ІМІТАЦІЯ РОБОТИ З СЕМАНТИЧНОЮ МЕРЕЖЕЮ ЗАСОБАМИ MICROSOFT ACCESS
МЕТОДИЧНІ ВКАЗІВКИ
до лабораторної роботи № 3
з дисципліни
„Експертні системи та автоматизовані системи навчання ”
для студентів базового напряму „Філологія”
спеціальності „Прикладна лінгвістика”
Затверджено
на засіданні кафедри інформаційних системи та мереж
Протокол №9 від 25.02.15
Імітація роботи з семантичною мережею засобами Microsoft Access: Методичні вказівки до лабораторної роботи № 3 / Укл.: Я.П.Кісь, В.А.Висоцька – Львів: Видавництво Національного університету ”Львівська політехніка”, 2015. – 16 с.
Укладачі
Кісь Я.П, к.т.н., доцент
Висоцька В.А., к.т.н., асистент
Відповідальний за випуск
Литвин В.В., завідувач кафедри ІСМ, д.т.н., професор
Рецензенти
Камінський Р.М., д.т.н., професор
Кравець П.О., к.т.н., доцент
(Для ознайомлення з повним текстом статті необхідно залогінитись)
1 Мета роботи
Навчитись створювати та опрацьовувати мережеві конструкції даних засобами Microsoft Access
Вступ
Звичайні семантичні мережі складаються з вершин, що відповідають об’єктам чи поняттям, а також дуг, що відповідають відношенням, та зв’язують ці вершини. У таких мережах вершини можуть відповідати не тільки об’єктам чи поняттям, але і відношенням, логічним складовим частинам інформації (фактам істинності та хиби), комплексним об’єктам тощо. Усьому, що може розглядатися, як самостійна одиниця, повинна бути співставлена власна вершина. Наприклад, вершини можуть бути співставлені завершеним подіям або ситуаціям. Вершини поділяються на два класи: визначені (в-вершини) та невизначені (н-вершини). Перші відповідають впізнаним об’єктам, виявленим відношенням розпізнаним подіям, ситуаціям. Другі – невпізнаним, невиявленим. Окрім зазначених, вводяться вершини зовсім іншого типу – вершини зв’язку. Вони поєднуються поміченими ребрами (ребрами різних типів) з вершинами, взятими з множини вищезазначених вершин. Фактично, ребра помічаються цифрами, що визначають семантичний відмінок відношення. В результаті утворюється фрагмент, що відповідає елементарній ситуації, тобто об’єктам, що пов’язані відношенням. Такий фрагмент називають елементарним. Елементарний фрагмент можна представити у вигляді павука з поміченими лапками. При цьому тіло такого павука є вершина зв’язку, а лапки – ребра, якими він чіпляється за інші вершини. Номер, або тип лапки, визначає роль, яку грають схоплені ним вершини, у представленій ситуації, тобто або це вершина-об’єкт, вершина-відношення, вершина, що відповідає факту істинності – хиби, або вершина, що відповідає всій елементарній ситуації. Спеціальний поділ перерахованих вершин на множини, що не перетинаються, не виконується. Кожна з них може грати будь-яку роль. Таким чином, ситуація або логічні складові, можуть бути пов’язані своїми відношеннями, відношення також можуть бути об’єктами іншого відношення і т.д. В результаті забезпечуються широкі можливості представлення.
Отже, у таких мережах замість дуг звичайних семантичних мереж використовуються павукоподібні фрагменти, в середині яких знаходяться вершини зв’язку, які відіграють роль розв’язуючих елементів. Вони забезпечують рівнозначність вершин, що відповідають окремим компонентам або одиницям інформації. Всі вони можуть бути пов’язані відношеннями, тобто павукоподібними фрагментами.
Окрім зазначених фрагментів, використовуються засоби ще одного виду, що використовуються для представлення наборів перерахованих об’єктів (множин), для запису знайдених невизначених компонент тощо. Такі засоби мають вигляд пари, де першою компонентою є н-вершина, що відповідає невизначеній компоненті, а другою – множина конкретизуючих в-вершин, що відповідають знайденим компонентам. Подібна множина називається значеннями н-вершин, а сама пара – з-мережою.
Обробка системних знань базується на принципі накладення мереж, послідовному співставленні їх фрагментів. Процедура такого співставлення визначається графами, тобто операціями, що вони задають. В результаті знаходяться невизначені компоненти інформації. На відміну від звичайного співставлення таблиць або зразків (фреймів) при накладенні мереж використовується більш складний підхід – окільний. Для пошуку невизначених компонент використовують їх околи. При цьому доводиться постійно шукати співставлювані компоненти, обирати напрям пошуку. Все це робить процедуру накладання достатньо складною, проте і більш універсальною.
Зазначені принципи було покладено у основу механізмів, що забезпечують обробку інформації, реалізацію різних видів діяльності. Обробка у багатьох випадках зводиться до формування графів та виконання операцій, що задаються графами. Таким чином забезпечується вирішення двох основних задач – конкретизації та перетворення. Перша задача полягає у знаходженні невизначених складових вхідної інформації, у виконанні різноманітних перевірок, а друга задача – у перетворенні інформації. Перетворення керується за допомогою спеціальних засобів, що називаються мережними продукціями. Такі засоби можна вважати певним різновидом графів, які задають спеціальні операції пошуку мереж визначених конструкцій, їх вилучення та заміни на інші мережі. За допомогою таких продукцій представляються різні визначення, а також деякі види умовних речень.
Речення Якщо є риба, то вона вміє плавати представляється за допомогою продукції, де у лівій частині представлена належність до класу риб, а у правій – властивість вміти плавати. Така продукція може бути застосована до будь-якої вхідної інформації. І якщо в ній мова піде про яких-небудь риб, то буде додано їх властивість – вміння плавати.
Таким чином, мережні продукції – це певні “розширені” правила підстановки, додавання, що мають вид мереж та виконуються над мережами. При цьому в продукціях (за допомогою н-вершин) можуть бути зазначені місця довільного заповнення.
2 Представлення знань предметної області за допомогою семантичних мереж
Поняття семантичні мережі основане на давній і дуже простій ідеї про те, що пам’ять формується через асоціації між поняттями. Поняття “асоціативна пам’ять” з’явилося ще в часи Аристотеля і увійшло в інформатику у зв’язку із працями по дослідженню простих асоціацій для представлення значення слів в базі даних. З тих пір цей формалізм був всебічно розвинутий для представлення багатьох класів даних, які використовуються в різноманітних предметних областях. До таких областей відносяться просторові зв’язки в простих фізичних системах, операції по керуванню механізмами, причинні та функціональні зв’язки в приборах і взаємозв’язки між симптомами в медицині.
Базовим функціональним елементом семантичної мережі слугує структура із двох компонентів – “вузлів” і зв’язуючих їх “дуг”. Кожний вузол представляє деяке поняття, а дуга – відношення між парами понять. Можна рахувати, що кожна із таких пар відношень представляє простий факт. Вузли помічаються ім’ям відповідного відношення. Рис.10, наприклад, представляє факт
“Сміт працює у виробничому відділі”.
Відмітимо, що дуга має напрямок, завдяки чому між поняттями в рамках визначеного факту виражається відношення “суб’єкт/об’єкт”. Більш того, любий із вузлів може бути з’єднаний із любим числом інших вузлів; в результаті цього забезпечується формування мережі фактів. З позиції логіки базову структуру семантичної мережі можна розглянути в якості еквівалента предиката з двома аргументами (бінарний предикат); ці два аргументу представляються двома вузлами, а сам предикат – дугою з напрямком, що пов’язує ці вузли. При розумному виборі позначень відношень можна виразити дуже складні сукупності фактів. При розробці представлення у вигляді семантичної мережі особливу практичну зацікавленість має зв’язок виду “є” , що відображує належність до деякого класу об’єктів. Представлений на рис.11 мережевий елемент, наприклад, виражає, що
“Сміт є членом класу керівників”
чи, просто говорячи,
“Сміт є керівником”
До інших видів зв’язків, що знайшли конкретне застосування для відображення загальних представлень про об’єкт (який представляється іменниками чи фразами із них), відноситься зв’язок “має”, що вказує на те, що одне поняття представляє частину іншого, а також зв’язок “є”, який вказує на те, що одне поняття слугує атрибутом іншого. Користуючись подібними відношеннями, можна представляти складні сукупності фактів. Рис.12. ілюструє одне із можливих представлень фактів, які відносяться до службовця “Сміт”. В число таких фактів увійшли :
“Сміт є керівником”
“Сміт працює у виробничому відділі, що знаходиться в будівлі 1”
“Сміту 25 років”
“У Сміта блакитні очі”
(Для продовження ознайомлення з повним текстом методички необхідно залогінитись та завантажити вкладення)