Способы представления знаний

Существуют различные способы представления знаний:

- сценарии,

- логические модели (логика предикатов первого порядка, Колмероэ),

- фреймы (предложил Минский 1974 г.),

- семантические сети (М.Р. Куиллиман),

- продукции,

- сети фреймов,

- скрипты (Шенк),

- карты понятий,

- HTML - страницы,

- Онтологии,

- Реляционные модели,

- Объектно- ориентированные системы

и другие.

Сценарии

Разработчику ЭС необходимо получить от эксперта сценарий решения некоторой задачи. Сценарий требует анализа текста, графики его декомпозиции на смысловые фрагменты

Пример сценария диагностики причины зависания системы в процессе загрузки ОС полученный от эксперта

После включения питания, нажатия клавиши Reset или комбинации [Alt+Ctrl+Del] запускается POST (программа BIOS), которая начинает тестирование регистров CPU.

Далее следует инициализация таймера. становится доступным звуковая диагностика.

При зависании ПЭВМ расшифровать сигнал по таблице и принять соответствующие меры.

После тестирования 64Кбайт нижней памяти и инициализации видеоконтроллера

диагностические сообщения начинают выводиться на экран.

В случае сбоя или зависания на этом этапе действия инженера зависят от диагностического сообщения.

Например. Сообщение

keyboard error

- отсутствие клавиатуры или её неисправность.

HDD failure code XX

– неисправность HDD, порта IDE (или кабеля) между ними.

После проверки и инициализации всех портов (COM, LPT, FDD, HDD) в случае готовности дисковода А (см. в Setup порядок устройств загрузки к примеру А;С;CDROM) загружается первый сектор диска А и ему передаётся управление;

Иначе загружается Маster Boot диска С и управление передаётся ему. Далее Master Boot загружает Boot-сектор основного раздела и передаёт управление на его начальный адрес.

Если загрузка не доходит до сообщения Starting MSDOS или Starting Win98 и зависает. то инженер должен руководствоваться звуковым или визуальным сообщением

POST. При нормальном завершении POST (короткий звуковой сигнал перед загрузкой)

но невозможности загрузки с HDD надлежит

1)проверить настройки Setup

2)прослушать процесс инициализации HDD.

Если настройки «сбиты», то надо их выправить; если Setup допускает автодетектирование оборудования - сделать соответствующую установку.

В процессе автодетектирования происходит инициализация HDD.Внимательно слушаем.

Необычные звенящие, шумящие, изменяющиеся по тону звуки, а также повторяющиеся щелчки являются признаком возможной неисправности винчестера.

Если инициализация происходит без подозрительных шумов, нужно проверить все настройки BIOS, касающиеся дисковой подсистемы: включение портов IDE, режимы доступа и обмена, и повторно выполнить автодетектирование.

Если параметры HDD определены правильно, нужно выйти из Setup c перезаписью CMOS и повторить загрузку ПЭВМ.

Если HDD не детектируется или детектируется неправильно, следует проделать операцию автодетектирования с другой системной платой (на другой ПЭВМ).

Если теперь HDD определяется правильно, и загрузка с него идет, то проблема в системной плате (неисправен порт IDE и т.п.), иначе неисправен HDD.

Если загрузка с HDD не происходит, нужно загрузиться с системной дискеты, на которой желательно иметь Disk Editor (файл de.exe) и библиотеки rtlxxx.lib нужно загрузить fdisk и проверить разбиение HDD на логические диски.

Если логические диски видны, проверяем наличие признака активного раздела.

Если его нет, установим этот признак и повторить загрузку с HDD. Если загрузка не происходит, перезагружаемся с системной дискеты, запускаем Disk Editor и проверяем содержимое секторов нулевого цилиндра нулевой поверхности.

Если HDD разбивался на логические диски посредством fdisk, а не специальными программами, то наличие копии MBR в секторах кроме 0/0/1 является признаком возможного Boot-вируса. Надлежит выполнить проверку и «лечение» с системной дискеты.

Если удалось получить такой сценарий, разработчик продолжает работу по дальнейшей формализации текста,

разработки сценария диалога пользователя с ЭС, создания моделей для полученных знаний

Логические модели.

Мышление связано с решением какой-либо проблемы. Формализация мысли сводится к построению математической формы – например,логической, с использованием четко-выделенных объектов мышления. Решение проблемы связано с необходимостью делать логический вывод. Решение проблемы – это цепочка логических построений. Дж. Пирс в качестве методов логического вывода называет метод дедукции, индукции, метод построения гипотез.

Логические модели строятся на основе логики высказываний и исчисления предикатов []. Логика высказываний используется для решения логических задач алгебраическим методом. Каждое утвердительное предложение называется высказыванием. Высказывание рассматривается как истинное или ложное. Над высказыванием можно выполнять логические операции. Примеры высказываний; “Сигналы поступают на шину адреса”, ”Студенты сдают экзамен”. Из простых высказываний строятся составные, используя логические связки (и, или, не). Выражения, которые представляются простыми и сложными высказываниями образуют формулу. Идея решения задач с использованием логики высказывания состоит в том, чтобы сначала описать ситуацию, используя формулы логики высказывания, а затем доказать общезначимость или противоречивость всей совокупности этих формул. Общезначимая формула истинна при всех интерпретациях, а противоречивая – ложна при всех толкованиях.

 

Пример.

 

Простые высказывания	Иванов студент. Студент сдает экзамен.	(А) (В)
Сложное высказывание	Если Иванов студент То Иванов сдает экзамен	(А®В)

 

Чтобы удовлетворительно описать предметную область, для обозначения различных объектов вводятся переменные.

Для создания логических моделей можно использовать формулы логики предикатов 1-го порядка [].

Предикат – это логическая функция, которая состоит их предикатного символа и упорядоченного множества аргументов. Предикатный символ используется для представления отношений между объектами.

В отличие от логики высказываний число интерпретаций этой формулы велико.

Задача записывается как набор высказываний, отношений между высказываниями и правил вывода одних высказываний из других. Далее проверяется истинность исходных высказываний.

Для представления информации можно использовать конструкции языка Пролог.

Например:

 

Правило на языке высказываний:   1.Иванов - студент. 2. Студенты сдают экзамены. 3. Вывод: Иванов сдает экзамен.

Правило на языке Пролог:   сдает_экзамен (X):– student (X). student (“Иванов”).

Семантические сети.

При разработке ЭС для графического представления знаний могут использоваться семантические сети. Семантический подход – попытка воспроизвести графически сложные ассоциации, которые возникают у человека при обмене мыслями, это метод организации сложных массивов знаний. Сеть состоит из узлов, изображаемых окружностями, и соединяющих их линиями со стрелками. В узлах располагаются объекты, понятия и события, а связи между узлами указывают на природу взаимозависимостей. Итак, семантическая сеть - это соединение узлов знаний. При логическом выводе, который использует такую сеть, свойства, которыми обладает объект, указанный в вышестоящих узлах через связи наследует свойства заключенные в нижестоящих узлах. Семантическую сеть можно использовать для задания структур и объектов, а также для создания правил БЗ. Семантическая сеть представляющая фрагмент базы знаний приведена на рис. 3.2.

 

 

рис.3.2. Семантическая сеть, отражающая взаимоотношения между атрибутами микропроцессора и программы.

 

Можно создать объект, для этого разрабатываем структуру, описывающую все объекты с общим названием МИКРОПРОЦЕССОР.

 

 

СОЗДАТЬ_СТРУКТУРУ (имя = микропроцессор,

атрибут = CБИС,

атрибут = система команд,

атрибут = выполнять программу)

 

 

На основе этой структуры можно создать объект и ряд правил

ЕСЛИ

атрибут=СБИС &

атрибут=система команд &

атрибут=выполнять программу,

ТО объект= микропроцессор

 

 

Чем чаще используется слово, тем более оно семантически значимо.

Фреймы.

Семантические сети не единственный способ представления знаний. Другой подход связан с формированием из информации об объектах и понятий комплексных пакетов, называемых фреймами. Впервые такое предположение сделал М. Минский в 1974г., полагая что человеческий разум интерпретирует каждый новый объект посредством особых структур памяти - фреймов.

ФРЕЙМ – комплексный пакет знаний, который описывает объект или понятие. Исследования показали, что люди хранят и используют свой опыт в виде обобщенных концепций, которые при необходимости конкретизируются. Фрейм состоит из слотов, заполняемых конкретными элементами информации и данными, а также указателями на другие фреймы. В общем виде фрейм записывается следующим образом:

 

имя фрейма
имя слота 1 значение
имя слота 2 значение
имя слота N значение

 

Например:

Компоненты МП
микропроцессор	i8086
шина адреса	16 разрядов
шина данных	8 разрядов
схема выводов	i8086.exe

 

Продукционные модели.

Однако наибольшее распространение для записи эвристических правил в ЭС получили продукции.

Продукция – правило, в котором определено условие его применимости и действие, которое должно быть предпринято, когда правило применимо.

Продукция состоит из двух частей – условной части и действия.

Условная часть, посылка, может быть представлена в виде любой логической комбинации фактов, с указанием для них априорной оценки правдоподобия, которая определена экспертом.

Действие подлежит выполнению при истинности условий, для него тоже может быть указана оценка правдоподобия, которая определена экспертом.

 

ЕСЛИ

список условий

ТО действия

 

Пример:

ЕСЛИ

погода хорошая & есть свободное время

ТО я иду кататься на лыжах (КУ=0.8)

В качестве условий используются высказывания ''Погода хорошая'', ''Есть свободное время''. Действия "Я иду кататься на лыжах"

При выполнении продукции оценено экспертом коэффициентом уверенности КУ:

- проверяются все условия, входящие в правило, а далее

- выполняется действие, предписанное правилом (оно стоит после ТО).

Системы продукционных правил являются разновидностью машины логического вывода.