Модель формування фактів онтології
Модель формування фактів онтології в системі "КАРКАС"
Нехай A = { a1, a2,..., an } – безліч атрибутів предметної області,
Vj – безліч можливих значень aj Î A і V = Ua Î A Va. Атрибути можуть бути обмірювані в різних шкалах (кількісній, порядковій, якісній, змішаній).
Між атрибутом aj і його значенням vj визначено такі операції:
1) aj = vj, = – знак операції ознаки;
2) aj < vj , < – знак операції відносини: <, >, >=, <= ;
3) aj Î [vj1 ,..., vjm ], Î – знак операції належності: ( ), [ ), ( ], [ ].
Атрибут, його значення й операція між ними визначають висловлення. Нехай Q = {q: A → V} – безліч висловлень.
На безлічі Q слід визначити дві функції:
1. Функція m : Q ® [0,…,1], дозволяє інтерпретувати висловлення q з погляду його істинності.
2. Функція q : Q ® [0,…,1], дозволяє інтерпретувати висловлення q з погляду його значущості.
Тоді триплет f = (q, m(q), q(q)), де q Î Q, можна назвати фактом предметної області.
Нехай λ відображення з прямого добутку Q x [0,...,1] x [0,...,1] в Q x [0,...,1] x [0,...,1]. Через Г = { λ } можна позначити безліч усіх можливих відображень, таких, що λ(f) Î N-US">Q N-US">x [0,…,1] N-US">x [0,…,1].
Слід визначити ситуацію s як набір фактів, пов'язаних між собою знаками кон'юнкції, диз'юнкції або заперечення.
Наприклад,
N-US">s = f1 & N-US">f2 N-US">U (Ø N-US">f3). (6.3)
Зауваження 1. Заперечення Ø N-US">f3 застосовується тільки для операції ознаки й означає можливість альтернативного виконання всіх інших подій з вичерпної безлічі (у змісті логічної операції що виключає або), наприклад,
ØN-US"> f3 = ØN-US"> (a = vj) = (a = v1) U … U (a = vj-1) U (a = vj+1) U … U (a = = vn) vj ÎN-US"> Va , j =1, …,n.
Слід позначити через S = {s} безліч усіх ситуацій предметної області й p: S ® S – деяке перетворення безлічі S на себ. Слід розглянути ітерації цього відображення, тобто результати його багаторазового застосування до точок фазового простору.
Нехай N-US">R = {N-US">r: S ® S} – безліч перетворень (правил) виду:
r : ЯКЩО <АНТЕЦЕДЕНТ> ТО <КОНСЕКВЕНТ>,
де <АНТЕЦЕДЕНТ> (умова – ситуація N-US">s1), <КОНСЕКВЕНТ> (виведення, наслідок – ситуація N-US">s2). Якщо ситуація N-US">s1 у правилі приймає значення "істина", тоді ситуація N-US">s2 одержує значення "істина" й додається до S. Інакше кажучи, якщо ситуація N-US">s1Î N-US">S у правилі приймає значення "істина", тоді існує відображення N-US">qj: N-US">A ® N-US">V, що формує ситуацію N-US">s2
N-US">s2 = N-US">q1 * N-US">q2 * N-US">qn,
де * знак операцій & , N-US">U ,Ø.
Якщо ситуація N-US">s1 у правилі приймає значення "неправда", тоді ситуація N-US">s2 не додається до S. Наприклад, "ЯКЩО s ТО q4", отут s ситуація (6.3), q4 – деяке висловлення. Результатом виконання правила буде створений новий факт:
N-US">f4 = (N-US">q4 , m(N-US">q4 ), q(N-US">q4)),
mN-US">(q4 ) = k * max [min(mN-US"> (q1 ), mN-US"> (q2 )), (1— mN-US"> (q3 ))],N-US">
qN-US">(q4 ) = k * max [min(qN-US">(q1 ), qN-US">(q2 )), (1— qN-US">(q3 ))] .N-US"> N-US">
Алгоритм побудови онтології:
складання повного й несуперечливого логічного опису ПрО;
формування безлічі висловлень Q = {q: A ® V};
формування об'єктів на основі правил з безлічі R = {r: S ® S};
установка ієрархії об'єктів (побудова дерева логічного ухвалення рішення, таксономії об'єктів).
Системи правил і фреймів є основним способом синтезу й подання безлічей (планів) відносин на безлічі об'єктів. Фактор, що впорядковує об'єкти (частковий порядок) і перетворює їх в цілеспрямовану систему, – це відображення r.
Класи становлять самоорганізуючу сукупність для роботи функціональної системи.
Зауваження 2. Частковий порядок об'єктів здійснюється в результаті, коли консеквент одного правила, наприклад N-US">p1, утримується в антецеденті правила N-US">p2, тоді об'єкт 2 старше об'єкта 1.
Машина виведення складається з двох частин: перша частина – аналізатор правил, друга – механізм, що дозволяє наділити безліч S певною структурою. Наприклад, найпростіша структура – це лінійна, що дозволяє для визначення деякого факту або ситуації встановити ланцюжок застосувань перетворень із S:
N-US">r0 ® N-US">r1 ® N-US">r2 ® ... N-US">rn—1 ® N-US">rn .
Отут N-US">r0 – початкове правило, а N-US">rn – результуюче правило, що визначає результат функціонування функціональної системи, а сам ланцюжок правил – траєкторія функціональної системи.
Для того щоб машина виведення змогла виконати елементарніший крок, вона повинна спочатку активізувати аналізатор правил, на вхід якого подається поточне правило. Якщо правило застосовне (значення антецедента істинно), то аналізатор правил конструює новий факт або нову ситуацію. У протилежному випадку правило не розглядається. У функції аналізатора правил входять:
1. Виконати синтаксичний аналіз антецедента правила.
2. Обчислити булевське значення антецедента правила.
3. Якщо значення антецедента істинно, то сформувати факт або ситуацію залежно від консеквентна правила.
Слід помітити, що консеквент правила звичайно є одним висловленням. У випадку, якщо консеквент має кілька висловлень, то формула (6.3) застосовується до кожного висловлення й у результаті виходить найпростіша ситуація – кон’юнкція фактів.
Аналізатор правил використовується для перевірки синтаксису написання правил як у редакторі БЗ, так і в логічній машині виведення системи "КАРКАС" для обчислення коефіцієнтів упевненості фактів [16; 17].
Важлива роль атрибутів полягає в тому, що вони задають відносини між об'єктами онтології, наприклад, значенням атрибута є інший об'єкт. Таким чином, породжується зв'язок, вкладеність об'єктів одного в одний.
