Вопрос 2. Основные свойства фрейма: базовый тип, процесс сопоставления, иерархическая структура . Привести пример фреймовой модели для класса объектов «Мебель» и объяснить основные свойства.

1 ) Базовый тип. При эффективном использовании фреймовой системы можно добиться быстрого понимания сущности данного предмета и его состояния, однако для запоминания различных позиций в виде фреймов необходима память. Поэтому только наиболее важные объекты данного предмета запоминаются в виде базовых фреймов, на основании которых строятся фреймы для новых состояний. При этом каждый фрейм содержит слот, оснащенный указателем подструктуры, который позволяет различным фреймам совместно использовать одинаковые части. Благодаря этому свойству, возможно представление и использование информации, полученной в различное время и с различных участков, в качестве независимой информации, связанной с данным углом зрения (т.е. в качестве знаний).

Пример:

Первый фрейм является базовым, т.к. у любой мебели есть материал, размеры, название, вид, назначение, части.

Пример фрейма экземпляра – диван. Вид мягкая, название – диван, материалы – фанера, ламинат, дерево, железо, поролон, ткань, размер – (если размер по высоте указан меньше, то это софа), составные части – спинка, подлокотники, сиденье, ножки (если нет подлокотников и спинки – то это кровать), основное назначение – сидеть, дополнительное – спать, прыгать, хранить постельное белье.

2) Процесс сопоставления. Процесс, в ходе которого проверяется правильность выбора фрейма, называется процессом сопоставления . Обычно этот процесс осуществляется в соответствии с текущей целью и информацией (значениями), содержащейся в данном фрейме. Другими словами, фрейм содержит условия, ограничивающие значения слота, а цель используется для определения, какое из этих условий, имея отношение к данной ситуации, является релевантным.

В итоге процесс сопоставления фрейма осуществляется следующим образом:

а)    сначала с помощью предположения и интуиции выбирается некоторый базовый фрейм; с помощью знаний, основанных на выявленных особенностях, релевантности или с помощью подфреймов, предполагаемых наиболее релевантными, данный фрейм сам подтверждает или не подтверждает свою релевантность.

При этом в соответствии с текущей целью определяется, какое ограничение слота следует использовать при сопоставлении. При подтверждении процесс сопоставления завершается.

В противном случае:

б)    если в данном фрейме имеется слот, в котором возникла ошибка, касающаяся, например, условия согласованности с информацией, заданной по умолчанию, то необходима информация, обеспечивающая присваивание надлежащего значения данному слоту.

в)    в качестве последнего шага управление передаётся другому надлежащему фрейму из этой системы. Если и этот фрейм не подходит, то управление передаётся соответствующему фрейму из другой фреймовой системы. В таком процессе используется информация о преобразовании (например, о перемене угла зрения, изменении места и т. п.). Если и это сопоставление оканчивается неуспехом, то это означает, что задача не имеет решения.

Рассмотренный выше процесс сопоставления касался только одного фрейма, но и в сложных визуальных или текстовых объектах аналогичный процесс следует вводить в полный процесс обработки.

Пример:

Проверим правильно ли выбран базовый фрейм.

3) Иерархическая структура . Фрейм обычно соответствует представлению общего понятия с классификационной иерархической структурой; как показано на   рис. 3.4. Особенность такой иерархической структуры заключается в том, что информация об атрибутах, которую содержит фрейм верхнего уровня, совместно используется всеми фреймами нижних уровней, связанных с ним. Например, атрибут “животное передвигается” является общим и для птиц, и для канарейки, которая находится на самом нижнем уровне.

Если бы человеческая память имела подобную структуру, то можно было бы систематизировать и запоминать схожие понятия, избегать лишних сложностей, касающихся информации об атрибутах, и добавлять новые понятия или знания в соответствующие позиции в этой иерархии (обучение). При этом упрощалось бы обнаружение противоречий в знаниях и управление последовательностью, и если можно было бы понять, что это птица даже без использования конкретных знаний (например, что это “курица”), то заметно повысилась бы гибкость системы, например, появилась бы возможность получения выводов на основании знании о птицах и животных (рис. 3.4). (Следует отметить, что такая иерархическая структура свойственна не только для представления знаний фреймами. Например, в языке представления знаний, объединяющем фреймы и продукционные системы, иногда используется часть такой структуры в качестве базы данных продукционной системы. В данном случае такую систему также можно назвать фреймовой. Однако, хотя она значительно мощнее продукционной системы, но по своей универсальности уступает универсальной фреймовой системе.)