Фреймовые модели и перспективы использования в них мягких вычислений Текст научной статьи по специальности «Компьютерные и информационные науки»

Раздел 4

Новые информационные технологии

УДК 681.327

Н.Е. Сергеев, В Л. Зарницин

ФРЕЙМОВЫЕ МОДЕЛИ И ПЕРСПЕКТИВЫ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ В НИХ

МЯГКИХ ВЫЧИСЛЕНИЙ

Введение. Фреймовая теория родилась на основе того предположения, что восприятие человека (и не только зрительное) и последующие производные процессы (понимание, рассуждение и пр.) на некотором уровне протекают в символь-. , место в процессах естественного интеллекта - существуют более важные объекты, , .

«Фрейм является структурой данных для представления стереотипных ситуаций. С каждым фреймом ассоциирована информация разных видов. Одна ее часть указывает, каким образом следует использовать данный фрейм, другая - что предположительно может повлечь его выполнение, третья - что следует предпринять, если эти ожидания не подтвердятся» [1].

Фреймы, в обычном своем состоянии, заполнены заданиями отсутствия или заранее заготовленными значениями. Системы фреймов в свою очередь связаны между собой сетью поиска информации, которые позволяют строить системы, имеющие прикладное значение. Минский [1] указывал, что варианты представления информации должны рассматриваться соотносительно с процессами, в которых они используются. Это и предопределило множественное трактование некоторых терминов фреймовой теории.

.

(терминальный слот) и представляет собой минимальную (элементарную) структуру для хранения значений во фрейме. Каждый терминал может выдвигать условия, которым должны удовлетворять его задания. Эти значения могут быть общи-

( ). -мают под терминалами пустые, незаполненные ячейки (активные слоты).

- ( ), , , -, . ,

.

Система фреймов определяется как группа семантически близких друг к другу фреймов. Для зрительного восприятия фреймы, принадлежащие системе фреймов, соответствуют различны м позициям наблюдателя, а трансформация отражает результаты его перемещения между позициями. Остается открытым вопрос: эле-

менты системы фреймов построены заранее или строятся из неких шаблонов при трансформации или другом действии. На этот вопрос должен ответить разработчик конкретного приложения теории фреймов. Некоторые терминалы могут входить в состав нескольких фреймов. На этом базируется один из центральных моментов , , т.е. одноименные терминалы (слоты) могут означиваться разными данными, хотя этот тезис является спорным.

. ,

терминалов соответствующих заданиям отсутствия (значение умолчания). На эффективность фреймовой системы влияет прочность связи терминалов с задания.

.

- , -

монов или других процедур или сохраненное первоначальное значение умолчания. , , значения для терминалов фреймов более высоких уровней.

Трансформации - результаты действий внутри системы фреймов. В соответствии с ограничениями для трансформационных грамматик должна существовать некая базовая структура фрейма, порождающая всю систему фреймов.

Демоны - служебные процедуры, носящие не глагольные имена, а существительные, что говорит о стандартности действий, которые они осуществляют. Существительное имя также указывает на терминал, в интересах которого демоны эти действия осуществляют. Процесс конкретизации заданий понимается как поиск на дереве решений посредством активизации разнотипных демонов.

- , -выбранный фрейм ситуации или нет (возможно использование нечеткой меры со). ( -

ния некоторых терминалов, не соответствующих ситуации в соответствии с текущими целями, можно не обращать внимания), конкретизации (производятся актуальные замены заранее заготовленных значений) и управления (передача управле-, ). , -ту начала согласования фрейм уже выбран на основании ожиданий, предваритель-, , , . Межфреймовые сети позволяют находить в случае неуспеха сопоставления других кандидатов и могут иметь вид семантических сетей. Цели используются для , .

- -разному: любой фрейм, стоящий в иерархии выше данного фрейма; универсальный прототип всех фреймов или некоторого класса, группы, системы; фрейм, который в любой построенной иерархии будет старшим и т.д.

Субфрейм может пониматься как часть конкретного фрейма, имеющая смысловую законченность как фрейм с усеченным множеством терминалов или фрейм .

Реализация вывода во фреймовой сети. Итак, во всех трактовках фрейм объединяет в себе иерархическую структуру признаков и множество процедур, обеспечивающих представление некоторой автономной, в достаточной мере, совокупности данных или знаний. Признак, стоящий во фрейме на высшем уровне ие-

, « ». « ».

фрейма и имя слота обычно не несет смысловой нагрузки, однако, например с помощью префиксов и суффиксов, можно выделять общие классы и группы слотов для всех фреймов сети и описать для них свойства полезные при дальнейшей обработке ( , ). - -том в другой фрейм или даже быть его корнем. Процедуры фрейма могут принадлежать как отдельным слотам, так и всему фрейму, несут на себе процедурную часть знаний и обеспечивают активизацию фреймов на всех уровнях порождения данных. Эти свойства позволяют фреймам естественным образом объединяться в сеть. Значения слотов могут принадлежать к различным типам данных, поэтому при означивании очень важно следовать разрешенным типам данных для каждого слота. Указание типов данных можно осуществить с помощью маркеров. При реализации фреймовой модели важна эффективная организация хранения значений слотов. Охарактеризуем процедурные компоненты фреймовой сети. Процедуры означивания занимают верхний уровень в иерархии процедур. Активизация фреймовой сети начинается с запуска на выполнение процедуры означивания корня фрейма, представляющего . -: ; по отношению к фреймовой сети процедурой; внутренней процедурой-демоном «ес-

- » , , ; -ней процедурой-демоном «если-добавлено» фрейма, стоящего в иерархии ниже (повторный запуск). В общем виде структура фрейма-прототипа изображена на рис.1.

Рис.1

Присоединенные процедуры могут выполнять следующие функции: формиро-, , -цесса порождения данных; сообщение пользователю о текущих событиях; диалог с пользователем при отладке фреймовой сети; формирование и выдача управляющих .

Процедуры-демоны типа «если-нужно» вызываются процедурами означивания или осуществляют их повторный запуск. Если процедура означивания должна принадлежать всему фрейму, то процедуры-демоны принадлежат его составным частям ( ). - « - » -ется сообщение другим процедурам о том, что интересующий их атрибут получил конкретное значение, или передача значения этого атрибута другим процедурам. После выполнения процедуры означивания фрейм меняет свое состояние с активного на пассивное, т.е. никаких действий с его слотами производить нельзя, все необходимые значения уже переданы вышестоящим фреймам. Процедуры-демоны типа «если» , доступными другим процедурам.

При проектировании процессов порождения данных инженер по знаниям может пользоваться процедурами из стандартной библиотеки или проектировать собст-

. -

темы, в том числе и с нечеткими значениями атрибутов. Обязательная последовательность выполнения которых показана на рис.2.

структуры структуры

Фрейм Р

'1Е°ве_н_^______________________/тех

структуры

І+1 Тг ч

Слот в _ и

МехЧ

N ч. г “ “ У .,4

І+1 Ф рейм Р I

\ вертикаль (1+1) уровня структуры

0+п) вертикаль (1+1) уровня структуры

Рис.2

Таким образом, авторы представляют вывод во фреймовой сети при помощи процедур означивания и демонов, хотя существуют и другие способы вывода, например, с помощью указателей наследования [2]. Обозначена так же возможность использования в качестве значений слотов нечетких и лингвистических значений, в качестве процедур - мягких вычислений измерений и сопоставлений, в качестве мер близости - нечетких мер.

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК

1. Минский М. Фреймы для представления знаний: Пер. с анг. М.: Энергия, 1979. 15%.

2. X. Уэно, Т.Кояма, Т.Окамомо, Б.Мацуби, М.Исидзука. Представление и использование знаний. М.: Мир, 1989. 220с.

3. Сергеев Н.Е. Фреймовая реализация гибридных моделей принятия решений// Интелек-

. : - , 1992.

4. . . ./ . -

: - , 2000.

УДК 519.68

B.JI. Сахаров

АГЕНТНО-ОРИЕНТИРОВАННЫЙ ПОДХОД К СОЗДАНИЮ СИСТЕМЫ ПОДДЕРЖКИ ДЕЯТЕЛЬНОСТИ ПРИ РАБОТЕ С АВТОМАТИЗИРОВАННЫМИ КОМПЬЮТЕРНЫМИ СИСТЕМАМИ В МЕДИЦИНСКИХ УЧРЕЖДЕНИЯХ

В настоящее время повсеместное внедрение вычислительной техники позволило автоматизировать, и, как следствие, значительно облегчить труд медиков, работающих в разных сферах деятельности медицинских учреждений. К таким видам деятельности можно отнести как работу с распределенными базами данных по ведению электронных историй болезни, статистических отчетов, так и работу с автоматизированными компьютерными диагностическими комплексами. Однако, с ёпоявлением вычислительной техники у пользователей таких систем возникли дополнительные проблемы, которые, в основном, связаны со слабым знанием вычислительной техники и отсутствием опыта работы с программными системами. Та, , -, -ся длительными действиями пользователей по выбору нужных действий. И должно пройти значительное время, пока пользователи привыкают к выполнению действий по работе с программным обеспечением. В итоге автоматизация внедряется очень медленно, и, зачастую, с противодействиями со стороны пользователей.

Для упрощения работы и ускорения обучения программным средствам были разработаны и внедрены различные средства поддержки. Вначале разработчики ограничивались подробным бумажным или электронным описанием принципам работы с системой. Но изучение описаний и поиск в них нужных разделов требовало также достаточно много времени. В дополнение к описаниям стали разрабатываться интерактивные средства, называемые <«елпер» (от англ. help - помощь). Эти средства позволяют, находясь в каком либо окне программы дать текстовые