Система - посредник, заключение договора на поставку.

Инженерия знаний - область информатики, в рамках которой проводятся исследования по представлению знаний в ЭВМ, поддержание их в актуальном состоянии и манипулировании ими.

Knowledge system - система основанная на знаниях.

СОЗ СБЗ СУБД ЭС ИС СИИ - система искусственного интеллекта.

Структура системы, основанной на знаниях.

БЗ механизм получения решения

ИНТЕРФЕЙС

БЗ - это модель, представляющая в ЭВМ знания, накопленные в определенной предметной области. Эти знания должны быть формализованы. Знания формируются с помощью модели, а затем представляются с помощью определенного языка.

В БЗ обычно выделяются знания о конкретных объектах и правила. Эти правила исполняются как механизм получения решений, для того, чтобы из исходных фактов вывести новые.

Интерфейс обеспечивает ведение диалога на языке, близком пользователю.

Методы, основанные на использовании логических выводов, часто используется в инженерии знаний.

Понятие предметной области.

Объект – то что существует или воспринимается в качестве отдельной сущности.

Основные свойства: дискретность; различие.

При представлении знаний используется прагматический подход, т.е. выделяются те свойства объекта, которые важны для решения задач, которые будет решать создаваемая система. Поэтому система, основанная на знаниях, имеет дело с предметами, которые являются абстрактными объектами. Предмет выступает в роли носителя некоторых свойств объекта. Состояние предметной области может меняться со временем. В каждый момент времени состояние предметной области характеризуется множеством объектов и связями. Состояние предметной области характеризуется ситуацией.

Ситуация

Статическая

Динамическая

Постоянные свойства и соотношения

Состояния

Устойчивые

Временные

Процессы

События

Концептуальные средства описания предметной области.

Концептуальная модель отражает наиболее общие свойства. Для того, чтобы детализировать описание нужны языки. Характерными чертами концептуальных средств описания предметной области являются абстрактность и универсальность. Их можно использовать для описания любой предметной области.

Понятие класса объекта.

Понятие объекта – понятие множеств. Сходные между собой объекты объединяются в классы. В разные моменты времени одному и тому же классу могут соответствовать разные множества объектов.

К – класс объекта.

К^t – множество объектов класса К в момент времени t.

К =  _t К^t

Пример:

Группа (1999) = { ИА-1-99, ИА-1-98, … , ИА-1-94, ИБ-1-99,…}

Группа (1998) = { ИА-1-98, ИА-1-97, … , ИА-1-93, ИБ-1-98,…}

 t К^t = { … }

Преподавательская должность = { профессор, доцент, старший преподаватель, преподаватель, ассистент}

зел

син

1

син

желт

4 Геометрическая фигура, форма квадрат, цвет синий.

2

зел

5

3

(К : А₁ К₁, А₂К₂, … , А_nК_n)

имя атрибут название

классов классов

о
бъектов атрибутная пара

Идентификация объектов может быть прямая и косвенная. В случае прямой используются имена объектов, порядковые номера объектов; косвенная основана на использовании свойств объектов.

Атрибут может быть компонентом. Под атрибутом понимается свойство, характеристика, название компонентов.

Пример:

(Геометрическая фигура:

форма Геометрическая форма

цвет Цвет)

Пары имя атрибута и значение атрибута часто совпадают.

Пример ситуации:

(Лекция:

лектор Фамилия_лектора,

место №_аудитории,

тема Название_темы,

слушатель Код_группы,

день День_недели,

время Время_начала)

Ситуация – показана связь между «преподаватель» и «слушатель», остальные характеристики данной ситуации.

Роли участников ситуации:

• лектор

• место

• слушатель

Характеристики ситуации:

• день

• время

(К: А₁К₁,А₂К₂, … , А_nК_n) – представление знаний в виде некоторой структуры.

(К: А_iК_i)

Пример:

(дата, число, день_месяца)

(дата, месяц, название_месяца)

(дата, год, год)

(геометрическая_фигура, форма, геометрическая_форма)

(геометрическая_фигура, цвет, цвет)

Такому представлению знаний соответствует представление знаний в виде отдельных фактов.

(К: А_iК_i)

(К: А₁К₁,А₂К₂, … , А_nК_n)

Представления знаний об объектах делятся на:

классы объекта (структура данных)

знания о конкретных объектах (о данных)

Классы объекта.

1. (К: А₁К₁,А₂К₂, … , А_nК_n)

А_i – имя атрибута

К_i – классы объекта, являются значением атрибута

К – имя класса

Пример:

(преподаватели:

ФИО фамилия_с_инициалами,

Должность преподпвательская_должность)

2. (К: А_iК_i)

Пример:

(преподаватель, ФИО фамилия_с_инициалами,

преподаватель, должность преподпвательская_должность)

3. К (К₁,К₂, … , К_n)

4. К (А₁,А₂, … , А_n)

Пример:

(преподаватель (фамилия_с_инициалами, преподпвательская_должность),

преподаватель (ФИО, должность))

Представление знаний для первой формы:

(К: А₁К₁,А₂К₂, … , А_nК_n) к_i  К_i

Атрибутивное представление знаний:

Пример:

(преподаватель: - представляет собой

ФИО Семенов - некоторую структуру

Должность доцент) - данных

Представление знаний для второй формы:

(К: А_iК_i) к  К, к_i  К_i

Атрибутивное представление знаний в виде отдельных фактов:

Пример:

(преподаватель1, ФИО, Семенов) - 1, 2 являются связками между

(преподаватель1, должность, доцент) - фактами

(преподаватель2, ФИО, Петров)

(преподаватель2, должность, ассистент)

Представление знаний для третьей формы:

К (К₁,К₂, … , К_n)

(преподаватель (Семенов, доцент) - позиционное представление знаний

Если имена атрибутов отсутствуют, а сами атрибуты записываются на определённых позициях, то – позиционноё представление знаний.

Представление знаний в виде «троек» - (объект, атрибут, значение).

Для представления неточных значений используются коэффициенты уверенности – (объект, атрибут, значение, коэффициент уверенности).

Пример:

(пациент1, диагноз, колит, К760)

0  100

0  1

-1  1

0 – соответствует неопределенности.

отрицательное значение – степень уверенности в невозможности значения атрибута.

(

(пациент1, диагноз, колит, К760)

(пациент1, диагноз, гастрит, К740)

*

пациент1, диагноз, гастрит, К740)

* (пациент, ФИО, Антонов, диагноз колит К760, гастрит К740)

Представление знаний о классе объекта называется минимальным, если при удалении одного из атрибутов приводит к тому, что оставшееся множество атрибутов перестает быть представлением данного класса объекта.

Пример:

Аренда (объект_аренды, арендатор, арендодатель, срок_аренды, плата).

Если удалить «срок_аренды», получится купля-продажа, а если удалить «срок_аренды» и «плата», то получиться подарок.

Представление знаний в реляционной базе данных.

Реляционная база данных – данные хранятся в позиционном формате.

Данные хранятся в виде таблицы, где название таблицы – имя класса. Каждому классу соответствует таблица или файл БД. Имя класса - название соответствующей таблицы. Имена атрибутов – соответствующие поля таблицы (столбец). Строки таблицы – записи БД. Записи соответствует запись в позиционном формате.

А1	А2	. . . . .	Аn
К1	К2	. . . . .	Кn

Преподаватели

ФИО	должность
Семенов Петров	Доцент ассистент

Понятие атрибута в позиционной БД сохраняется.

Запись К (А₁,А₂, … , А_n) называется отношение между атрибутами. Такая терминология используется в реляционной БД. Идея данных в реляционной БД основана на понятие «ключ».

Ключ – набор атрибутов отношения, значение которых однозначно определяет запись в файле.

Квартира

город	улица	дом	корпус	квартира	площадь	количество комнат
Москва Москва	Тверская Тверская	2 2	1 1	47 54	60 50	2 1

В данном случае ключ будет состоять из нескольких полей.

К
_i sup К_j является подклассом класс sup подкласс; подкласс sup класс.

К_i является подклассом К_j, если t K_i ^t  K_j ^t

(Если в любой момент времени t класс Кi является подклассом Кj)

N_pr – классификация сети.

Классификация сети представляется в виде иерархической структуры.

С

sup

sup

sup

sup

sup

учащийся

тудент sup учащийся.

K

sup

sup

sup

sup

sup

sup

sup

sup

sup

sup

sup

sup

sup

sup

студент

объект

Неопределенный объект

Определенный объект

Материальный объект

Нематериальный объект

имя

понятие

ситуация

время

пространство

человек

помещение

оборудование

учащиеся

административный персонал

преподаватели

обслуживающий персонал

студент

аспирант

декан

заведующий кафедрой

методист

профессор

ассистент

доцент

техник

лаборант

_i part of K_j - является частью K_i part K_j

K_i является частью K_j, если конкретный объект класса K_i является частью однозначно определенного объекта K_j.

part

part

sup

sup

время

part

part

part

part

год

неделя

месяц

сутки

час

минута

секунда

part

part

part

пространство

sup

sup

sup

sup

страна

область

губерния

штат

населенный пункт

город

деревня

Отношение принадлежности.

k

isa

город

Москва

isa K - является элементом

K
_i ius K - является составляющей

К₁ ius K

K₂ ius K

. . . . . . .

K_n ius K

Означает, что объект класса К состоит из объектов класса К₁, К₂, … , К_n, причем объект класса К может включать несколько объектов класса К_i.

Лекция №4.

Свойства отношений.

Отношения частичного порядка обладают свойством транзитивности.

Ki sup Kj Kj sup Km

Ki sup Km

Ki part Kj Kj part Km

Ki part Km

Если элемент является составляющей блока, а блок составлен…

Нет циклов в графе принадлежности.

K1 ins K2, K2 ins K3,…,Kn-1 ins Kj

Неверно, что Kn ins K1

K isa Ki sup Kj

K isa Kj

Москва isa город

Город sup Населенный пункт

Москва isa Населенный пункт

K1

K2

K3

K5

K4

R6

R7

R3

R2

R1

R5

R4

Операции над классами объектов.

С помощью операций над классами объектов можно определить новый класс объектов

Ki ins K

℧ Ki множество блоков, к примеру, телевизоров

Ki sup K

℧ Ki = K

Материальные объекты делятся на три класса

Условие  Помещение  Оборудование = Материальный объект

Человек  Помещение = Человек  Оборудование = Помещение  Оборудование =∅

Размещение классов объекта

Человек (Фамилия, Имя, Отчество, Год_Рождения, пол)

Пол={мужской, женский}

Мужчина, женщина = Человекпол

K (K1, K2, K3, K4, K5)

KK5 – Разбиение класса по классу К5.

Объединение всех этих классов есть человек.

Мужчина⋃Женщина=Человек

Мужчина⋃Женщина=∅

(Знание_иностранного языка

Знающий человек,