Сетевые модели (СМ) возникли в 60-х годах XX в. Они являются методом представления знаний посредством узлов, соответствующих объектам, концепциям или событиям, связанных дугами, которые описывают отношения между узлами [7,8]. Дуги могут быть определены разными методами в зависимости от вида представляемых знаний, например, дуги, используемые для представления иерархии, включают дуги типа isa (является) и has-part (имеет часть). Элементы более низкого уровня в сети могут наследовать свойства элементов более высокого уровня, что позволяет экономить память.
В общем виде отметим, что в основе СМ лежит семантическая сеть вида
< I, C1, C2,..., Cn, Г>,
где I - множество информационных единиц;
C1, C2,..., Cn - множество типов связей между информационными единицами;
Г - отображение, которое задает связи между информационными единицами из I из заданного набора типов связей.
Отношения между вершинами сети несут смысловую нагрузку. Если вершины сети не имеют собственной внутренней структуры, то такие сети называются простыми сетями. Если вершины обладают некоторой структурой, то такие сети называют иерархическими. Сегодня в основном используются иерархические сети. Одно из основных отличий иерархических семантических сетей от простых семантических сетей состоит в возможности разделить сеть на подсети (пространства) и устанавливать отношения не только между вершинами, но и между подсетями. Все вершины и дуги являются элементами, по крайней мере, одного пространства.
Использование СМ дает наилучший эффект для представления знаний о предметной области с хорошо установленной таксономией с целью упрощения поиска решения задачи.
Первые задачи, которые были решены с помощью сетевых моделей, относятся к задачам классификации, проблемам наследования в психологии. Однако лучше всего они зарекомендовали себя для анализа и синтеза грамматических конструкций естественного языка, в т.ч. для машинного перевода.
Типовая грамматическая структура имеет центром действие (ГЛАГОЛ)! (в индо-европейских языках). Рассмотрим следующее предложение.
СОБАКА ЖАДНО ЕСТ КОСТЬ:
ЕСТЬ:
СОБАКА (агент)
КОСТЬ (объект)
ЖАДНОСТЬ
Утверждения, ссылающиеся на ситуации, в т.ч. с помощью точек зрения, будут называться референциальными (ЗНАЕТ, СКАЗАЛ, МОЖЕТ, НРАВИТСЯ…)
По типам связей сети бывают:
• Классифицирующие (отношения структуризации)
• Функциональные (функциональные отношения – описывающие вычисление одних отношений через другие)
• Сценарии (каузальные отношения)
Если допускаются различные отношения, то это семантическая сеть
Построим семантическую сеть для следующего предложения:
Волга впадает в Каспийское море, но Алексей считает, что это не так. он считает, что Волга впадает в Черное море, что неверно.
 |
Рис.1 Семантическая сеть предложения
Утверждения точек зрения имеют тип vpt
t-val – абсолютно истинный статус (точка зрения природы на состояние модели).
Для того, чтобы семантическая сеть была способна анализировать и производить новые знания, ее необходимо дополнить новыми смысловыми единицами, понятными любому грамотному человеку, но не ясными для семантической сети, например, дать понятия «Волга», «Черное море», «Каспийское море».
Задание для самостоятельного выполнения:
Составить семантическую сеть для высказываний, приведенной в вариантах задания.
1. определить объекты (вершины сети)
2. свойства объектов
3. связи (типы связей, значения)
4. построить графическую модель семантической сети
Варианты заданий:
1. «Олег явился домой около часа ночи. Он терпеть не может музыку, отчаянно скучает на любом спектакле, а в кино, пользуясь темнотой, засыпает. Он трудоголик, целый день и ночь проводящий на службе… Мне (Виоле) хотелось романтики, совместных ужинов, кофе в постель, милых подарочков, походов, ладно, не в театр, так хоть в супермаркет за продуктами или в магазин за тряпками»
Д. Донцова «Главбух и полцарства в придачу»
2. Утреннюю гимнастику я не делаю, честно говоря, обожаю поспать часиков до 11, если бы не Лиза и Кирюша, которым нужно попасть в школу к первому уроку, то дрыхла бы до обеда. Ледяная вода вызывает у меня дрожь. Я ни за что не полезу в море при температуре воды меньше 25 градусов по Цельсию. Я отвратительно безграмотна во всем, что связано с математикой, физикой, химией, географией. Бег с сумками наперевес по лестнице тоже не является моим хобби.
Д.Донцова «Обед у людоеда»
3. Меня зовут Иван. К простому мужицкому имени прилагается звучная фамилия Подушкин. Род мой известен издавна. Бояре Подушкины были одними из тех, кто возводил на трон Михаила Романова. Поколения Подушкиных верно служили цаю и отечеству, больших чинов не имели, но пользовались уважением и были стабильно богаты. В 1917 году весь род сгинул в пучине революции. Чудом выжил только мой отец, которому еще не исполнилось и 3 года.
Д.Донцова «Букет прекрасных дам»
4. Живем мы в собственном двухэтажном доме возле кольцевой дороги. Вместе с нами обитают 5 собак: питбуль Банди, ротвейлер Снап, английский мопс Хуч, йоркширский терьер Жюли и пудель Черри. Начиналась коллекция псов с пита и ротвейлера. Их купили для охраны. Но, увы, ничего не вышло. И Банди, и Снап - самозабвенные обжоры. Пасти страшных охранников вечно заняты какой-нибудь вкуснятиной. Поэтому любой, предлагающий лакомство, автоматически становится другом, а едят они все: сыр, творог, яйца, печенье, суп, оладьи, чипсы, соленые огурцы и орехи.
Д.Донцова «Эта горькая сладкая месть»
5. Надя говорила, что Богдан раз в месяц обязательно ездит в командировки, закупает медицинскую аппаратуру, повышает свой профессиональный уровень на семинарах, часто зарубежных. Ему приходило много приглашений. Надя никогда с ним не летала, панически боялась самолетов, сесть в железную птицу для нее было равно огромному стрессу, вот милейший Богдан и мотался один.
Д.Донцова «Хождение по мухой»
6. Когда графиня бывала в настроении и выходила к столу, кормили изысканно – блюдами, доставленными из французского ресторана «Эртель». Если же Адди с утра хандрила у себя в будуаре или отправлялась развеяться по галантерейным и парфюмерным магазинам, власть в столовой захватывал Маса, и тут выходил совсем иной коленкор. Из японско-китайской лавки, что на Петровских линиях, фандоринский камердинер приносил пресного рису, маринованной редьки, хрустящих, похожих на бумагу, водорослей и сладкой жареной рыбы. Надворный советник поедал всю эту отраву с видимым удовольствием, Анисию же Маса выдавал свежий бублик и колбасу.
Б.Акунин «Пиковый валет»
7. Андрей Семенович Лебезятников развлекал прогрессивным разговором своего временного жильца, того самого Петра Петровича Лужина. Приехав в Петербург и пока еще не обставив собственного гнездышка, Петр Петрович из видов экономии поселился у своего младшего товарища и подопечного, при котором в не столь давние времена состоял опекуном и поэтому чувствовал себя вправе обременить.
Лебезятников (худосочный и золотушный человечек малого роста, где-то служивший и до странности белокурый, с бакенбардами, которыми он очень гордился) с азартом пересказывал Петру Петровичу одну из самых новых теорий общественного устройства…
Б.Акунин «ФМ».
8. Я, нижеподписавшийся, подпоручик Федор Михайлович Достоевский, заключил настоящее Условие с купцом Федором Тимофеевичем Стелловским в том, что Достоевский собственное свое сочинение под заглавием «Теорийка» продал ему, Стелловскому, за аванс в 175 риксталлеров с последующей по издании уплатою в 7000 рублей серебром на вечное время с переходом прав издания и всех прочих прав к наследникам Стелловского.
Б.Акунин «ФМ».
9. Во главе стола сидела Лика, на ней было белое платье и белая фата, прикрепленная к голове с помощью венка из искусственных цветов. Новым супругом был худощавый дядька с красным лицом и шеей. То ли у молодого были проблемы с давлением, то ли ему просто душно в костюме и рубашке с галстуком.
Д. Донцова «Уха из золотой рыбки».
Лабораторная работа 2
Классифицирующие сети
Классифицирующие сети используют таксономическую иерархию – иерархию абстрактных понятий, имеющих структуру дерева, корень является наиболее общим понятием (например, биологическая классификация Карла Линнея 1735 г.)
Рис.2 Пример классифицирующей сети
Рассмотрим примеры отношений в классифицирующей сети.
ISA (is a) – отношение классификации (Member of), например, ВСЕ ЗАЙЦЫСУТЬ МЛЕКОПИТАЮЩИЕ. МУРКА is a КОШКА. Свойства объекта наследуются от множества.
AKO (a kind of) - разновидность – отношение между множеством и подмножеством. Элемент подмножества – гипоним, отношение называется отношением гипонимии.
Отношение определяет, что каждый элемент первого множества входит и во второе, а также логическую связь между самими подмножествами: что первое не больше второго и свойства первого множества наследуются вторым
HasPart - отношение части объекта (отношение меронимии). Мероним – объект, являющийся частью другого. Холоним - объект, включающий в себя другое. Например, КОМПЬЮТЕР – холоним для монитора.
Задание для самостоятельного выполнения:
Составить классифицирующую сеть по вариантам задания для определения принадлежности индивида к определенному классу или виду по вариантам задания.
1. Классификация грибов
2. Классификация членистоногих
3. Классификация грызунов
4. Классификация сумчатых
5. Классификация пресмыкающихся
6. Классификация цветковых растений
7. Классификация протистов (простейшие микроорганизмы)
8. Классификация отряда хищников
Лабораторная работа 3