Процедуры – демоны и присоединенные процедуры (методы или служебные).

Как мы уже обсудили, фреймы обеспечивают нас структурированными и краткими средствами организации знаний. Однако, мы ожидаем от ЭС действий интеллектуального помощника - мы требуем от нее не только качеств хранителя знаний, но также способностей к обработке и проверке знаний, манипулирования ими. Для реализации способностей действовать необходимо добавить во фреймы присоединенные процедуры (методы или слуги) и процедуры – демоны. Метод – это процедура, присоединенная к атрибуту фрейма, которая выполняется всякий раз, когда к ней обращаются [115].

Большинство ЭС, основанных на фреймах, используют два типа методов: когда-изменено и когда-необходимо. Метод когда-изменено выполняется немедленно, когда изменяется значение его атрибута.

Демон, в основном, имеет структуру если-тогда. Эта процедура выполняется всякий раз, когда атрибут в условной части изменяет свое значение.

В этом случае, демоны и методы очень схожи, и эти два термина часто используются как синонимы.

Однако, методы больше подходят, если надо описать сложные процедуры. Денмоны, с другой стороны, обычно ограничены утверждениями если-тогда.

Взаимодействие фреймов и правил.

Многие ЭС, основанные на фреймах для оценки информации, содержащейся во фреймах, используют множество правил.

Каждое правило имеет структуру если-тогда и каждое правило соотносит данную информацию или факты в своей части если с некоторым действие в своей части тогда. Исходя из этого, нет существенных различий между правилами, используемыми в ЭС, основанных на правилах и такими же правилами, используемыми в ЭС, основанных на фреймах. Однако, в системах, основанных на фреймах правила часто используют предложения, сопоставляемые с образцами. Эти предложения содержат переменные которые используются для нахождения сопоставимых условий между всеми фреймами-экземплярами.

Как механизм вывода работает в системах, основанных на фреймах? Для этого надо определить, что вызывает срабатывание правил. В ЭС, основанных на правилах механизм вывода соединяет правила, содержащиеся в БЗ с данными в БД. Когда цель установлена, или другими словами, когда ЭС получила инструкции определить значения для специфического объекта, механизм вывода осуществляет поиск в БЗ с целью нахождения правила, которое содержит цель в своей части тогда (в консеквенте). Если такое правило найдено и его антецендент (часть если) сопоставляется с данными в БД, правило срабатывает и специфический объект получает своей значение.

В системах, основанных на фреймах, также осуществляется поиск цели или, другими словами, специфического атрибута, до тех пор, пока его значение не будет определено.

В ЭС, основанных на правилах, цель определена для базы правил. В системах, основанных на фреймах, правила играют вспомогательную роль.

Здесь главным источником знаний являются фреймы, а процедуры – методы и процедуры демоны используются для добавления действий к фреймам и установления и определения цели.

Вывод во фреймовой системе.

В рамках фреймового подхода предполагается, что знания в системе представляются в виде отдельных кластеров знаний, или подструктур, содержащих сведения о стереотипах (т.е. о некото­рых общих характеристиках данного класса объектов или ситуаций. Согласно данному предположению понимание ситуации для системы означает поиск в перечне накопленных структур такой, которая наилучшим способом описывала бы рассматриваемую ситуацию. При этом слоты заполняются некоторой информацией и заполненный фрейм проверяется на адекватность данной ситуа­ции. В случае несовпадения ищется новый фрейм и процесс про­должается.

Таким образом, можно выделить три основных процесса, про­исходящих во фреймовых системах:

1. Создание экземпляра фрейма. Для создания экземпляра фрейма необходимо найти подходящий фрейм и заполнить его слоты информацией, описывающей специфику рассматриваемой ситуации. Для того чтобы заполнить слоты используется специ­альная информация о том, как найти потенциальные «заполните­ли» слотов. Эта информация часто хранится в процедурной форме.

2. Активация фреймов. В том случае, когда фрейм считается подходящим для описания данной ситуации, осуществляется его активация глобальным процессом. Если обнаруживается слишком много отличий содержимого фреймов от специфических особен­ностей рассматриваемой ситуации или они носят достаточно серь­езный характер, организуется поиск другого, более подходящего фрейма. При этом «отвергнутый» фрейм может содержать указа­ния на то, какие именно фреймы следует исследовать вместо дан­ного (например, более общие или наоборот, более специализиро­ванные). Часть данных, используемых для заполнения слотов «от­вергнутого» фрейма, может быть использована при рассмотрении новых кандидатов.

3. Организация вывода, заключающаяся в последовательном поиске « активации в сети фреймов до нахождения наиболее со­ответствующего и построения на его основе экземпляра фрейма.

В [52] Т. Виноград предложил объединить во фреймах преи­мущества декларативного и процедурного представления. Суть его предложения состоит в том, что знания, касающиеся функ­ций непосредственного представления их с помощью фреймов, должны храниться в декларативной форме, а знания об исполь­зовании фреймов — в процедурной.

В частности, процедуры могут хранить знания, позволяющие давать ответ на следующие вопросы:

1. Когда активировать фрейм? Подобно «демонам» фреймы могут активировать сами себя в случае, если распознана соответ­ствующая ситуация.

2. В каком случае считать, что данный фрейм неадекватен си­туации и что в этом случае делать? Фрейм мог бы, например, ав­томатически передать управление другому фрейму или деактивировать себя.

3. Когда осуществлять заполнение слотов — в момент вызова или позднее, по мере необходимости?

Реализация этих функций может быть возложена на присоеди­ненные процедуры. Процедуры могут также реализовывать эвристики, направленные на поиск необходимой для заполнения слотов информации.

Вывод в семантических сетях.

Рассмотрим структурирование знаний в семантической сети и процедуры их эффективного использования для реализации вывода.