РАЗРАБОТКА фреймовой модели представления знаний в выбранной предметной области
РАЗРАБОТКА фреймовой модели представления знаний в выбранной предметной области
Аннотация
В данной статье была проведена разработка фреймовой модели представления знаний в выбранной предметной области. Целью исследования является развитие умения создания фреймовой модели представления знаний. В ходе работы были изучены и описаны понятия фрейма и фреймовой модели, определена предметная область, была построена фреймовая модель для конкретной предметной области, составлены схемы и примеры. Были проведены анализ и оценка эффективности разработанной модели, а также рассмотрены возможности ее применения в реальных задачах. Полученные результаты подтверждают эффективность использования фреймовой модели представления знаний в выбранной предметной области и открывают новые перспективы для дальнейших исследований в этой области.
1. Введение
Фреймовая модель представления знаний – это концептуальная модель, которая используется для организации и представления знаний в компьютерных системах. Она основана на идее использования «фреймов» – структур, которые содержат информацию о конкретных объектах, событиях или понятиях .
Фреймы представляют собой структурированные наборы атрибутов и свойств, которые описывают характеристики объекта или концепции. Каждый фрейм может содержать слоты (поля), которые хранят значения для определенных атрибутов. Например, фрейм «автомобиль» может содержать слоты для марки, модели, цвета, года выпуска и т.д. .
Фреймовая модель позволяет организовывать знания в иерархическую структуру, где более общие фреймы могут наследовать свойства от более специфических фреймов. Это позволяет эффективно описывать и классифицировать объекты и концепции .
2. Основные результаты
Для разработки фреймовой модели важно определить абстрактные объекты и понятия предметной области, которые необходимы для решения поставленной задачи. Затем эти объекты и понятия оформляются в виде фреймов-прототипов. Кроме того, необходимо определить слоты фреймов, которые будут содержать значения, важные для решаемой задачи .
Для демонстрации применения фреймовой модели представления знаний рассмотрим предметную область «Сайт общежития». В данной предметной области основными понятиями являются сайт, пользователь, проживающий и администратор. Для определения этих понятий создадим соответствующие фреймы-прототипы . Схема представленных фреймов представлена в таблицах 1 и 2.
Таблица 1 - Фрейм прототипа-образца «Общежитие»
Общежитие | |||
Имя слота | Значение слота | Способ получения значения | Демон |
Номер общежития |
| Из внешних источников |
|
Адрес общежития |
| Из внешних источников |
|
Контактная информация гор. тел. |
| Из внешних источников |
|
Контактная информация Email |
| Из внешних источников |
|
Количество мест |
| Из внешних источников |
|
Таблица 2 - Фрейм прототипа-образца «Пользователь»
Пользователь | |||
Имя слота | Значение слота | Способ получения значения | Демон |
Логин |
| Из внешних источников |
|
Пароль |
| Из внешних источников |
|
Пол | Мужской/женский | Из внешних источников |
|
ФИО |
| Из внешних источников |
|
Контактная информация |
| Из внешних источников |
|
Дата рождения |
| Из внешних источников |
|
Возраст | От 15 до 141 | Вычисление по формуле |
|
Для более точного учета различных ситуаций, связанных с пользователями, добавим в модель фреймы-наследники, которые будут содержать специфические характеристики для каждого типа пользователя. Например, для фрейма «Пользователь» было выявлено два фрейма-наследника, такие как «Проживающий» и «Администратор». Фрейм «Проживающий» будет содержать информацию о студентах, проживающих в общежитии, а фрейм «Администратор» — о тех, кто контролирует работу общежития . Схема фреймов-наследников представлены в таблицах 3 и 4.
Таблица 3 - Фрейм прототипа-роли «Администратор»
Администратор | |||
Имя слота | Значение слота | Способ получения значения | Демон |
Должность |
| Из внешних источников |
|
График работы |
| Из внешних источников |
|
Дата устройства |
| Из внешних источников |
|
Место работы |
| Из внешних источников |
|
Таблица 4 - Фрейм прототипа-роли «Проживающий»
Проживающий | |||
Имя слота | Значение слота | Способ получения значения | Демон |
Секция |
| Из внешних источников |
|
Комната |
| Из внешних источников |
|
Дата поселения |
| Из внешних источников |
|
Дата выселения |
| Из внешних источников |
|
Институт/факультет |
| Из внешних источников |
|
Группа |
| Из внешних источников |
|
Гражданство |
| Из внешних источников |
|
Примечания |
| Из внешних источников |
|
Фреймы-образцы представляют конкретные ситуации и содержат информацию о студентах, проживающих в общежитии. Так, фрейм-образец «Студент Иванов Иван» будет содержать информацию о студенте с соответствующими характеристиками. Аналогично, фрейм-образец «Сотрудник Иванова Ирина» будет содержать информацию о сотруднике общежития. Также был представлен фрейм «Общежитие №1» . Схема представленных фреймов представлена в таблицах 5, 6 и 7.
Таблица 5 - Фрейм-образец студента Иванова Ивана
Студент: Иванов Иван Иванович | |||
Имя слота | Значение слота | Способ получения значения | Демон |
Логин | Ivanov1132 | Из внешних источников |
|
Пароль | 1234567890 | Из внешних источников |
|
Пол | Мужской | Из внешних источников |
|
ФИО | Иванов Иван Иванович | Из внешних источников |
|
Контактная информация | +79208745632 | Из внешних источников |
|
Дата рождения | 25.01.2003 | Из внешних источников |
|
Возраст | 20 | Вычисление по формуле | Если 18, то уведомить |
Общежитие | 1 | Из внешних источников |
|
Секция | 4-4 | Из внешних источников |
|
Комната | 1 | Из внешних источников |
|
Дата поселения | 08.08.2023 | Из внешних источников |
|
Дата выселения | - | Из внешних источников |
|
Институт/факультет | ИИцТ/Прикладная информатика | Из внешних источников |
|
Группа | 12002005 | Из внешних источников |
|
Гражданство | РФ, Белгород | Из внешних источников |
|
Примечания | - | Из внешних источников |
|
Таблица 6 - Фрейм образец сотрудника Иванова Ирина
Сотрудник: Иванова Ирина Ивановна | |||
Имя слота | Значение слота | Способ получения значения | Демон |
Логин | Ivanova1451 | Из внешних источников |
|
Пароль | 123456789 | Из внешних источников |
|
Пол | Женский | Из внешних источников |
|
ФИО | Иванова Ирина Ивановна | Из внешних источников |
|
Контактная информация | +79208745632 | Из внешних источников |
|
Возраст | 45 | Из внешних источников |
|
Должность | Заведующая Общежитием 1 | Из внешних источников |
|
График работы | пн-пт, 8:00-20:00 | Из внешних источников |
|
Дата устройства | 01.01.2010 | Из внешних источников |
|
Место работы | Каб. 2 общежития №1 | Из внешних источников |
|
Таблица 7 - Фрейм образец общежития №1
Общежитие №1 | |||
Имя слота | Значение слота | Способ получения значения | Демон |
Номер общежития | 1 | Из внешних источников |
|
Адрес общежития | г. Белгород, ул. Пушкина, д. 1 | Из внешних источников |
|
Контактная информация гор. тел. | 231542 | Из внешних источников |
|
Контактная информация Email | obshejitie1@mail.ru | Из внешних источников |
|
Количество мест | 1400 | Из внешних источников |
|
Для наглядности и вариативности работы системы были добавлены также фреймы «Документ» и фрейм-наследник от него «Документ для иностранного гражданина» . Схема фреймов представлена в таблицах 8 и 9.
Таблица 8 - Фрейм документ
Документы | |||
Имя слота | Значение слота | Способ получения значения | Демон |
Анализ крови |
| Из внешних источников |
|
Флюорография |
| Из внешних источников |
|
Регистрация | Да/нет | Из внешних источников |
|
Таблица 9 - Фрейм-наследник «Документы для поселения для иностранца»
Документы для поселения для иностранца | |||
Имя слота | Значение слота | Способ получения значения | Демон |
Анализ крови |
| Из внешних источников |
|
Флюорография |
| Из внешних источников |
|
Полное мед. обследование |
| Из внешних источников |
|
Регистрация | Да/нет | Из внешних источников |
|
Дактокарта | Да/нет | Из внешних источников |
|
3. Разработка фрейм-ситуаций
Фрейм-ситуация в фреймовой модели представления знаний представляет собой специальный тип фрейма, который описывает конкретную ситуацию или событие. Он используется для представления информации о конкретных ситуациях, которые могут возникать в контексте системы или предметной области. Фрейм-ситуации позволяют системе организовывать и управлять информацией о различных событиях и ситуациях, а также использовать эту информацию для принятия решений и выполнения задач. Они помогают моделировать и представлять реальные ситуации, что делает фреймовую модель более гибкой и адаптивной к различным контекстам и сценариям .
Для более детального описания возможных ситуаций в предметной области «Сайт общежития», создадим фрейм-ситуации. Фрейм-ситуация «Поселение» будет описывать процесс поселения студентов в общежитие, а фрейм-ситуация «Выселение» — процесс выселения студентов. Схема представленных выше фреймов представлена в таблицах 10 и 11.
Таблица 10 - Фрейм-ситуация «Поселение»
Поселение | |||
Имя слота | Значение слота | Способ получения значения | Демон |
Проживающий | Фрейм-образец | Из внешних источников | IF-ADDED (изменяет слот «Перечень документов») |
Сотрудник | Фрейм-образец | Присоединённая процедура |
|
Перечень документов |
| Из внешних источников | Взять значение «Гражданство» фрейма Проживающий |
Подтверждение оплаты |
| Из внешних источников | IF-ADDED (изменяет слот «Занесение в документы») |
Занесение в документы |
|
|
|
Таблица 11 - Фрейм-ситуация «Выселение»
Выселение | |||
Имя слота | Значение слота | Способ получения значения | Демон |
Проживающий | Фрейм-образец | Из внешних источников | IF-ADDED (изменяет слот «Перечень документов») |
Сотрудник | Фрейм-образец | Присоединённая процедура |
|
Перечень документов |
| Из внешних источников |
|
Результат проверки комнаты |
| Из внешних источников | IF-ADDED (изменяет слот «Занесение в документы») |
Документ о поселении | Фрейм-образец | Присоединённая процедура |
|
Документ о выселении |
| Из внешних источников |
|
Ситуации могут возникать после наступления определенных событий или выполнения определенных условий. Для отображения динамики предметной области в фреймах-сценариях можно использовать графическую схему, представленную на рисунке 1 .
Рисунок 1 - Схема фреймов для предметной области «Посещение сайта общежития»
4. Заключение
В данной статье были изучены основные принципы разработки фреймовой модели представления знаний в выбранной предметной области «Сайт общежития». Полученные навыки и модели могут быть применены в реальных задачах и предметных областях.