Оптические вычисления - Арратуна Р.
Скачать (прямая ссылка):
форму представления знаний в виде множества правил (продукций)
"образец/действие" типа "если/ тогда". Если образец в правиле является
истинным ("образец" также называют "условием"), тогда в силу вступает
"действие", т. е. состояние вычислительной машины изменяется согласно
определенному "действию". Примерами таких правил могут служить следующие:
280
Часть IV. Символьные вычисления и искусственный интеллект
"Если источник света лазер, то он излучает когерентный свет", и "Если
важна низкая стоимость и если не требуется когерентность света, тогда
следует использовать светодиод вместо полупроводниковых лазеров".
Системы продукций широко используются в качестве схем представления
данных в экспертных системах (рассматриваемых в части разд. 10.2.5).
Часто системы продукций называют процедурными знаниями, так как обычно
выполнение определенных действий инициируется известными правилами.
Следовало бы заметить, что сравнение образов (корреляция) играет важную
роль в системах продукций в том плане, что выполнение (запуск) правил
основано на совпадении условий правил (частей "если") и состояний задачи,
т. е. процесс сравнения определяет истинно или ложно условие.
Представление в виде фреймов использует организацию данных по
функциональным группам иерархически связанных значений признаков. Такое
представление обладает рядом преимуществ при работе со стереотипными
концепциями, такими как показаны па рис. 10.4. Данный фрейм, содержащий
знания о двумерных модуляторах света, может быть представлен с помощью
одного или нескольких фреймов, использующихся для описания систем
оптической обработки информации, устройств ввода/вывода или оптических
приборов. В свою очередь обсуждаемый фрейм, описывающий модулятор света,
связан с другими, зависящими от него фреймами (связанными с его входами);
такие связи на рисунках показывают стрелками. Например, введение в схему
обработки признака нелинейного оптического материала привело бы к
появлению фрейма с информа-
Рис. 10.3. Упрошенный пример семантической сети.
Глава 10. Оптика и символьные вычисления
281
цией о признаках таких материалов. С концепцией фреймов связана концепция
сценариев, использующая набор общих последовательностей выполнения
событий, аналогично тому, как во фреймах используют набор связанных между
собой объектов и признаков. Например, можно было бы сформулировать
сценарий изготовления модулятора света из его отдельных компонентов.
В логических схемах представления знаний с помощью синтаксических
операций с формулами стараются создать особые конструкции из имеющихся
знаний, позволяющие сделать заключения, исходя из предпосылок ИСТИНА или
ЛОЖЬ. В этих целях на основе разработок в области исчисления высказываний
был получен формализм, известный как исчисление предикатов. В целом
логическое представление является весьма привлекательным для систем, где
часто требуется расширять базу знаний, например при доказательстве
теорем. Способность расширять базу знаний основана на методе
математической дедукции, позволяющем получать новые факты из уже
имеющихся.
Отношения, существующие в реальном мире, выражаются в виде предикатов и
их аргументов. Предикаты представляют собой отошения между предметами, а
символы предикатов используются для обозначения этих отношений. Предикат,
применяемый к своему аргументу (аргументам), возвращает в качестве
результата либо "истина", либо "ложь". В семантической сети, показанной
на рис. 10.3, связь "является" изображена между вершиной, описывающей
ячейку Керра и вершиной, описывающей оптическое устройство. В логическом
представлении она была бы представлена предикатом ЯВЛЯЕТСЯОПТИЧЕ-
СКИМУСТРОЙСТВОМ. Запрос к базе знаний в виде предикат-
ного выражения ЯВЛЯЕТСЯОПТИЧЕСКИМУСТРОИСТВОМ (ЯЧЕЙКАКЕРРА) получил бы
ответ ИСТИННО, в то время как запрос ЯВЛЯЕТСЯОПТИЧЕСКИМУСТРОИСТВОМ (МАГ-
Двумерный пространственный модулятор света
Характерные свойства двумерных ПМС, не приводящие к возникновению
дополнительных фреймов
Фотопроводник:
Устройства считывания/записи: Нелинейные оптические материалы: Доступные
источники:
Частота следования фреймов:
Число ячеек:
Кремний
Оптические
BSO (бисульфит свинца) Лазерный диод 1 кГц 103 х103
Рис, 10,4, Фрейм знания, характеризующего двумерный ПМС,
282
Часть IV. Символьные вычисления и искусственный интеллект
НИТ) получил бы ответ ЛОЖНО. В качестве других примеров предикатов можно
привести (записывая для общности с переменными в качестве аргументов)
такие варианты:
ЖЕНЩИНА (х) ИСТИННО если х является женщиной РАВНО (х, у) ИСТИННО если
х=у
ПРЕЗИДЕНТ (х, у) ИСТИННО если х является президентом у
В исчислении предикатов возможно определенным образом группировать
предикаты с их аргументами (но не с утверждениями типа "здесь светло"),
используя в этих целях такие логические связки исчисления высказываний,
какИ(Д), ИЛИ(\/). НЕ(~), РАВНО(=) и СЛЕДУЕТ(^). В дополнение к этому
требуется ввести квантификаторы, задающие области определения переменных.
