Новые информационные технологии в лингвистике

Новые информационные технологии в лингвистике

Лекция № 2. Представление знаний

Знания В настоящее время нет общепризнанного формального определения понятия Знание Воспользуемся переходом от

Представление знаний Свойства знаний - внутренняя интерпретируемость (система имен) - рекурсивная структурированность

Внутренняя интерпретируемость Предусматривает возможность установки для элемента знаний (и данных) связанной с

Рекурсивная структурированность Определяет свойство декомпозиции для информационной единицы При необходимости информационная единица может

Связность  Характеризует возможность установления между информационными единицами отношений, которые определяют семантику и

Представление в виде семантических пространств с метрикой Семантические пространства с метрикой характеризуют

Активность  Это принципиальное отличие знаний от данных Активность базы знаний позволяет формировать мотивы,

С самого начала программирование опиралось на первичность процедур и вторичность данных.

Функциональная целостность    Отражает возможность комплексного выбора желаемого результата, времени его получения,

Представление знаний Элементы знаний    Отличие знаний от данных Отношения и классы отношений

3

Представление знаний Элементы знаний – это    особым образом организованные информационные структуры,

Представление знаний Отличие знаний от данных Основное отличие уровня знаний от уровня

Представление знаний Отношения и классы отношений Отношения определяют и фиксируют форму связи

Представление знаний Отношения могут задаваться не только с помощью лексики языка,

Классы отношений - отношения классификации - признаковые отношения - количественные отношения - отношения сравнения - отношения

Классы отношений - каузальные отношения - инструментальные отношения - информационные отношения - порядковые отношения - модальные

Отношения классификации Позволяют классифицировать элементы предметной области, образовывать классы элементов, устанавливать

Отношения классификации Важнейшими являются следующие отношения: - иметь имя - класс – подкласс - элемент –

Признаковые отношения Приписывают различные качественные признаки понятиям Могут быть представлены в виде последовательной

Понятия представляют собой совокупность определяющих их признаков В понятии сосредоточено то

Отношения сравнения составляют три характеристики некоторого понятия или группы понятий по

Отношения принадлежности (ассоциативные) Связывают два элемента предметной области не по классификационному признаку,

Временные отношения Определяют динамические характеристики элемента: - протяженность существования во времени - момент

Временные отношения К временным отношениям относятся отношения типа: - быть одновременно - быть

Пространственные отношения Фиксируют место пребывания некоторого элемента предметной области, или взаимоотношение элементов

Пространственные отношения В качестве примера можно привести следующие пространственные отношения: - совпадать

Инструментальные отношения Отражают прагматический аспект деятельности Самые важные из них: - служить для - быть

Информационные отношения Образуют группу отношений, которые описывают различные стороны передачи и получения

Порядковые отношения Описывают соотнесенность элементов предметной области между собой: - быть следующим - быть

Модальность Модальность – это класс отношений, в котором исследуются высказывания, имеющие такие

Модальность Модальность – одно из важнейших свойств суждений, так как в нем

Модальность Модальности делятся на три группы: - суждения возможности (проблематичности) - суждения необходимости -

Модальность В суждении возможности отображается вероятность наличия или отсутствия признаков у

Модальность Основные отношения модальности: - необходимо - желательно - невозможно -

Модификаторы Это класс отношений, устанавливающих признаки элементов К ним относятся следующие лексические

Квантификаторы Особый класс отношений, в котором словосочетания языка образуют так называемые

Квантификаторы Квантор общности распространяет некоторую информацию на все без исключения элементы рассматриваемого

Остальные квантификаторы Однозначной семантикой не обладают, т.е. относятся к разряду нечетких

Первичные атомарные отношения - БЫТЬ ЭТАЛОНОМ - ИМЕТЬ - БЫТЬ ЭЛЕМЕНТОМ КЛАССА - БЫТЬ ПОДКЛАССОМ

Первичные атомарные отношения - СРАВНИМО - БОЛЬШЕ - БОЛЬШЕ ИЛИ РАВНО - МЕНЬШЕ - МЕНЬШЕ

Первичные атомарные отношения - НАЧИНАТЬСЯ ОДНОВРЕМЕННО - КОНЧАТЬСЯ ОДНОВРЕМЕННО - ПРИМЫКАТЬ ПО ВРЕМЕНИ

Первичные атомарные отношения - ПЕРЕСЕКАТЬСЯ В ПРОСТРАНСТВЕ - КАСАТЬСЯ - НАХОДИТЬСЯ НА - БЫТЬ

Первичные атомарные отношения - БЫТЬ МОТИВОМ - БЫТЬ ОТПРАВИТЕЛЕМ - БЫТЬ ПОЛУЧАТЕЛЕМ - БЫТЬ

Выражение знаний Практический опыт, заключенный в базе знаний, представляется совокупностью многочисленных фактов,

Выражение знаний Предметную область, представленную моделью «Сущность–Отношение–Атрибут–Значение–Событие» можно характеризовать совокупностью объектов, количественных

Выражение знаний Объекты и связи составляют базис для классификации понятий Объекты подразделяются на: -

Выражение знаний Сущность – это понятие, воспринимаемое индивидуально, представляющее интерес само по

Выражение знаний Отношение – временная или постоянная связь между сущностями и (или)

Аспекты задачи представления знаний Необходимо различать два аспекта – идентификацию понятий

Идентификация понятий включает классификацию явлений по разным категориям: - выделяются объекты и

Объекты не всегда существуют в любое время, а связи могут меняться

Наложение ограничений Допускает различные виды ограничений и способы их выражения Можно выделить: - статические

Системы представления знаний Модели представления знаний могут быть подразделены на четыре класса: -

Семантические сети Обозначают класс подходов, для которых общим является использование графических схем

Структурный нейросетевой подход
к анализу текстовой информации
Семантический уровень

Попарная сочетаемость корневых

Семантические сети Семантические сети являются объектно-ориентированными структурами и обеспечивают такой признак, как

Семантические сети В иерархических семантических сетях используются, например, такие типы связей между

Семантические сети Семантические сети, применяемые для описания естественных языков, используют такие типы

Семантические сети Характерной особенностью семантических сетей является наличие трех типов отношений: -

Семантические сети Ассоциативная навигация Основная идея моделирования при помощи семантических моделей заключается в

Семантические сети Накладывая ограничения на описание вершин и дуг, можно получить сети

Семантические сети Если вершины не имеют собственной внутренней структуры, такие сети называют

Семантические сети Достоинства семантических сетей: - в семантических сетях существует возможность представлять знания

Семантические сети Недостатки семантических сетей: - нет специальных средств, позволяющих определить временные зависимости,

Модель семантической сети

3

Модель семантической сети Проблема поиска решения в базе знаний типа семантической сети

Модель семантической сети Наиболее часто в семантических сетях используются следующие отношения: - связи

Модель семантической сети Наиболее часто в семантических сетях используются следующие отношения (продолжение):

Модель семантической сети Можно ввести несколько классификаций семантических сетей:  - по количеству типов

Модель семантической сети Можно ввести несколько классификаций семантических сетей:  - по типам отношений: -

Модель семантической сети Проблема поиска решения в базе знаний типа семантической сети

Модель семантической сети

3

Модель семантической сети Узлы графа соответствуют понятиям и объектам, а дуги –

Семантическая сеть Семантическая сеть представляет знания преимущественно декларативно

3

Системы фреймов Фреймы – это фрагменты знания, предназначенные для представления стандартных ситуаций Термин

Системы фреймов Например, слово «комната» вызывает у слушающих образ комнаты: «жилое помещение

Фрейм Фрейм - это минимальное возможное описание сущности какого-либо явления, события, ситуации, процесса

Фрейм В этом описании есть незаполненные значения некоторых атрибутов Эти незаполненные значения атрибутов

Фрейм Фреймы имеют вид структурированных наборов компонентов ситуации, называемых слотами С каждым фреймом

Фрейм В качестве идентификатора фрейму присваивается имя фрейма. Это имя должно быть

Фрейм Структура фрейма

3

Фрейм Различают фреймы-образцы или прототипы, хранящиеся в базе знаний, и фреймы-экземпляры, которые создаются для

Фрейм Фрейм-прототип – это наиболее типичный представитель своего класса, с обобщенными, но вполне

Фрейм Модель фрейма является достаточно универсальной, поскольку позволяет отобразить все многообразие знаний

Фрейм Модель фрейма является достаточно универсальной, поскольку позволяет отобразить все многообразие знаний

Фрейм Важнейшим свойством теории фреймов является заимствованное из теории семантических сетей наследование

Фрейм Значением слота может быть что угодно: числа, формулы, тексты на

Формальная структура фрейма имеет следующий вид: f[,.....],где f – имя фрейма; пара

Фрейм Каждый фрейм как структура хранит знания о предметной области (фрейм-прототип),

Фрейм: Человек Имя слота: Значение слота Класс: Животное Структурный элемент: Голова, шея, руки, ... Рост:

Фрейм

3

Фрейм Достоинство фреймового представления заключается в том, что этот тип представления комбинирует

Фрейм Фреймовые модели обеспечивают требования структурированности и связности Это достигается за счет свойств

Фрейм К недостаткам фреймовых систем относят их относительно высокую сложность, что проявляется

Продукционные системы Продукционная модель - модель, основанная на правилах, позволяющая представить знания в

Продукционные системы Под условием понимается некоторое предложение — образец, по которому осуществляется

Продукционные системы При использовании продукционной модели база знаний состоит из набора правил.

Продукционные системы

3

Продукционные системы Продукционная модель привлекает разработчиков своей наглядностью, высокой модульностью, легкостью внесения

Система продукций Образуется множеством правил продукции. Эти правила формулируют определенные действия

Система продукций Удобна для выражения знаний, которые могут принимать форму переходов

Система продукций База знаний в этом случае состоит из множества правил

Недостатки системы продукций: - отсутствие внутренней структуры - отсутствие зависимости шагов дедуктивного вывода

Достоинства продукционных систем: - модульность организации знаний - независимость правил продукций - легкая модификация

Логические модели Для представления математического знания в математической логике пользуются логическими формализмами

Логические модели Эти формализмы имеют ясную формальную семантику и для них разработаны

Логическая модель В логическом подходе знания представляются посредством формул, которые строятся из

Логические модели Предикатом называется функция, принимающая два значения (истина или ложь) и

Логические модели Константы служат для именования объектов предметной области Логические предложения или

Логические модели Пример: «Михаил дал Владимиру книгу» ДАТЬ (МИХАИЛ, ВЛАДИМИРУ, КНИГУ)

3

Логические модели Логический вывод осуществляется с помощью силлогизма (если из A следует

Логические модели Преимущество логических моделей представления знаний заключается в возможности непосредственно запрограммировать

Недостатки логической модели: Логические модели являются наиболее строгим, в математическом смысле, способом