Когнітивні процеси. Напрямки робіт у галузі ШІ. Засоби подання знань, страница 10

          а1          r1             a2        r2      a3        a4        r3          a5

      Іванов   послав    поштою    з    Києва  книгу    для    Петрова

3. ПОДАННЯ ЗНАНЬ У ВИГЛЯДІ ФРЕЙМІВ

Фрейм (від. frame - рамка) – модель подання знань, яка при заповненні її елементів (слотів) певними значеннями перетворюється в опис конкретного факту, події, процесу. Слот (валентність) – складова частина фрейма, яка може бути заповненим елементом даних певного типу. Слот характеризує деяку властивість або зв’язок поняття, що описується фреймом.

Фрейм можне подати у вигляді формули, таблиці або дерева (мережи).

Варіант запису формули:

F(<S>, <g₁, h₁>,<g₂, h₂>,…,<g_n, h_n>),

Де f - ім’я фрейма, S – слот із родовим або суперпоняттям, інше – набір слотів, у яких g - ім’я слота, h– значення слота, що описують властивості, які відрізняються в даного об’єкта від родового поняття. Імена слотів можуть вказувати на їх зміст (спадкоємність, користувача, дату створення).

Варіант запису у вигляді таблиці:

Унікальне ім’я фрейма Слот 1	Покажчик фрейма-батька	Покажчик типів даних слота
Ім’я слота Слот 2		Покажчик типів даних слота	Значення слота	Демон
Ім’я слота Слот 3	...	...	...	...
	...	...	...	...
Ім’я слота Слот n	...	...	...	...

Родове поняття знаходиться на верхньому рівні.

Покажчик фрейма-батька (інформація про атрибути слотів вищого фрейма, що успадковують слоти з такими ж іменами в фреймах нащадках) застосовується для побудови ієрархії, у не ієрархічних системах його немає. Напр.: U (unique) – фрейми можуть мати слоти різного призначення, S (same) – усі слоти повинні мати однакові значення, R (range) – значення слотів фреймів-батьків визначають межи значень для слотів фреймів-нащадків.

Покажчик типів даних з урахуванням спадковості вказує, які величини припускаються в значенні слота. Напр.: TEXT, REAL, INTEGER, LIST, BOOL, FRAME.

Демон – це прихована або віртуально приєднана процедура, що автоматично виконується при наявності певних умов, зміні бази знань. Напр.: демон if-needed виконується коли до слота йде звертання, if-added –в слот підставляється значення, if-removed – стирається. Приєднана процедура виконується за вказівкою, що приходить з іншого фрейма.

За станом фрейми поділяють на фрейм-прототип (протофрейм, фрейм-інтенсіал), в якого частина або всі слоти не мають значень, та фрейм-екземпляр, слоти якого заповнені конкретними значеннями і який являє собою опис, що має значення істини.

За функцією фрейми поділяються на фрейм-опис, що моделює властивості або ситуації, та рольові фрейми, що для імен слотів використовують назви ролей сукупність яких і визначає зміст усього фрейма.

Варіант запису у вигляді дерева (мережи):

Фрейми мають властивість укладеності, тому що в значенні слота може виступати система імен нижчого рівня. Для всебічного опису об’єкта застосовуються фрейми з загальними елементами. Різні фрейми описують об’єкт з різних сторін, тобто вони повинні мати загальний елемент (покажчик) і різні термінальні слоти.

Переваги Фреймів	Недоліки Фреймів
·  Укладеність, що забезпечує структурованість, спадковість і зв’язаність знань ·  Внутрішня інтерпретованість (Значення мають характер посилань)	·  Непристосованість до подання процедурних знань

Приклад: Фрейм інформації про наявність місць

Ім’я слота	Значеня слота	if-needed	if-removed	if-added
Дата	25.02.2001	Коли?
Маршрут	Київ-Прага
Місця	Бізнес-клас		Обнуління табло	Бронювання місця

Фреймова структура навчання