Представление и использование знаний об объектах

объекта.

2. Концептуальная схема предметной области - множество типов,

снабженное некоторой структурой. Структура на множестве типов задается

множеством отношений и операций, определенными на множестве типов.

Обозначим ( конечные множества объектов предметной области.

Для некоторого момента времени t можно выделить множество объектов типа

((1)obt и ((2)obt, имеющих определенные соотношения, например:

((1)obt ( ((2)obt

((1)obt ( ((2)obt = 0

Если такие соотношения являются устойчивыми (не меняются во времени),

то эти свойства состояния семантической предметной области.

Соотношения:

1. Родовидовое отношение SUP

(1 sup (2 - (1 является подтипом (2 ((вид) является подтипом (род))

Это соотношение задается между типами объектов. Оно верно, если

( t ((1)obt ( ((2)obt

Эти отношения принято задавать графически. Типы объектов представляются

вершинами, а отношения между ними - ребрами.

Например:

sup Помещение sup

Учебное Служебное

помещение помещение

sup sup sup

sup

аудитория лаборатория помещение

помещение

кафедры

деканата

рис.5

Следующая диаграмма описывает набор базовых типов объектов для любой

концептуальной модели (См. рис. 6).

Объект

sup sup

Неопределенный Определенный

объект sup объект

sup

Материальный Нематериальный

объект объект

sup sup sup sup

sup

имя время понятие ситуация

пространство

sup

sup

статическая

динамическая

sup

sup

пост. сит. сост.

sup

sup

рис.6 уст. сост.

врем. сост.

Тип объекта является общим для всех предметных областей.

2. Отношение частичного порядка PART OF. Модель времени строится на

основании конечного множества типов временных интервалов, на которых

определено отношение PART OF.

(i PART OF (j

явл. частью

Каждый интервал типа (i является частью одназначно определенного

интервала (j.

Время

sup sup

год неделя

PART OF PART OF

месяц

PART OF

сутки

PART OF

час

PART OF

минута

PART OF

секунда

рис. 7

Модель пространства строится на конкретном множестве, так же, как и

времени, но по отношению к части окрестности.

(См. рис.8)

пространство

sup

sup

страна

континент

PART OF

PART OF

область регион

PART OF PART OF

населенный

пункт

PART OF PART OF

город деревня

рис.8

3. Отношение принадлежности ISA

Иванов А.И. ISA студент

связывает имя объекта с его типом

4. Отношение INSTANCE OF (INS)

Иванов INS АИ-1-93

отношение может быть задано как на

множестве имен, так и типов

name (O1) INS name (O2)

Если (1 INS (,

(2 INS (,

..........

(n INS (, то объект типа ( может состоять из объектов

типов (1,(2...(n, причем объект типа ( может

включать

несколько объектов данных типов.

Это отношение (INS) применяется для множества дискретных объектов,

PART OF - непрерывных.

студент INS группа студентов

лаборатория

INS

INS

INS

сотрудники помещение

оборудование

лаборатории лаборатории

лаборатории

рис.9

Свойства этих отношений

1. PART OF и SUP обладают свойством транзитивности:

(1 SUP (2 ; (2 SUP (3

(1 SUP (3

доцент SUP SUP сотрудник

преподаватель

рис.10

доцент SUP преподаватель ; преподаватель SUP сотрудник

доцент SUP сотрудник

Для отношения INS это свойство не выполняется:

2. (1 INS (2 ; (2 INS (3 ; (n-1 INS (n В графе отношения

INS нет

неверно, что (n INS (1

циклов

3. (1 SUP (2 ; (2 INS (3

(1 INS (3

лаборант SUP сотрудник лаборатории ; сотрудник лаборатории INS

лаборатория

лаборант INS лаборатория

лаборатория

INS

сотрудник INS

SUP

лаборант

рис.11

4. name (O) ISA (1 ; (1 SUP (2

name (O) ISA (2

Москва ISA город ; город SUP населенный пункт

Москва ISA населенный пункт

Представление типов объектов

Конечное множество троек вида ((, ni, (i);

где (, (i - типы объектов,

ni - имя атрибута,

(Атрибуты - характеристики объектов или роли, которые они играют в

определенных ситуациях) i=1,..., к,

ni(nj, если i(j, называется представлением типа (, если в

каждый момент времени ni: (обt ( ((i)обt,

(ni - отображ. мн-во объектов типа ( на мн-во объектов типа (1)

причем разным объектам О1 и О2 типа ( соответствуют разные картежи

значений функций ni

{n1t(O1), n2t (O1,..., nkt(O1)}

{n1t(O2), n2t(O2,...,nkt(O2)},

последнее условие называется условием различимости объектов.

В качестве примера рассмотрим объект типа автомобиль:

( ni (i

(автомобиль, марка, марка автомобиля)

(автомобиль, номер, номер автомобиля)

(автомобиль, цвет, цвет автомобиля)

автомобиль(москвич, МКА-21-17, белый)

автомобиль(жигули, МВА-11-25, красный)

Композиционный тип объектов

(ni , (i) COMPONENT OF (

COMPONENT OF означает, что объект типа (i является компонентой объекта

типа (.

дата

COMPONENT OF

COMPONENT OF COMPONENT OF

год n1 число n3

месяц n2

год (1 число (3

месяц (2

рис.12

Пример композиционного объекта:

Ситуация "находится" (нах. человек в опред. помещении опред. время)

|( находится |

|n1 участник ситуации |n2 место ситуации |n3 время ситуации |

|(1 человек |(2 помещение |(3 время |

|sup |sup | дата |момент сит.|

|sup |sup |ситуац. | |

|учащиеся |сотрудники |аудитория |лаборатор. | дата | момент |

| | ins |чис|мес|год|час |минут|

| |ins |ло |яц | |ситуа|а |

| | |сит|сит|сит|ции |ситуа|

| | |. |. |. | |ции |

| | оборудование |чис|мес|год|час |минут|

| | |ло |яц | | |а |

Шаблонные высказывания

человек . . . находится в помещении . . . во время . . .

сотрудник . . . находится в аудитории . . . в . . . часов . . . минут .

. .

. . . число . . . месяц . . . год

В шаблонные высказывания могут быть поставлены имена конкретных

объектов.

Минимальное представление

Представление ((, ni, (i) называют минимальным, если при

удалении ( из этих троек, оставшееся множество троек перестает быть

представлением данного типа объектов.

Пример:

( - аренда

(1 - объект аренды

(2 - арендатор

(3 - арендодатель

(4 - срок аренды

(5 - стоимость аренды

Функциональная зависимость

Предположим, задано представление

i=1...k

X={(i1, ..., (ip}

Y={(j1, ..., (js}

Говорят, что компоненты Y функционально зависят от компонент X, если в

любой момент времени t для любых двух объектов О1, О2 ( (обt из равенств:

ni1t(O1) = ni1t(O2)

. . .

nipt(O1) = nipt(O2),

следуют равенства:

nj1t(O1) = nj1t(O2)

. . .

njst(O1) = njst(O2)

Пример: X={(4, (5, (6} Y={(1, (2,(3}

|( Лекция |

|лектор |слушатель |предмет |место |день недели|время |

| | |лекции | | |начала |

|преподавате|группа |предмет |аудитория |дата | |

|ль | | | | | |

(1 (2 (3

(4 (5 (6

min представление

Операции над типами объектов

Позволяют получать из существующих типов новые типы.

1. Могут быть заданы операции объединения ((1((2), пересечения

((1((2), разбиения и др.

Если i=1,...,k, то тип ( (i состоит из тех и только

объектов, которые могут быть элементами объектов типа (.

Если ((i SUP (), то равенство (=((i означает, что список

подтипов (i является исчерпывающим для объектов типа (.

Примера :

объект = человек ( помещение ( оборудование

человек(помещение = человек(оборудование=

= помещение(оборудование = 0

2. Операция разбиения типов объектов на классы эквивалентных объектов.

(человек, пол человека, пол)

( n1 (1

пол = {муж, жен}

(2 = муж

(3 = жен

Типы (2 и (3 являются результатом разбиения типа человек по типу пол

((/(1)

|( Знание иностранного языка |

|n1 знающий |n2 предмет знания |

|(1 человек |(2 иностранный язык |

Новые объекты - группы людей, знающих некоторый язык определяются в

результате разбиения (1/((2,()

Представление знаний об отношениях между типами

ER - модели

ER - диаграммы

(Entity Relationship Diagram)

П. Чен - 1983 год.

1. сущности (типы объектов)

2. связи (типы отношений)

3. свойства сущностей и связей

(атрибут (характеристики, роли))

1) Е1, Е2, ..., Еn

преподаватель

2) R1, R2, ...,Rn

занятие

кафедра работает преподаватель

нагрузка

группа занятие

предмет

обучение факультет

изучение

курс специальность

рис.13

3. Свойства (атрибуты)

Ei, Ri - соответствующие области знаний

имя - имя области знаний

На дуге подписываются соответствующие свойства.

имя

название

кафедра

имя имя имя

фамилия имя отчество

преподаватель

рис.14

код

имя группа

группы

рис.15

название имя

предмет

объем

натуральное число

рис. 16

натуральное

лекция число

нагрузка

лабораторная натуральное

число

рис. 17

шифр специальность

код

рис.18

Часто в виде связи выступает прямое дополнение.

В виде свойств обычно представляются время и место ситуации.

занятие

место

начало

помещение день недели время

рис.19

Часто свойства вводятся с помощью слова "иметь"

код

группа код

группы

рис.20

преподаватель

обучение учебн. студент

процесс

рис. 21

учебный

процесс

контроль

административный

персонал

рис. 22

"Учебный процесс" - является и сущностью и связью.

преподаватель

курс обучение учебный

студент

процесс

факультет специальность контроль

административный

персонал

рис. 23

Часть предложения, которая являются придаточным, рассматривается как

сущность более высокого уровня абстракции.

распределение

заведующ. решает

преподаватель

кафедрой

группа

занятие

предмет

рис. 24

Концептуальная схема позволяет представить различные иерархические

связи между объектами. Классический пример - классификация животных.

(См. ниже рис. 25)

животные

простейшие . . . губки . . . хордовые

. . . . . .

оболочники . . . бесчерепные . . .

позвоночные

. . . .

. . . . . . . .

рис. 25. Иерархическая таксономическая

структура

Таксон - группа дискретных объектов, связанных некоторой степенью

общности свойств. Набор свойств должен быть необходимым и достаточным для

того, чтобы таксон занимал единственное место в структуре и не пересекался

с другими таксонами.

При декларации таксона указывается таксон верхнего уровня и свойства,

которые отличают данный таксон от других таксонов.

Таксономические категории -

{тип - подтип - класс - отряд - род - вид}

Обычно с типом объекта нижнего уровня связывают конкретные факты.

Страницы: 1, 2, 3