Фреймовая модель

Фрейм (frame – каркас, англ.)– минимально возможное описание сути какого-либо явления, события, ситуации, процесса, объекта. В отличие от моделей других типов во фреймовых моделях фиксируется жесткая структура информационных единиц, которая называется протофреймом. В общем виде она выглядит следующим образом:

(Имя фрейма:

Имя слота 1(значение слота 1)

Имя слота 2(значение слота 2)

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

Имя слота К (значение слота К)).

Значением слота (slot – щель, англ.) может быть практически что угодно (числа или математические соотношения, тексты на естественном языке или программы, правила вывода или ссылки на другие слоты данного фрейма или других фреймов). При конкретизации фрейма ему и слотам присваиваются конкретные имена, и происходит заполнение слотов. Таким образом, из протофреймов получаются фреймы - экземпляры. Переход от исходного протофрейма к фрейму - экземпляру может быть многошаговым, за счет постепенного уточнения значений слотов.

В виде фрейма может быть представлена любая реляционная структура. Например, таблица

в форме протофрейма имеет вид:

(Список студентов:

Фамилия (значение слота 1);

Номер зачетной книжки (значение слота 2);

Специальность (значение слота 3);

Курс (значение слота 4)).

Если в качестве значений слотов использовать данные таблицы, то получится фрейм – экземпляр:

(Список студентов:

Фамилия (Попов - Сидоров - Иванов - Петров);

Номер зачетной книжки (21965 - 21946 - 21925 - 21937);

Специальность (АСОИУ – ВМКСС – АСОИУ - ПИЭ);

Курс (5 - 1 - 1 - 2)).

Типовую структуру для некоторого действия (события), включающую характерные его элементы, называют фреймом-сценарием. Слоты фрейма-сценария отождествляются с наиболее характерными вопросами, обычно связанными с действием (событием). Фрейм-сценарий в этом случае является собранием вопросов, которые необходимо задать относительно некоторого гипотетического действия (события), и способов ответа на них.

Для фрейма-сценария экзамен в число таких вопросов войдут следующие: Есть ли в наличии вопросы к экзамену для подготовки? По каким материалам следует готовиться? В какой форме будет проводиться экзамен? В какой аудитории? В какое время? Какую одежду следует надеть? Тогда фрейм-сценарий экзамен будет иметь структуру:

(Экзамен:

Вопросы (значение слота 1);

Материалы для подготовки (значение слота 2);

Форма проведения экзамена (значение слота 3);

Аудитория (значение слота 4);

Время (значение слота 5);

Одежда (значение слота 6)).

Если в качестве значений слотов использовать данные для экзамена по информатике, то получится фрейм – экземпляр:

(Экзамен:

Вопросы (скачать из Интернета);

Материалы для подготовки (по лекциям и учебному пособию);

Форма проведения экзамена (письменно);

Аудитория (261);

Время (с 9 часов);

Одежда (удобная и та, которая приносит удачу)).

Связи между фреймами задаются значениями специального слота с именем "Связь".

Фреймы являются развитием сетевой модели в направлении регуляризации ее структуры. Они имеют средства представления понятийных и процедурных знаний.

Построим фреймовую модель, соответствующую задаче «Регулирование успеваемости по результатам сессии» (см. разделы 4.3.1, 4.3.2). В качестве имен слотов используем понятия: ФИО, оценки, решение по студенту. Протофрейм, соответствующий задаче, имеет вид:

(Регулирование успеваемости:

ФИО (значение слота 1);

Оценки (значение слота 2);

Решение по студенту (значение слота 3)).

В качестве значений слота 3 выступают символьные данные, сообщающие об отчислении или переводе в следующий семестр, либо значения стипендии.

Построим фреймы-экземпляры, соответствующие различным решениям по студентам (значения слотов, определяющие специфику фреймов, выделены полужирно):

(Регулирование успеваемости:

ФИО (значение слота 1);

Оценки ($2);

Решение по студенту (отчислить));

(Регулирование успеваемости:

ФИО (значение слота 1);

Оценки ( 2);

Решение по студенту (перевести в следующий семестр));

(Регулирование успеваемости:

ФИО (значение слота 1);

Оценки ( (2Ú3)Ù$4);

Решение по студенту (стипендия = 600));

(Регулирование успеваемости:

ФИО (значение слота 1);

Оценки ( (2Ú3Ú4));

Решение по студенту (стипендия = 900)).

Если теперь выполнить конкретизацию слота ФИО в соответствии с записанными условиями, то полученные фреймы-экземпляры и будут решениями по регулированию контингента студентов.