Тема: “Подання знань за допомогою моделі дошки оголошень”.

План теми

Модель дошки оголошень – blackboard model.

Джерело знань МДО – вузол зв’язку між даними нижчого рівня.

Висхідне та низхідне виведення.

Рекомендована література та методичні розробки:

Козакова Г.О., Остапенко К.Б., Удовенко С.І., Ямпольський А.С. “Інтелектуалізовано проблемно-орієнтовані засоби навчання”, КПІ, Навчальний посібник для студентів, 1996 р.

Контрольні питання:

Що таке “модель дошки оголошень”?

Наведіть галузь застосування моделі ДО.

В чому полягають особливості застосовування моделі ДО?

Критерії оцінювання знань:

(п’ятибальна система, тест, інше)

п’ятибальна система.

Модель дошки оголошень.

У продукційній системі в БЗ нагромаджуються однакові за формою правила, і тому, якщо припустити, що в одній і тій самій системі розв’язуються проблеми з кількох різних прикладних галузей, то в ній будуть змішані правила з різними властивостями, що належать до цих галузей, і це спричинює суттєве зниження ефективної обробки. Отже, оперуватися різноманітними проблемами в одній продукційній системі є небажаним. Але бувають такі випадки, коли одна проблема конструюється з кількох окремих проблем із різними властивостями. До того ж ці проблеми не обов’язково є роз’єднаними і такими, що зберігають незалежність. Наприклад, роз’єднати окремі проблеми неможливо при наявності між ними такого слабкого зв’язку, коли результатом розв’язання однієї часткової проблеми ініціюється початком розв’язання наступної.

Однією з подібних проблем є розпізнавання мови. З цією метою була створена система HEARSAY – ІІ (11), в якій використовується модель дошки оголошення (або плоскої дошки – blackboard model). У моделі дошки оголошень (МДО) для кожної окремої проблеми, які у сукупності становлять єдине ціле, є відповідно множина знань, що через загальну робочу пам’ять (яка і дістала власне назву дошки оголошень) керується таким чином, що усі знання використовують узгоджено як одне ціле.

Таке відокремлення множини знань дістало назву “джерело знань” (ДЗ), кожне з яких самостійно будується як продукційна система.

Уся робоча пам’ять розподіляється на рівні, наприклад, рівень складів і рівень слів, причому дані зберігаються у формі “об’єкт – атрибут - значення”. Кожне ДЗ визначається як сукупність правил, що виконують спеціальні функції між рівнями робочої пам’яті. Наприклад, виведення між рівнем окремих складів і рівнем слів. Таким чином, можна побудувати систему, яка робить виведення шляхом запуску цих ДЗ відповідно до ситуації, причому робоча пам’ять в системі виношуватиме роль дошки оголошень (ДО), яка спільно використовується джерелами знань (рис.2.13) і водночас являтиме собою засіб для добування інформації.

ДО робоча пам’ять

В моделі ДО кожне ДЗ обумовлене як вузол зв’язку між даними нижнього рівня, на підставі якщо робиться висновок, і даними верхнього рівня, як показують результат виведення. Ці дані корегуються у відповідності із своїми об’єктами. Якщо вважати, що кожне ДЗ належить до об’єкта, який характеризується результатом виведення на верхньому рівні (об’єкта верхнього рівня), то можна сказати, що даний об’єкт дуже близький до Фрейду в тому розумінні, що він доповнений правилами механізму виведення, які стосуються даних і функцій управління даними. Справді, якщо в таку систему ввести концептуальну ієрархію об’єктів і засновану на ній спадкоємність атрибутів, то вона перетвориться на фреймову систему (або дуже близьку до неї). І навпаки, Фреймову систему з розподіленими на групи правилами можна використовувати для визначення стратегії виведення. Більше того, така фреймова система доповнюється потужними засобами, пов’язаними з процедурою виведення. Ось чому методи побудови систем, які об’єднують правли і фреймові системи є перспективними.

Спрощена структура моделі ДО наведена на рис.2.14.

Центральна її частина, яка і є власне МДО, ієрархічно визначає гіпотези: на найвищому рівні розташовано висновки, на найнижчому – факти, на проміжних рівнях – проміжні гіпотези. Наприклад, при введені мови у вигляді сигналів часового ряду в системі, що синтезує з них мовний текс, визначаються рівні гіпотез згори донизу за типом: “речення – частина речення – окреме слово – склад – фонема”.

Навколо ДО розташовані ДЗ і вони діють на власних рівнях гіпотез або між рівнями. Наприклад, ДЗ-1 – призначене для формування гіпотез оцінюванням фонем. Таким чином, послідовно знизу догори формуються гіпотези верхніх рівнів, а на найвищому рівні утворюється повне речення. проте утворення речення з послідовних сигналів не завжди є успішним: внаслідок шумів і нечіткості виникає велика кількість гіпотез-кандидатів з високою ймовірністю їх вірогідності. В таких випадках в напрямі згори-вниз використовуються знання з граматики з урахуванням контексту, щоб запобігти великій кількості кандидатів. Наприклад, ДЗ 8 можна підібрати таким чином, щоб воно оцінювало придатність висунутої гіпотези-кандидата як остаточного варіанта речення. При цьому висхідним виведенням називають таке, що керується даними, а низхідним – виведення, що керується моделлю, і вони відповідають вказаним прямому та зворотньому виведенням. Таким чином, модель ДО виконує роль каналу зв’язку між ДЗ. Крім того, оскільки в даній моделі чітко визначені функції кожного ДЗ, ситуації. коли їх слід використовувати, а також ефективність їх використання, така модель має істотну перевагу з точки зору систематизації знань і підвищенні ефективності виведення.

Оцінювання продукції, що міститься в ДЗ, виконується лише при його активізації; через це важливою проблемою в управлінні виведенням є вибір послідовності запуску ДЗ. Основні методи, що тут використовують, це метод “планувальника”, а також метод “висування кандидатури відправника”. В першому випадку “планувальник” оцінює ситуацію на ДО і послідовно називає “відправників” (джерело знань). У другому випадку “відправник” сам називає ім’я наступного відправника.