Концептуальный график
( Концептуальный граф CG ) — это формализм представления знаний . В первой опубликованной статье о CG Джон Ф. Сова использовал их для представления концептуальных схем, используемых в системах баз данных . [1] В первой книге о компьютерной графике они применялись к широкому кругу тем в области искусственного интеллекта , информатики и когнитивной науки . [2]
Научно-исследовательские отрасли
[ редактировать ]С 1984 года модель развивалась по трем основным направлениям: графический интерфейс для логики первого порядка , схематическое логическое исчисление и графическое представление знаний и модель рассуждения . [2]
Графический интерфейс для логики первого порядка
[ редактировать ]
В этом подходе формула логики первого порядка (исчисление предикатов) представляется в виде размеченного графа.
Линейная нотация, называемая форматом обмена концептуальными графами (CGIF), была стандартизирована в стандарте ISO для общей логики .
Диаграмма выше представляет собой пример формы отображения концептуального графика. Каждый блок называется узлом понятий , а каждый овал — узлом отношений . В CGIF эта CG будет представлена следующим утверждением:
[Cat Elsie] [Sitting *x] [Mat *y] (agent ?x Elsie) (location ?x ?y)
В CGIF скобки заключают информацию внутри узлов понятий, а круглые скобки заключают информацию внутри узлов отношений. Буквы x и y, называемые метками кореференции , показывают, как связаны между собой узлы понятия и отношения. В CLIF эти буквы сопоставляются с переменными, как в следующем операторе:
(exists ((x Sitting) (y Mat)) (and (Cat Elsie) (agent x Elsie) (location x y)))
Как показано в этом примере, звездочки на метках корреференций *x и *y в CGIF сопоставляется с экзистенциально квантифицированными переменными в CLIF, а вопросительные знаки на ?x и ?y сопоставить связанные переменные в CLIF. Квантор универсальности, представленный @every*z в CGIF будет представлено forall (z) в КЛИФ.
Рассуждения можно проводить путем перевода графиков в логические формулы с последующим применением механизма логического вывода .
Схематическое исчисление логики
[ редактировать ]Другая отрасль исследований продолжает работу над экзистенциальными графами Чарльза Сандерса Пирса , которые послужили одним из истоков концептуальных графов, предложенных Совой. В этом подходе, разработанном, в частности, Дау ( Dau 2003 ), концептуальные графы представляют собой концептуальные диаграммы, а не графы в смысле теории графов , а операции рассуждения выполняются операциями над этими диаграммами.
Графическое представление знаний и модель рассуждения
[ редактировать ]Ключевые особенности GBKR, графической модели представления знаний и рассуждений, разработанной Чейном и Мюнье и группой Монпелье, можно резюмировать следующим образом: [3]
- Все виды знаний (онтология, правила, ограничения и факты) представляют собой помеченные графы, которые предоставляют интуитивно понятные и понятные средства представления знаний.
- Механизмы рассуждений основаны на понятиях графов, в основном на классическом понятии гомоморфизма графов ; это позволяет, в частности, связать основные проблемы рассуждения с другими фундаментальными проблемами информатики (например, проблемами, касающимися конъюнктивных запросов в реляционных базах данных или проблемами удовлетворения ограничений ).
- Формализм логически обоснован, т. е. имеет семантику в логике первого порядка , а механизмы вывода надежны и полны по отношению к дедукции в логике первого порядка.
- С вычислительной точки зрения понятие гомоморфизма графов было признано в 1990-х годах центральным понятием, а результаты по сложности и эффективные алгоритмы были получены в нескольких областях.
COGITANT и COGUI — это инструменты, реализующие модель GBKR. COGITANT — это библиотека классов C++ , реализующая большинство понятий и механизмов рассуждения GBKR. COGUI — это графический пользовательский интерфейс, предназначенный для создания базы знаний GBKR (он интегрирует COGITANT и, среди многочисленных функций, содержит переводчик с GBKR на RDF/S и наоборот).
См. также
[ редактировать ]- Алфавит человеческой мысли
- Чанкинг (психология)
- Структура описания ресурсов (RDF)
- SPARQL (язык графических запросов)
- Семантическая сеть
Ссылки
[ редактировать ]- ^ Сова 1976 .
- ^ Jump up to: а б Сова 1984 года .
- ^ Чейн и Мюнье 2009 .
Библиография
[ редактировать ]- Шейн, Мишель; Мюнье, Мари-Лора (2009). Представление знаний на основе графов: вычислительные основы концептуальных графов . Спрингер. дои : 10.1007/978-1-84800-286-9 . ISBN 978-1-84800-285-2 .
- Дау, Ф. (2003). Логическая система графов понятий с отрицанием и ее связь с логикой предикатов . Конспекты лекций по информатике . Том. 2892. Спрингер.
- Сова, Джон Ф. (июль 1976 г.). «Концептуальные графики интерфейса базы данных» (PDF) . Журнал исследований и разработок IBM . 20 (4): 336–357. дои : 10.1147/rd.204.0336 .
- Сова, Джон Ф. (1984). Концептуальные структуры: обработка информации в сознании и машине . Ридинг, Массачусетс: Аддисон-Уэсли. ISBN 978-0-201-14472-7 .
- Веларди, Паола; Терпение, Мария Терезия; Де' Джованетти, Марио (март 1988 г.). «Концептуальные графики для анализа и построения предложений». Журнал исследований и разработок IBM . 32 (2). Корпорация IBM Ривертон, Нью-Джерси, США: 251–267. дои : 10.1147/rd.322.0251 .