Интеллектуальные системы - практическая. ИнтСис-Практическая работа 3 - фреймовая модель. Практическая работа 3 Фреймовая модель
 Скачать 253.38 Kb.
|
Практическая работа 3Фреймовая модельФреймовая модель представления знаний была предложена М. Минским в 1979 году и является развитием семантических сетей. Фрейм (англ. frame) - абстрактный образ для представления некоторого стереотипа восприятия. Каждый фрейм имеет собственное название и список слотов и их значений. Значениями могут быть данные любого типа, а также название другого фрейма. Таким образом, фреймы образуют сеть. Кроме того, существует связь между фреймами типа АКО (a kind of), которая указывает на фрейм более высокого уровня иерархии, откуда неявно наследуются список и значения слотов. При этом возможно множественное наследование – перенос свойств от нескольких прототипов. Любой фрейм может быть представлен следующим образом: (ИМЯ ФРЕЙМА: (имя 1-го слота: значение 1-го слота), (имя 2-го слота: значение 2-го слота), ……………. (имя N-гo слота: значение N-го слота)). Табличное представление слота выглядит следующим образом (таблица 4): Таблица 4. Структура фрейма.
составляющих фрейма указываются и дополнительные параметры. Способ получения значения определяет, как именно устанавливается значение конкретного слота. Существует несколько способов (таблица 5), выбор способа зависит от свойств самих данных. Таблица 5. Способы получения значений слотов.
В теории фреймов допускается, чтобы к слотам присоединялись различные специальные процедуры. Для этого используются так называемые демоны. Демоном (таблица 6) называется процедура, автоматически запускаемая при выполнении некоторого условия (события) при обращении к соответствующему слоту. Демонов может быть несколько. Наиболее похож механизм присоединенных процедур к триггерам в реляционных базах данных. Таблица 6. Наиболее распространенные демоны.
Существует несколько видов фреймов, которые позволяют описать предметную область и решаемую задачу. В таблице 7 представлены наиболее распространенные типы фреймов, указаны типы знаний, которые они отображают, а также примеры фреймов данного типа из различных предметных областей. Таблица 7 .Типы фреймов.
Пример решения задачиЗадача. Построить фреймовую модель представления знаний в предметной области «Ресторан» (посещение ресторана). Описание процесса решения. Для построения фреймовой модели представления знаний необходимо выполнить следующие шаги: Определить абстрактные объекты и понятия предметной области, необходимые для решения поставленной задачи. Оформить их в виде фреймов-прототипов (фреймов-объектов, фреймов-ролей). Задать конкретные объекты предметной области. Оформить их в виде фреймов-экземпляров (фреймов-объектов, фреймов-ролей). Определить набор возможных ситуаций. Оформить их в виде фреймовситуаций (прототипы). Если существуют прецеденты по ситуациям в предметной области, добавить фреймы-экземпляры (фреймыситуации). Описать динамику развития ситуаций (переход от одних к другим) через набор сцен. Оформить их в виде фреймов-сценариев. Добавить фреймы-объекты сценариев и сцен, которые отражают данные конкретной задачи. Решение. Ключевые понятия данной предметной области – ресторан, тот, кто посещает ресторан (клиент) и те, кто его обслуживают (повара, метрдотели, официанты, для простоты ограничимся только официантами). У обслуживающего персонала и клиентов есть общие характеристики, поэтому целесообразно выделить общее абстрактное понятие – человек. Тогда фреймы «Ресторан» и «Человек» являются прототипами-образцами, а фреймы «Официант» и «Клиент» - прототипами-ролями. Также нужно определить основные слоты фреймов – характеристики, имеющие значения для решаемой задачи.
Фреймы-наследники содержат все слоты своих родителей, они явно прописываются только в случае изменения какого-либо параметра.
Фреймы-образцы описывают конкретную ситуацию: какие рестораны имеются в городе, как именно организовывается посещение, кто является посетителем, кто работает в выбранном ресторане и т.д. Поэтому определим следующие фреймы-образцы, являющиеся наследниками фреймов-прототипов:
Фреймы-ситуации описывают возможные ситуации. В ресторане клиент попадает в несколько типичные ситуаций: заказ и оплата. Возможны и другие не типичные ситуации: клиент подавился, у клиента нет наличности для оплаты счета и т.д. Рассмотрим типичные ситуации (их может быть больше):
ОПЛАТА
Ситуации возникают после наступления каких-то событий, выполнения условий и могут следовать одна за другой. Динамику предметной области можно отобразить в фреймах-сценариях. Их может быть множество, опишем наиболее общий и типичный сценарий посещения ресторана:
Пусть в рамках нашей задачи Пётр посетил ресторан «Вкусная еда». Тогда фреймы будут заполнены следующим образом:
столика
Взаимосвязь различных видов фреймов отображается графически в виде графа (рис. 3).  Рис. 3. Схема фреймов для предметной области «Ресторан». Использование фреймовой модели аналогично семантической, только в процессе получения ответа кроме вершин учитываются и слоты. Например, получить ответ на вопрос «Кто работает официантом в ресторане “Вкусная еда”?» можно следующим образом: из запроса понятно, что необходимо найти фрейм «Ресторан “Вкусная еда”» и проследить связь с фреймом «Сергей», являющимся наследником фрейма «Официант». Также можно найти слот «Место работы» и проверив его значение во фреймах наследниках фрейма «Официант» определить, что официантом в ресторане “Вкусная еда” работает Сергей. ЗадачиПостроить фреймовую модель представления знаний в предметной области «Аэропорт» (диспетчерская). Построить фреймовую модель представления знаний в предметной области «Железная дорога» (продажа билетов). Построить фреймовую модель представления знаний в предметной области «Торговый центр» (организация). Построить фреймовую модель представления знаний в предметной области «Автозаправка» (обслуживание клиентов). Построить фреймовую модель представления знаний в предметной области «Автопарк» (пассажирские перевозки). Построить фреймовую модель представления знаний в предметной области «Компьютерные сети» (организация). Построить фреймовую модель представления знаний в предметной области «Университет» (учебный процесс). Построить фреймовую модель представления знаний в предметной области «Компьютерная безопасность» (средства и способы ее обеспечения). Построить фреймовую модель представления знаний в предметной области «Компьютерная безопасность» (угрозы). Построить фреймовую модель представления знаний в предметной области «Интернет-кафе» (организация и обслуживание). Построить фреймовую модель представления знаний в предметной области «Разработка информационных систем» (ведение информационного проекта). Построить фреймовую модель представления знаний в предметной области «Туристическое агентство» (работа с клиентами). Построить фреймовую модель представления знаний в предметной области «Зоопарк» (организация). Построить фреймовую модель представления знаний в предметной области «Кухня» (приготовление пищи). Построить фреймовую модель представления знаний в предметной области «Больница» (прием больных). Построить фреймовую модель представления знаний в предметной области «Кинопрокат» (ассортимент и работа с клиентами). Построить фреймовую модель представления знаний в предметной области «Прокат автомобилей» (ассортимент и работа с клиентами). Построить фреймовую модель представления знаний в предметной области «Операционные системы» (функционирование). Построить фреймовую модель представления знаний в предметной области «Информационные системы» (виды и функционирование). Построить фреймовую модель представления знаний в предметной области «Предприятие» (структура и функционирование). | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||