Вопрос 6. Описание ие рархической структуры понятия и диаграмма представления семантическими сетями.

  В иерархической структуре понятий существуют предикаты отношений двух     типов: IS-A и PART-OF. Иерархия показывает отношение включения понятия. Например, в предложении “человек IS-A млекопитающее” главная мысль – человек принадлежит к классу млекопитающие. Это означает, что в данном предложении используется отношение включения или отношение совпадения. Способ включения можно определять понятием верхнего уровня, а способ удаления – нижнего уровня. Экземпляр нижнего уровня содержит в основном все атрибуты, которые имеет экземпляр верхнего уровня (прототип). Это свойство называется наследованием атрибутов между уровнями иерархии IS-A (рис. 4.4).

PART-OF . Этот способ показывает отношения между экземплярами класса, причём основная часть показывает внутреннюю структуру предиката. Т.е. “Все люди – млекопитающие”.

Откуда следует, что “Миша – млекопитающее”

Способ представления семантической сетью позволяет делать выводы благодаря иерархии наследования.

Семантическими сетями можно представлять знания, касающиеся атрибутов объекта (рис. 4.5).

“Все млекопитающие имеют голову”.

Факт, объявленный для вершин на верхнем уровне иерархической структуры, на основе предпосылки, говорящей о справедливости его для узлов нижнего уровня, показывает возможность вывода множества фактов с помощью IS-A. Вывод такого типа называется наследованием свойства, ветвь IS-A – ветвь наследования свойства.

Можно построить другие отношения (рис. 4.6, где машина i – конкретная машина).

“Миша владеет машиной”

 “Миша владеет машиной с весны по осень”

В этом случае вершины – не только объекты, но и ситуации и действия (рис. 4.7).

Для вершины «Владеет i » определено несколько связей. Такая вершина называется падёжной рамкой. Она определяет различные аргументы предиката ситуации.

Основная проблема – наследование атрибутов между иерархическими уровнями.

Результат вывода, полученный с помощью семантической сети, не гарантирует достоверность как логический формализм. Это из-за того, что процесс вывода (по     определению) – наследование свойств ветви IS-A (рис. 4.8).

“Человек подвержен заболеваниям”

Это означает, что Миша  обследуется врачом.

Требуются способы, обеспечивающие управление наследованием.

Для чёткого разграничения вершин концептов и вершин экземпляров используются связи типа instance_of (экземпляризация), что позволяет решить проблему, связанную с наследованием.

В целях введения единой семантики используют процедурные семантические    сети: сеть строится на основе класса (понятия), а вершины, дуги (отношения) и процедуры представлены как объекты.

Процедурами определяются следующие основные действия над дугами (свя-зями):

1) установление дуги;

2) аннулирование дуги;

3) подсчёт числа вершин, соединённых заданной дугой;

4) проверка наличия – отсутствия связи между заданными вершинами.

Существуют также процедуры, определяющие действия над вершинами:

1) определение экземпляра класса;

2) аккумулирование экземпляра класса;

3) подсчёт числа экземпляров, принадлежащих к классу;

4) проверка принадлежности экземпляра к некоторому классу.

Благодаря этим процедурам, семантическими сетями  можно представлять процедурные знания.

Кроме того, необходимо точное определение, касающееся наследования атрибутов между классами. Для этого атрибуты класса разделяют на атрибуты определения и атрибуты свойства .

Атрибуты свойства отображают в качестве отношений между классами и не наследуются классом нижнего уровня.

Процедура наследования заключается в том, что наследование самого атрибута осуществляется с помощью связи экземпляра (instance_link), а наследование значений атрибутов свойств не производится. Для наследования некоторой вершиной класса x специфических атрибутов определения из класса верхнего уровня необходимо, чтобы он имел атрибут, соответствующий метаклассу, в котором  x является экземпляром.

Одна из основных проблем, которая возникает при дополнении обычной семантической сети новыми фактами, связана с квантованием.

Хендрикс предложил метод, названный разделением семантической сети, и ввёл понятие иерархически упорядоченного множества пространств, определяющих границы действия вершин экземпляров.

Например: “Собака укусила почтальона”. “Собака”, ”укус”, “почтальон” – классы. Если ввести вершины переменных, отображающие специальные понятия в виде экземпляров “с”, “к”, “п”, то можно построить сеть (рис. 4.9).

С помощью этой сети можно представить факт “Каждая собака кусает почтальона”:

" собака (x) ($ y почтальон (y) /\ кусать(x,y)).

Результат разделения этого факта можно представить в виде сети (рис. 4.10).

Вершина g эквивалентна “каждая собака …”, GS – " x собака(x), следовательно,    g – экземпляр GS.

Экземпляр GS имеет два атрибута: Form – указывает утверждение, которое нужно сделать; " – квантор всеобщности. Другие переменные “к” и “п”, разделённые отношением Form, ограничены лишь квантором существования ($ ).

Пример для предложения «Студент Петров – это человек, у которого есть зачетная книжка с № 1234».