RAMOVI ZNANJA

8.1. OPTE O RAMOVIMA ZNANJARazvoj semantikih mrea doveo je do nastanka posebne logike strukture,

koja je nazvana ramovi znanja. Ramovi znanja (FRAMES) su kompletne i

zaokruene logike strukture, nalik na klase u objektno orijentisanom

programiranju, koje vezuje jedinstvo vremena, radnje i objekta, slino scenskim

prikazima. Predstavljaju pogodno sredstvo za prikazivanje podataka i relacija.

Svaki ram znanja sainjava nekoliko tipova informacija. Neke od tih informacija

prikazuju kako se ram znanja koristi, dok druge govore ta treba da se desi ili

ta raditi ako oekivanja nisu zadovoljena.

Takoe, za ramove znanja se moe rei da predstavljaju kolekcije informacija

i pravila koja se tiu datog objekta, situacije ili koncepta. Svaki ram znanja sadri

vei broj informacija, a baza znanja se sastoji od veeg broja ramova. Neki ramovi

se stalno uvaju u bazi znanja, dok se neki dinamiki pojavljuju i nestaju tokom

procesa reavanja problema.

Ram znanja je mrea vorova i relacija organizovanih hijerarhijski, gdje

vorovi na vrhu predstavljaju uoptene koncepte (objekte), a nii vorovi specifine

delove tih koncepata.

Strukturno, svaki ram znanja se sastoji od dva dela i to:

imena rama, i

liste parova atribut - vrednost.

Vizuelno, ram se esto predstavlja kao imenovana kolekcija atributa(SLOTS), koji predstavljaju atribute, i njihovih sadraja (FILLERS), koji nose

informacije o datim objektima rama. Na ovaj nain je objekat povezan sa skupom

injenica, pravila, procedura, podrazumevanih (DEFAULT) vrednosti, uputstava,

koji ga u potpunosti odreuju.

Samo ime "ram znanja" naglaava da se ovom konstrukcijom eli ograditi,

uramiti deo znanja iz opteg univerzuma znanja, odnosno grupisati injenice i

pravila koja su bitna za razmatranu oblast.

8.2. PREDSTAVLJANJE ZNANJA RAMOVIMA ZNANJAZa predstavljanje znanja postoje dva komplementarna pristupa:

proceduralni pristup deskriptivni pristup predstavljanju znanja semantiki epizodni

Proceduralna predstava sadri znanje o nekom objektu koje je dato

eksplicitnim navoenjem skupova instrukcija, ija se tanost mora proveriti.

Deskriptivna predstava sadri tvrdnje koje su istinite.

Kod ramova znanja zastupljena je proceduralna predstava u okruenju koje je

deskriptivnog karaktera. Oba alternativna pristupa, u okviru jedne prezentacije

znanja, doprinose svojim prednostima lakoj upotrebi, odnosno lakem odravanju

baza znanja. Ova osobina ramova znanja znatno je doprinela njihovoj sve veoj

popularnosti. Za ramove znanja se moe rei da poseduju dualnu semantiku, to

znai da se proceduralna i deskriptivna predstava moe prevoditi jedna u drugu.Semantiko znanje znanje kod koga su uoene veze i zavisnosti koje vladaju izmeu delova problema, konteksta i reenja. Ovom znanju nedostaje komponenta reenja. Predstavlja nadogradnju deskriptivnog znanja, jer se jasno uoavaju veze i meuzavisnosti komponenti znanja. Semanticko znanje, ide korak dalje od deskriptivnog znanja, ali ipak se oblik znanja pogodan za odluivanje postie tek u epizodnom znanjuEpizodno znanje sastavljeno je iz niza povezanih iskustvenih zapisa, tj sluajeva. Ovi sluajevi mogu se zvati scenarija ili epizode. Epizode su odreena iskustvena znanja, a izmeu njih postoji odreena organizacija. Epizodno znanje sadri komponentu akcije i predstavlja zapravo niz (sekvencu) epizoda izmeu kojih postoji odreeni redosled, pri emu svaka epizoda u sebi sadri reenje odreenog malog problema. Iz epizodnog znanja moe da se sazna ta uraditi, ali i zato to uraditi. Epizodno znanje je najupotrebljivije za donoenje poslovnih odluka. Cilj je da svako znanje pree put od proceduralnog i deskriptivnog do epizodnog, da bi se na kraju problem koji zahteva epizodno znanje, mogao reavati na proceduralan nain. Deskriptivno znanje slui kao polazna osnova, iz njega se uoava semantiko znanje, da bi se na kraju dolo do epizodnog znanja, koje treba da bude u formi proceduralnog. Iz epizodnog znanja moe da se dobije proceduralno znanje, koje je bolje od prvobitnog proceduralnog. Normalno je da sva znanja nastaju iz epizodnog znanja, a ne obrnuto.

Primer-kuvanje pudinga

Proceduralno znanje

Pripremite 0,5 l mleka.Odmerite 1dl hladnog mleka dodajte sadrzaj kesice I mesajte dok masa ne postane glatka .Preostalu kolicinu mleka zasladite sa tri kasike secera I zagrejte do kljucanja.sklonite sa vatre,umesajte pripremljenumasu I kuvajte dva minuta uz neprestano mesanje.Vrelu masu sipajte u vlazne posude I ostavite da se pudding stegne I ohladi.Deskriptivno znanje

Masa je glatka kad je smesa za puding razlozena u masi mleka,tj.kada je rastopljena I ne postoje granule.Mesanje pripremljene mase sa mlekom znaci da rastvorenu masu pudinga u hladnom mleku treba mesati u toplom mleku,dok smesa ne postane jedinstvena. Vrela masa se sipa u vlazne posude da se puding ne bi zalepio za ivice posude u koju se sipa.Semanticko znanje

Postiji veza izmedju efikasnosti mesanja mleka I temperature mleka.Prah se bolje rastvara u hladnom mleku.Postoji veza izmedju efikasnosti kuvanja mase pudinga I temperature mleka. Masa za puding se bolje kuva u vec toplom mleku.

Postojiveza izmedju vlaznosti posuda I lepljenja pudinga za zid.Epizodno znanje

1.Podeli u deloveProblem : Prah za puding ne moze se rastvarati u toplom mleku .Puding masa ne moze se kuvati u hladnom mleku.

Resenje:Podeli mleko na dva dela ,topli I hladni.

2.Korak po korak

Problem:Ako se ceo prah stavi odjednom u mleko ne moze se dobro promesati.

Dosadno je stavljati male kolicine u mleko.

Resenje:Odrediti kolicine koje mogu jednostavno da se pomesaju sa pudingom.

3.Napravi prelaz

Problem:Puding ne moze da se kuva u hladnom mleku,Ako se topla I hladna masa spoje odjednom,moguce je da ce nastati grudvice.Resenje: Dodati malo toplog mleka u hladno mleko da bi nastalo prilagodjavanje.Posle stavi celu masu za puding u toplo mleko.4.Podeli u porcije

Problem:Puding ce se stegnuti ako se ostavi da se hladi u serpi.Resenje:Podeliti topao puding u manje posude.Recep za puding:

Proceduralno znanje- Kompeltno

Odrediti 0,5l mleka.Podeliti mleko na dva dela .Jedan deo zagrejati.

Dodavati prah postepeno u hladno mleko .Pre nego sto se doda naredna kasika ,budite sigurni da se prah spojio sa mlekom.

Dodavati 3 male kasike secera u toplo mleko I zagrejati do kljucanja.Dodati malu kolicinu toplog mleka u hladnu masu dodati u toplo mleko I kuvati 2minuta uz konstantno mesanje.

Vrelu masu raspodeliti u vlazene sudove, I ostaviti puding da se ohladi.Grafiki prikaz ramova znanja vee u jednu celinu nekoliko logikih

nivoa. Podaci su u ramu smeteni, uslovno reeno, u neku vrstu pregratka, pri

emu pregradak uviek sadri isti tip informacija. Ve i sama struktura rama

predstavlja vrlo efikasan mehanizam zakljuivanja, posebno u podruju

eliminisanja pogrenih zakljuaka.

Koritenje ramova znanja se moe objasniti vrlo jednostavnim primerom.

PRIMJER: Termin plan sastanka, slika 8.1.

Podaci za sastanak su: vreme, mesto, tema i profesor. Na osnovu ovako

datih podataka moe se formirati ram znanja pod nazivom SASTANAK, sa etiri

atributa: VREME, MESTO, TEMA I PROFESOR. U ramu su

predviene etiri vrste podataka, gde je vreme dato kao celina zajedno sa

datumom. Upisivanje bilo kojeg podatka koji ne spada u ram odmah se uoava.

Vreme10:00 - 14.12.2013

MestoBeograd

TemaEkspertni saobraajni sistemi

ProfesorMiodrag Tojagi

Slika 8.1. Ram znanja sa etiri atributa8.3. STRUKTURA RAMOVA ZNANJARamovi znanja mogu biti:

jednakog oblika a razliitog sadraja, i

razliitog oblika a istog sadraja.

Neki pregratci mogu posluiti kao veza sa drugim ramovima, to znai da se

ramovi mogu vezivati u vee cline i na njima izvoditi logike operacije. Kod

ramova znanja se mogu ne samo efikasno "upisivati/brisati" pregratci, nego je

mogue i njihovo poreenje, sortiranje, pretraivanje, uvek vezano za dva ili vie

ramova.

Jedan ram je celina koja ne doputa istovremeno poklapanje sa drugim

ramom, nemogue je da isti profesor odrava dva sastanka na dva mesta u isto

vreme.

Sadraj pregradaka

Pregradak moe da sadri:

ime drugog rama,

listu drugih ramova, i/ili

listu osobina koje se vezuju za pregradak, tj. vrednosti atributa koje se

vezuju za atribut.

Osim toga, pregradak moe da sadri:

ogranienja koja moraju da zadovolje vrednosti tog pregratka,

procedure (metode) koje se koriste da se odredi vrednost pregratka, ako

je ta vrednost potrebna. Ove procedure se nazivaju "demoni",

procedure koje se izvravaju kad u dati pregradak stigne neka vrijednost.

Ove procedure se nazivaju "aktivne vrednosti".

Pregratci pridrueni objektu rama mogu imati podrazumevane (DEFAULT)

vrednosti, koje se prihvataju ukoliko nisu u suprotnosti sa ostalim informacijama

pohranjenim u posmatranom objektu.

PRIMJER: Podrazumevana vrednost za boju snega je bela, ukoliko nije

dolo do nekih ekolokih poremeaja, to se posebno navodi.

Ovakve vrednosti su naroito pogodne u oblastima gde retko dolazi do

izuzetaka od pravila.

Relacije inkluzije i ramovi znanja

Ramove znanja je mogue grupisati u hijerarhiju inkluzija, jednostavnim

dodavanjem atributa ISA, koji za svoju vrednost ima ram koji je nadklasa datom

ramu. Time je omogueno da se primeni koncept nasleivanja i postigne vea

ekonominost i bolja organizovanost predstavljanja znanja.

8.4. GENERALNA STRUKTURA RAMOVA ZNANJAGeneralna struktura ramova znanja, predstavljena kao kompleksna linearna

lista, ima sledei izgled:

RAM: ram_1

pregradak_1: (vrednost: )

(ISA: ram_2)

(DEMON: metoda_2)

(DEFAULT: metoda_1)

pregradak_2: ista struktura

.

.

.

Metoda_1: pravila_znanja_1

Metoda_2: algoritam_1

.

.

.

Za ram znanja se moe dati sledei opti izraz:

{r; (p1, v1), (p2, v2), ... , (pn, vn)},

gde je:

r - ime rama znanja,

p - ime pregratka (atributa),

v - vjednost pregratka (atributa).

PRIMJER: Ram znanja MUZIKI STUB, sa konkretnim podacima, slika 8.2.

Pregradak KOMPAKT DISK ima pridruena uputstva za uzimanje informacija

iz drugih pregradaka (pregratci NAZIV PROIZVOAA i GODINA PROIZVODNJE),

dok pregradak MINIMALNA JAINA ZVUKA sadri uputstva za koricenje

informacija iz drugog rama znanja sa imenom POJAALO AA-230.

MUZIKI STUB

AtributiVrednost

1. VLASNIK2. NAZIV PROIZVOAA

3. GODINA PROIZVODNJE

4. VRSTA PRIJEMNIKA5. VRSTA POJAALA6. GRAMOFON7. KASETOFON

8. KOMPAKT DISK

9. MINIMALNA JAINA ZVUKA

1. Petar Petrovi2. ITT

3. 2003

4. LM/MW/FM stereo sintisajzer

FM- 2305. Integrisani stereo AA-230

6. DEFAULT: DA

7. DEFAULT: DA

8. Ako je potreban ovaj podatak, nai

godinu proizvodnje i naziv proizvoaa

i uporediti sa tabelom (u

tabeli su za svakog proizvoaa

dati tipovi u koje je ugraen CD i

godina od koje se CD ugraivao

u sve modele)

9. Ako je potreban ovaj podatak,

pronai jainu pojaala AA-230 i

uporediti sa tabelom (tabela

sadri za odreene vrste pojaala

minimalnu dozvoljenu jainu zvuka)

Slika 8.2. Primjer rama znanja MUZIKI STUB.

Koncept nasleivanja i ramovi znanja

Kako pregradak moe ukazivati na drugi ram znanja, navoenjem imena tog

rama i naziva veze koja ih povezuje, omoguava se nasleivanje osobina jednog

objekta od drugog.

Semantike mree i ramovi znanja

Ramovi znanja mogu da se posmatraju kao specifini sluajevi semantikih

mrea. Isto tako oni mogu predstavljati njihove delove, odnosno pojedini vorovi

i veze u semantikoj mrei mogu biti predstavljeni putem ramova znanja.

Kako izmeu semantikih mrea i ramova znanja postoji visok stepen

srodnosti, jedni te isti podaci u bazi znanja mogu biti predstavljeni na bilo koji od

ova dva naina.