Реферат: Представление и использование знаний об объектах
2. Отношение частичного порядка PART OF. Модель времени строится на
основанииконечного множества типов временных интервалов, на которых определено
отношение PART OF.
ti PART OF tj
явл. частью
Каждый интервал типа ti является частью одназначно определенногоинтервала tj.
Время
sup sup
год неделя
PART OF PART OF
месяц
PART OF
сутки
PART OF
час
PART OF
минута
PART OF
секунда
рис. 7
Модель пространства строится на конкретном множестве, так же, как и времени, но
по отношению к части окрестности.
(См. рис.8)
пространство
sup
sup
страна континент
PART OF PART OF
область регион
PART OF PART OF
населенный
пункт
PART OF PART OF
город деревня
рис.8
3. Отношение принадлежности ISA
Иванов А.И. ISA студент
связывает имя объекта с его типом
4. Отношение INSTANCE OF (INS)
Иванов INS АИ-1-93
отношение может быть задано как на
множестве имен, так и типов
name (O1) INS name (O2)
Если t1 INS t,
t2 INS t,
..........
tn INS t, то объект типаt может состоять из объектов
типов t1,t2...tn,причем объект типа t может включать
несколько объектов данных типов.
Это отношение (INS) применяется для множества дискретных объектов,
PART OF - непрерывных.
студент INS группа студентов
лаборатория
INS
INS
INS
сотрудники помещение оборудование
лаборатории лаборатории лаборатории
рис.9
Свойства этих отношений
1. PART OF и SUP обладают свойством транзитивности:
t1 SUP t2; t2 SUP t3
t1 SUP t3
доцент SUP SUP сотрудник
преподаватель
рис.10
доцент SUP преподаватель ; преподаватель SUP сотрудник
доцент SUP сотрудник
Для отношения INS это свойство не выполняется:
2. t1 INS t2; t2 INS t3; tn-1 INS tn В графе отношения INS нет
неверно, что tn INS t1
циклов
3. t1 SUP t2; t2 INS t3
t1 INS t3
лаборант SUP сотрудник лаборатории ; сотрудник лаборатории INS лаборатория
лаборант INS лаборатория
лаборатория
INS
сотрудник INS
SUP
лаборант
рис.11
4. name (O) ISA t1 ; t1 SUP t2
name (O) ISA t2
Москва ISA город ; город SUP населенный пункт
Москва ISA населенный пункт
Представление типов объектов
Конечное множество троек вида (t, ni, ti);
где t, ti - типы объектов,
ni - имя атрибута,
(Атрибуты - характеристики объектов или роли, которые они играют в
определенных ситуациях) i=1,..., к,
ni¹nj, если i¹j,называется представлением типа t, если в каждый
момент времени ni: tобt® (ti)обt,
(ni - отображ. мн-во объектов типа t на мн-во объектов типа t1)
причем разным объектам О1 и О2 типа t соответствуют разныекартежи значений
функций ni
{n1t(O1), n2t (O1,..., nkt(O1)}
{n1t(O2), n2t(O2,...,nkt(O2)},
последнее условие называется условием различимости объектов.
В качестве примера рассмотрим объект типа автомобиль:
t ni ti
(автомобиль, марка, марка автомобиля)
(автомобиль, номер, номер автомобиля)
(автомобиль, цвет, цвет автомобиля)
автомобиль(москвич, МКА-21-17, белый)
автомобиль(жигули, МВА-11-25, красный)
Композиционный тип объектов
(ni , ti) COMPONENT OF t
COMPONENT OF означает, что объект типа ti является компонентой объекта типа t.
дата
COMPONENT OF
COMPONENTOF
COMPONENT OF
год n1 число n3 месяц n2
год t1 число t3 месяц
t2
рис.12
Пример композиционного объекта:
Ситуация "находится" (нах. человек в опред. помещении опред. время)
t находится
n1 участник ситуации n2 место ситуации n3 время ситуации
t1 человек t2 помещение t3 время
sup sup sup sup дата
ситуац. момент сит.
учащиеся сотрудники аудитория лаборатор. дата момент
ins ins число сит. месяц сит. год сит.час
ситуации минута ситуации
оборудование число месяц год час минута
Шаблонные высказывания
человек . . . находится в помещении . . . во время . . .
сотрудник . . . находится в аудитории . . . в . . . часов . . .минут . . .
. . . число . . . месяц . . . год
В шаблонные высказывания могут быть поставлены имена конкретных объектов.
Минимальное представление
Представление {(t, ni, ti)i=1...k} называют минимальным, если при удалении "
из этих троек,оставшееся множество троек перестает быть представлением данного
типа объектов.
Пример:
t - аренда
t1 - объект аренды
t2 - арендатор
t3 - арендодатель
t4 - срок аренды
t5 - стоимость аренды
Функциональная зависимость
Предположим, задано представление
{(t, ni, ti)i=1...k}
X={ti1, ..., tip}
Y={tj1, ..., tjs}
Говорят, что компоненты Y функционально зависят от компонент X, если в любой
момент времениt для любых двух объектов О1, О2 Î tобtиз равенств: ni1t(O1) =
ni1t(O2)
. . .
nipt(O1) = nipt(O2),
следуют равенства:
nj1t(O1) = nj1t(O2)
. . .
njst(O1) = njst(O2)
Пример: X={t4, t5,t6} Y={t1, t2,t3}
t Лекция
лектор слушатель предмет лекции место день недели время начала
преподаватель группа предмет аудитория дата
t1 t2 t3 t4
t5 t6
min
представление
Операции над типами объектов
Позволяют получать из существующих типов новые типы.
1. Могут быть заданы операции объединения (t1Èt2), пересечения
(t1Çt2), разбиения и др.
Если { ti INS t i=1,...,k}, то тип È tiсостоит из тех и только объектов,
которые могут быть элементами объектов типа t.
Если {(ti SUP t)i=1,...,k}, то равенство t=Èti означает, что список подтипов
ti является исчерпывающимдля объектов типа t.
Примера :
объект = человек È помещение Èоборудование
человекÇпомещение = человекÇоборудование=
= помещениеÇоборудование = 0
2. Операция разбиения типов объектов на классы эквивалентных объектов.
(человек, пол человека, пол)
t n1 t1
пол = {муж, жен}
t2 = муж
t3 = жен
Типы t2 и t3являются результатом разбиения типа человек по типу пол (t/t1)
t Знание иностранного языка
n1 знающий n2 предмет знания
t1 человек t2 иностранный язык
Новые объекты - группы людей, знающих некоторый язык определяются в результате
разбиения t1/(t2,t)
Представление знаний об отношениях между типами
ER - модели
ER - диаграммы
(Entity Relationship Diagram)
П. Чен - 1983 год.
1. сущности (типы объектов)
2. связи (типы отношений)
3. свойства сущностей и связей
(атрибут (характеристики, роли))
1) Е1, Е2, ..., Еn
преподаватель
2) R1, R2, ...,Rn
занятие
кафедра работает преподаватель нагрузка
группа занятие
предмет
обучение факультет
изучение
курс специальность
рис.13
3. Свойства (атрибуты)
Ei, Ri - соответствующие области знаний
имя - имя области знаний
На дуге подписываются соответствующие свойства.
имя
название
кафедра
имя имя имя
фамилия имя отчество
преподаватель
рис.14
код
имя группа
группы
рис.15
название имя
предмет
объем
натуральное число
рис. 16
натуральное
лекция число
нагрузка
лабораторная натуральное
число
рис. 17
шифр специальность
код
рис.18
Часто в виде связи выступает прямое дополнение.
В виде свойств обычно представляются время и место ситуации.
занятие
место начало
помещение день недели время
рис.19
Часто свойства вводятся с помощью слова "иметь"
код
группа код
группы
рис.20
преподаватель
обучение учебн. студент
процесс
рис. 21
учебный
процесс
контроль
административный
персонал
рис. 22
"Учебный процесс" - является и сущностью и связью.
преподаватель
курс обучение учебный
студент
процесс
факультет специальность контроль
административный
персонал
рис. 23
Часть предложения, которая являются придаточным, рассматривается как сущность
болеевысокого уровня абстракции.
распределение
заведующ. решает
преподаватель
кафедрой
группа
занятие
предмет
рис.24
Концептуальная схема позволяет представить различные иерархические связи между
объектами.Классический пример - классификация животных.
(См. ниже рис. 25)
животные
простейшие . . . губки . . . хордовые
. . . . . .
оболочники . . . бесчерепные . . .
позвоночные
. . . . . .
. . . . . .
рис. 25. Иерархическая таксономическая структура
Таксон - группа дискретных объектов, связанных некоторой степенью общности
свойств.Набор свойств должен быть необходимым и достаточным для того, чтобы
таксон занимал единственное место в структуре и не пересекался с другими
таксонами.
При декларации таксона указывается таксон верхнего уровня и свойства, которые
отличают данныйтаксон от других таксонов.
Таксономические категории -
{тип - подтип - класс - отряд - род - вид}
Обычно с типом объекта нижнего уровня связывают конкретные факты.
кошки род
sup sup
домашняя лесная вид
isa
барсик
рис. 26
Свойства, характерные для некоторого типа объекта, наследуются всеми типами
объектанижнего уровня. В БД могут быть описаны только один раз.
2. Практический раздел
Как уже отмечалось ранее, целью данного КПР является подготовка теоретического
ипрактического материала для обеспечения доступного изучения соответствующих
разделов по дисциплине Инженерия Знаний. Подготовленный теоретический
материалможно найти в "Теоретическом разделе" данного КПР. Он содержит в себе
все понятия и определения, а такжепримеры, необходимые для успешного
