний о прототипах, которые хорошо представляют различные объекты данного класса. / Например, "«прототипическая» птица, пусть это будет воробей, может летать, а потому есть основания полагать, что это свойство всех птиц, хотя существуют редкие виды птиц, которые этим свойством не обладают, например пингвины. Именно в этом смысле воробей является лучшим экземпляром категории «птицы», чем пингвин, поскольку он представляет более типичные свойства объектов своего класса.

. Система фреймов оказывается полезной по той причине, что она дают средства структурирования знаний, связанных с приложением правил и классификации объектов.

Марвин Минский определил фрейм как «структуру данных для представления стереотипных ситуаций». Идея состояла в том, чтобы сконцентрировать знания в единой структуре данных, а не распределять их между множеством более мелких структур. Такие знания либо сосредоточены в самой структуре данных, либо доступны из этой структуры (например, хранятся в другой структуре, связанной с фреймом). Доступ к связанным структурам осуществляется посредством присоединенных процедур.

Таким образом, фрейм оказался тем средством, которое помогло связать декларативные и процедурные знания. По своей структуре фреймы похожи на семантические сети. Фрейм— это сложный узел сети. В качестве идентификатора фрейму присваивается имя фрейма. Это имя должно быть единственным во всей фреймовой системе.

Фрейм имеет определенную внутреннюю структуру, состоящую из множества элементов, называемых слотами, которым также присваиваются имена. Каждый слот в свою очередь представляется определенной структурой данных. В значение слота подставляется конкретная информация, относящаяся к объекту, описываемому этим фреймом. Таким образом, каждый фрейм имеет специальный слот, заполненный наименованиями сущностей, и слоты, заполненные значениями различных атрибутов, ассоциирующихся с объектом.

Как правило, фреймы организованы в виде «ослабленной иерархии» в которой фреймы, расположенные ниже в иерархии, могут наследовать значения слотов разных фреймов, расположенных выше.

Фундаментальная идея состоит в том, что свойства и процедуры, расположенные выше, являются более или менее фиксированными, поскольку они представляют те вещи или понятия, которые в большинстве случаев являются истинными для интересующей нас сущности. В то же время, фреймы более нижних уровней имеют слоты, которые должны быть заполнены наиболее динамической информацией, подверженной частым изменениям. Если такая динамическая информация отсутствует из- за неполноты наших знаний о предмете, то слоты фреймов более нижних уровней заполняются данными, унаследованными от фреймов верхних уровней.

Ниже в качестве простого примера показан фрейм, описывающий человека.

Фрейм: Человек

Имя слота:

Значение слота

Класс:

Млекопитающее

Структурный элемент:

Голова, шея, руки, . . .

Рост:

40 -=-220 см

Масса:

1 ч- 200 кг

Хвост:

Нет

Язык:

Русский, английский, китайский . . .

Фрейм аналогии:

Обезьяна

Значением слота может быть практически что угодно: числа, формулы, тексты на естественном языке или программы, правила вывода или ссылки на другие слоты данного фрейма или других фреймов. Кроме того, со слотами может ассоциирована любая дополнительная информация, например процедура вычисления значения этого слота в случае отсутствия его явного заполнения, процедура обновления значения слота при изменении значения другого слота. В качестве значения слота даже может выступать набор слотов более низкого уровня, что позволяет реализовывать во фреймовых представлениях "принцип матрешки". Связи между фреймами задаются значениями специального слота с именем "Связь".

Фреймы с заполненными слотами называются экземплярами фрейма.

Для описания объекта. Ситуации или события строится сеть фреймов. Фрейм представляет собой сложный узел такой сети. Как уже отмечалось выше, слоты фрейма обладают присоединенными процедурами, позволяющими осуществлять связь в структуре фрейма. С каждым фреймом связана информация о том, как его использовать, как поступать в чрезвычайных ситуациях. Присоединенные процедуры бывают двух типов— демоны и слуги.

Процедуры- слуги необходимо активизировать всякий раз, когда осуществляется доступ к фрейму или его обновление. Идея состоит в том, чтобы выполнение большей части вычислений, связанных с решением проблемы, явилось побочным эффектом передачи данных во фрейм или извлечения данных из него.

Процедуры, подключенные к структуре данных и запускаемые на выполнение при появлении запроса или обновлении информации в структуре, называют демонами. Те демоны, которые вычисляют некоторые значения по запросу, называются демонами по гПребованию.

Поиск решения во фреймовой модели представления знаний означает поиск по всем фреймам (сети фреймов) модели, которая наилучшим образом описывает ситуацию. В процессе поиска слоты фреймов заполняются информацией. Полученные • экземпляры фреймов проверяются на адекватность рассматриваемой ситуации. Если выявлено хотя бы одно несовпадение, рассматривается следующий фрейм.


 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

53428. Весна прийшла. Вірш Л.Українки «Вишеньки». Виготовлення сувеніру для мами 76.5 KB
  Мета: вчити учнів виготовляти сувеніри і розвивати вміння самостійно добирати розмір колір матеріал працювати з поролоном і картоном; формувати емоційно-позитивне ставлення до художнього образу вишні; поглибити кявлення про народні звичаї та повір’я; розвивати зв’язне мовлення творчість мислення естетичний смак; виховувати любов до мами почуття вдячності і шанобливе ставлення повагу гордість за рідну матусю бажання...
53429. Життя в добрі 3.65 MB
  Так би і померла та людина, аби тою дорогою не проїздив самарянин. Треба відмітити, що євреї не любили самарян. Вони не розмовляли з самарянами і навіть не пускали їх у свій храм для поклоніння Богу. Але коли самарянин побачив пораненого єврея, то не став згадувати про це.
53430. Математична подорож на Південний берег Криму 722 KB
  На тему: Математична подорож на Південний берег Криму. Математичнаподорож на Південний берег Криму. Ознайомити учнів з географічним положенням рослинним та тваринним світом Південного берега Криму розширювати та збагачувати знання дітей про природу виховувати любов до природи та бережливе ставлення до її багатств. Обладнання: фізична карта України гербарій рослин Південного берега Криму мультимедійні засоби навчання малюнки підручники: 1 Богданович М.
53431. Хімічна промисловість 91.5 KB
  Мета уроку: навчальна: Дати характеристику галузевої структури промисловості пояснити чинники розміщення різних типів підприємств визначити взаємозв’язки хімічної промисловості з іншими ознайомити учнів зі зразками полімерів продуктами хімічної промисловості пояснити хімічні процеси які відбуваються під час промислового синтезу речовин; розвивальна: розвивати пам’ять логічне мислення уміння нестандартного...
53432. Аналогії між літературними та математичними об’єктами 745 KB
  Вчитель математики: Іноді мені доводиться чути від учнів думку що не кожному з вас у подальшому житті знадобляться знання з математики. Перевірка домашнього завдання – 5 хвилин Вчитель літератури: Спочатку перевіримо домашнє завдання: вам потрібно було підібрати прислів’я в яких указувалося б на кількісні відношення. Команди по черзі називають прислів’я з числами; вчитель математики на дошці записує бали кожній команді.
53433. Правописание числительных – орфография на уроках математики 10.34 MB
  Сейчас вы уже знаете что имена числительные являются словесным выражением цифр и чисел. Теоретическая разминка по русскому языку Теоретическая разминка по математике Закончить предложение: Сумма двух отрицательных чисел Сумма двух противоположных чисел равняется Если произведение чисел – положительное число то множители имеют Если произведение чисел – отрицательное число то множители имеют Если произведение равно нулю то Любая теория важна для практики.
53434. Интеграция на уроках музыки 42.5 KB
  Интеграция уроков музыки и развития речи обеспечивает межпредметную связь и раскрывает взаимосвязь человека и искусства. Что же такое интеграция Вот как это понятие трактуется в логическом словаресправочнике Н. Кондакова: Интеграция это объединение в целом какихлибо частей элементов.
53435. Диффузия – основа жизни 38 KB
  Однако разрозненные знания не позволяют создать целостную картину мира поэтому основная задача нашего урока показать взаимосвязь казалось бы таких разных наук как физика и биология при изучении такого распространенного явления как диффузия. Дать определения понятиям осмос и диффузия. Какой процесс имел место а тургор б диффузия в осмос 6.
53436. Обучить формулам обращения в русском и английском языке 56 KB
  Традиции употребления обращений в русском и английском языке Цель: обучить формулам обращения в русском и английском языке; Задачи: Актуализировать знания учащихся по теме Формы обращения в русском и английском языке; Продолжить ознакомление учащихся с формулами обращения в русском и английском языке; Создать условия для активизации употребления формул речевого этикета в речи учащихся; Приобщать учащихся к культуре традициям и реалиям стран родного и иностранного языков в рамках конкретной ситуации общения отвечающей опыту...