Способы означивания фрейма – прототипа или получения значений во фрейме – примере

1. По умолчанию от фрейма – прототипа.

Слотам фрейма-прототипа могут быть заранее (до означивания) приписаны по умолчанию некоторые стандартные значения, основанные на каких-либо предположениях или ожиданиях. Такой подход позволяет анализировать ситуации, в которых отсутствуют упоминания о ряде деталей. В свою очередь, стандартные значения, присвоенные по умолчанию, могут быть заменены более подходящими значениями, если таковые будут найдены в процессе логического вывода.

По умолчанию также могут быть заданы ограничения на значения слотов.

2. Через наследование от фрейма, имя которого указано в специальном слоте АКО. Слот AKO (A Kind Of) определяет иерархию фреймов в сети фреймов. Такая связь обеспечивает наследование свойств. Слот AKO указывает на фрейм более высокого уровня, откуда неявно наследуются свойства аналогичных слотов.

Рассмотрим сеть фреймов на рис. 4.6.

Здесь фреймы связаны между собой ссылками в виде имен других фреймов, указанных в слоте АКО.

Запрос 1. Любят ли ученики сладкое?

Ответ: ДА. С использованием слота АКО во фрейме Ученик, который указывает

Рис. 4.6 Сеть фреймов

на фрейм Ребенок. Наследование слота «любит» из фрейма Ребенок.

Запрос 2. Каков возраст учеников?

Ответ: 6-17 – значение слота «возраст» берется из фрейма Ученик. Значение из фрейма Ребенок не берется, т.к. значение указано явно в самом фрейме «ученик», относительно которого задается вопрос.

По функциональному назначению различают следующие виды фреймов:

- фреймы – объекты (пример выше);

- фреймы – операции (например, фрейм «процесс синтеза корректирующих устройств», слоты: модель, алгоритм расчета, параметры и т.д.);

- фреймы – ситуации (например, фрейм «Аварийный режим работы аналогового датчика», слоты: напряжение, сила тока и т.д.);

- фреймы – сценарии (например, фрейм «Тушение пожара», слоты: место пожара, средства тушения и т.д.).

Фреймовая модель представления знаний используется в языках FRL (Frame Representation Language) ,KRL (Knowledge Representation Language) и др.

Особенности логического вывода

Во фреймовых языках основной операцией является поиск по образцу. Образец представляет собой фрейм, в котором заполнены не все структурные единицы, а только те, по которым среди фреймов, хранящихся в памяти системы, будут отыскиваться нужные фреймы. Образец может, например, содержать имя фрейма, а также имя некоторого слота во фрейме с указанием значения слота. Такой образец проверяет наличие в памяти системы фрейма с данным именем и данным значением слота, указанного в образце. В образце может быть указано имя некоторого слота и его значение. Тогда процедура поиска по образцу должна обеспечить выборку всех фреймов, в которых содержится слот с таким именем и таким значением слота, как у образца. Наконец, может быть задана некоторая логическая функция от имени фрейма, каких-то имен слотов и значений слотов. Таким образом, логический вывод в сети фреймов основан на операции сопоставления.

Другими процедурами, характерными для фреймовых языков, являются процедуры наполнения слотов данными, а также процедуры введения в систему новых фреймов-прототипов (т.е. новых знаний) и введения новых связей между ними.

Рассмотрим фрагмент описания из "мира блоков" (рис. 4.7) в виде фреймов на языке FRL.

Рис. 4.7 «Мир блоков»

Слот AKO указывает на то, что объекты B1 и B2 являются подтипом объекта Cube и наследуют его свойства, а именно, length = width = height. Процедура - демон IF-DEFAULT заполняет значения слотов по умолчанию.

Допустим, роботу дается приказ «Возьми желтый предмет, который поддерживает пирамиду». На языке представления знаний вопрос записывается так:

Программа сопоставления с образцом находит в базе знаний описание объектов:

и

Ответ получен: X = B3, Y = P2, и роботу выдается команда take (object B3).

Достоинства фреймов как модели представления знаний – возможность структуризации базы знаний благодаря свойствам иерархичности и наследования. Недостатком является сложность организации логического вывода.

Лекция. Основы построения продукционной системы