Тема : Фреймовая модель представления знаний Вялкова Мария

Фреймовая модель основана на концепции Марвина Мински (Marvin Minsky) – профессора Массачусетского технологического института, основателя лаборатории искусственного интеллекта, автора ряда фундаментальных работ. Фреймовая модель представляет собой систематизированную психологическую модель памяти человека и его сознания.

Ключевые понятия Фрейм ( англ. frame – рамка, каркас ) – структура данных для представления некоторого концептуального объекта. Информация, относящаяся к фрейму, содержится в составляющих его слотах. Слот ( англ. slot – щель, прорезь ) может быть терминальным ( листом иерархии ) или представлять собой фрейм нижнего уровня.

Модель фрейма позволяет отобразить все многообразие знаний о мире : через фреймы - структуры, для обозначения объектов и понятий ( заем, залог, вексель ); через фреймы - роли ( менеджер, кассир, клиент ); через фреймы - сценарии ( банкротство, собрание акционеров, празднование именин ); через фреймы - ситуации ( тревога, авария, рабочий режим устройства ) и др.

Состав любого фрейма Каждый фрейм состоит из произвольного числа слотов, причем несколько из них обычно определяются самой системой для выполнения специфических функций, а остальные определяются пользователем.

имя фрейма ( имя фрейма ) – это идентификатор, присваиваемый фрейму. Фрейм должен иметь имя, единственное в данной фреймовой модели ( уникальное имя ); имя слота ( имя слота ) – это идентификатор, присваиваемый слоту. Слот должен иметь уникальное имя во фрейме, к которому он принадлежит.

указатель наследования – только для фреймовых моделей иерархического типа ; они показывают, какую информацию об атрибутах слотов во фрейме верхнего уровня наследуют слоты с такими же именами во фрейме нижнего уровня ; указатель атрибутов – указатель типа данных слота. К таким типам относятся : FRAME ( указатель ), INTEGER ( целое ), REAL ( вещественное ), BOOL ( булево ), LISP ( присоединенная процедура ), TEXT ( текст ), LIST ( список ), TABLE ( таблица ), EXPRESSION ( выражение ) и другие ; значение слота – значение, соответствующее типу данных слота и удовлетворяющее условиям наследования ; демон – процедура, автоматически запускаемая при выполнении некоторого условия. Демоны запускаются при обращении к конкретному слоту фреймовой модели.

Примеры фреймовой модели иерархического типа :

Фреймовая модель Преимущества Недостатки Основным преимуществом фреймов как модели пред ­ став ­ ления знаний является то, что она отражает концептуальную основу ор ­ ганизации па ­ мяти чело ­ века, а также ее гибкость и наглядность. Наиболее ярко дос ­ то ­ ин ­ ства фреймовых систем представления знаний проявляются в том слу ­ чае, если родовидовые связи изменяются нечасто и предметная область насчитывает немного исключений К недостаткам фреймовых систем относят их относительно высокую сложность, что проявляется в снижении скорости работы механизма вы ­ во ­ да и увеличения трудоемкости внесения изменений в родовую иерар ­ хию.

Формально фрейм – это тип данных вида : Где : N – имя объекта ; S1 – множество слотов, содержащих факты, определяющие декларативную семантику фрейма ; S2 – множество слотов, обеспечивающих связи с другими фреймами ( каузальные, семантические и т. д.); S3 – множество слотов, обеспечивающих преобразования, определяющие процедурную семантику фрейма.

Разновидности фреймов : фрейм - экземпляр – конкретная реализация фрейма, описывающая текущее состояние в предметной области ; фрейм - образец – шаблон для описания объектов или допустимых ситуаций предметной области ; фрейм - класс – фрейм верхнего уровня для представления совокупности фреймов образцов.

Пример фреймовых описаний : Фрейм, описывающий человека.

Пример « Представление понятия отчёта с помощью фреймов »

Спасибо за внимание

Тест 1. Что из себя представляет фреймовая модель ? a) систематизированную психологическую модель памяти человека и его сознания ; b) алгебраические высказывания и предикаты, на системе аксиом этой алгебры и ее правилах вывода ; 2. Фрейм это ? a) структура данных для представления некоторого концептуального объекта ; b) отдельные характеристики ( элементы описания ) объекта ; c) язык логического программирования.

Ответ : 1. Что из себя представляет фреймовая модель ? a) систематизированную психологическую модель памяти человека и его сознания ; b) алгебраические высказывания и предикаты, на системе аксиом этой алгебры и ее правилах вывода ; 2. Фрейм это ? a) структура данных для представления некоторого концептуального объекта ; b) отдельные характеристики ( элементы описания ) объекта ; c) язык логического программирования.

Тест 3. Фреймы использующейся для обозначения объектов и понятий ( заем, залог, вексель )? a) фреймы - структуры ; b) фреймы - роли ; c) фреймы - сценарии ; 4. Процедура, автоматически запускаемая при выполнении некоторого условия – это ? a) демон ; b) эвристика ; c) указатель наследования.

Ответ : 3. Фреймы использующейся для обозначения объектов и понятий ( заем, залог, вексель )? a) фреймы - структуры ; b) фреймы - роли ; c) фреймы - сценарии ; 4. Процедура, автоматически запускаемая при выполнении некоторого условия – это ? a) указатель наследования ; b) эвристика ; c) демон.

Тест 5. Фрейм – это тип данных вида : Установите соответствие между символами и их обозначениями. a) N b) S1 c) S2 d) S3 1. множество слотов, обеспечивающих связи с другими фреймами ( каузальные, семантические и т. д.); 2. имя объекта ; 3. множество слотов, обеспечивающих преобразования, определяющие процедурную семантику фрейма. 4. множество слотов, содержащих факты, определяющие декларативную семантику фрейма ;

Ответ : 5. Фрейм – это тип данных вида : Установите соответствие между символами и их обозначениями. a) N b) S1 c) S2 d) S3 1. множество слотов, обеспечивающих связи с другими фреймами ( каузальные, семантические и т. д.); 2. имя объекта ; 3. множество слотов, обеспечивающих преобразования, определяющие процедурную семантику фрейма. 4. множество слотов, содержащих факты, определяющие декларативную семантику фрейма ;