DEVELOPMENT OF A FRAME MODEL OF KNOWLEDGE REPRESENTATION IN THE SELECTED SUBJECT AREA
DEVELOPMENT OF A FRAME MODEL OF KNOWLEDGE REPRESENTATION IN THE SELECTED SUBJECT AREA
Abstract
In this article, the development of a frame model of knowledge representation in the selected subject area was carried out. The objective of the study is to develop the skill of creating a frame model of knowledge representation. In the course of the work the concepts of frame and frame model were studied and described, the subject area was defined, the frame model for a particular subject area was built, schemes and examples were made. The efficiency of the developed model was analysed and evaluated, and the possibilities of its application in real tasks were discussed. The obtained results confirm the effectiveness of using the frame model of knowledge representation in the chosen subject area and open new perspectives for further research in this field.
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.