Оптические вычисления - Арратуна Р.
Скачать (прямая ссылка):
список 2 4 9) связывает цифровые символы 2, 4 и
278
Часть IV. Символьные вычисления и искусственный интеллект
9 операцией суммирования, а вложенные списки (+(*3 4) ('6 3)) связывают 3
и 4 с одной операцией умножения, 6 и 3 с другой операцией умножения, а 12
и 18 - операцией сложения. В этом примере используется основная форма
Лисп-нотации, в которой первый элемент списка представляет операцию,
которую надо выполнить, в то время как остальные элементы являются
аргументами, над которыми выполняется указанная операция.
В любой дискуссии по проблеме поиска данных следует переходить от средств
распознавания релевантных данных в базе знаний к обсуждению того, как
понять такой набор или наборы данных, которые приводят к выполнению
поставленной цели. Однако обсуждение процедур поиска будет отложено до
рассмотрения представления знаний, поскольку эти два вопроса тесно
связаны между собой; знания обычно представляют в таком виде, который
облегчает сам процесс поиска.
Проведение рассуждений, являющееся третьим атрибутом интеллектуальных
систем, работающих со знаниями, необходимо тогда, когда система нуждается
в информации, которая не может быть извлечена из базы знаний
непосредственно. Системы ИИ могут осуществлять обмен данными между
большими базами знаний и сложными процедурами проведения рассуждений.
Такие системы должны или обладать высоким уровнем возможностей проведения
рассуждений, или быть способными накапливать и выбирать всю релевантную
информацию; при этом система, которая затрагивает слишком много времени
на поиск стратегии проведения рассуждений, не обладает достаточными
знаниями.
Процесс проведения рассуждений можно рассматривать как движение в
пространстве состояний, где состояния представляют все возможные
ситуации, и движение осуществляется из начального состояния (состояний)
через текущее состояние (состояния) в заданное конечное состояние
(состояния). Проведение рассуждений при решении практических проблем
обычно требует прохождения через многие промежуточные состояния.
Допустимые переходы между состояниями определяются либо правилами,
задаваемыми утверждениями типа "если.. .тогда", либо с помощью
организации связей между фактами, для обозначения которых используют так
называемые направленные графы. В следующем разделе при обсуждении
вопросов представления знаний будут изложены различные методики,
используемые для определения состояний и переходов между состояниями.
Классическим примером реализации концепции пространства состояний может
служить игра в шахматы, в которой начальное состояние являлось бы
отправной точкой для всех фигур, а состоянием цели была бы любая
конфигурация фигур, в которой все возможные перемещения противника были
бы блокированными, и король находился бы под ударом. Перехо-
Г лава 10. Оптика и символьные вычисления
279
ды между состояниями регламентировались бы правилами, указывающими
допустимые перемещения каждой из фигур в каждом положении (каждое
состояние имело бы различные допустимые перемещения, зависящие от
расположения других фигур и близости фигур к краю доски).
Факт пребывания в данном состоянии наиболее удобно описать с помощью
решателя задачи, имеющего большое число возможных переходов в другие
состояния и указывающего путь к решению. Следовательно, операция поиска
также играет ведущую роль в процессе проведения рассуждений. В данном
случае поиск осуществляется согласно пути (или путям) в пространстве
состояний в рамках заданного круга проблем, в то время как при операции
выборки данных производится поиск релевантных данных в базе знаний. Как
уже указано выше, операции поиска будут обсуждаться после вопросов
представлений знаний, рассматриваемых в следующей части раздела.
10.2.2. Представление знаний
Для каждого из обсуждавшихся выше видов знаний принципиальное значение
имеет вопрос о том, в каком виде следует представить их в компьютере,
чтобы облегчить их взаимодействие между собой и сделать систему более
полезной для решения практических задач. Разработаны многочисленные
варианты представления знаний, но большинство из них является вариантами
или комбинациями следующих четырех: семантические сети, системы
продукций, фреймы и логические системы. Семантические сети по своей
природе очень разнообразны, но в общем могут быть охарактеризованы как
схемы графического представления, в которых вершины графов представляют
собой объекты или концепции, а соединения между вершинами - процедуры
получения выводов, связанных с соответствующими вершинами. На рис. 10.3
изображена крайне упрощенная семантическая сеть, демонстрирующая
получение вывода о том, что в брегговской ячейке наблюдается
распространение как поперечных, так и продольных волн. Этот тип знаний
часто называют декларативным, так как его часто получают на основе
реальных ситуаций, связанных с конкретными знаниями или отношениями.
В своих наиболее простых проявлениях системы продукций представляют собой
