Концептуальный график - Conceptual graph
Концептуальный граф ( CG ) является формализм для представления знаний . В первой опубликованной статье о компьютерных графах Джон Ф. Сова ( Sowa, 1976 ) использовал их для представления концептуальных схем, используемых в системах баз данных . В первой книге о компьютерных графах ( Sowa 1984 ) они были применены к широкому кругу тем в области искусственного интеллекта , информатики и когнитивных наук .
Исследовательские отрасли
С 1984 года модель развивалась по трем основным направлениям: графический интерфейс для логики первого порядка, схематическое исчисление логики и графическое представление знаний и модель рассуждений .
Графический интерфейс для логики первого порядка
В этом подходе формула в логике первого порядка (исчислении предикатов) представлена помеченным графом.
Линейная нотация, называемая форматом обмена концептуальными графами (CGIF), была стандартизирована в стандарте ISO для общей логики .
Диаграмма выше является примером формы отображения концептуального графика. Каждый блок называется концептуальным узлом , а каждый овал - узлом отношения . 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 концепции, а круглые скобки заключают информацию внутри узлов отношения. Буквы x и y, которые называются метками кореферентности , показывают, как связаны узлы концепции и отношения. В CLIF эти буквы сопоставляются с переменными, как в следующем заявлении:
(exists ((x Sitting) (y Mat)) (and (Cat Elsie) (agent x Elsie) (location x y)))
Как показано в этом примере, звездочки на метках кореферентности *xи *yв CGIF соответствуют экзистенциально количественно определенным переменным в CLIF, а вопросительные знаки ?xи ?yсопоставляются с привязанными переменными в CLIF. Универсальный квантор, представленный @every*zв CGIF, будет представлен forall (z)в CLIF.
Рассуждения могут быть сделаны путем преобразования графиков в логические формулы, а затем применения механизма логического вывода .
Схематическое исчисление логики
Другое направление исследований продолжает работу по экзистенциальным графам из Чарльза Сандерс Пирс , который был одним из истоков концептуальных графов, предложенный Sowa. В этом подходе, разработанном, в частности, Дау ( Dau 2003 ), концептуальные графы представляют собой концептуальные диаграммы, а не графы в смысле теории графов , и операции рассуждений выполняются посредством операций с этими диаграммами.
Графическое представление знаний и модель рассуждений
Ключевые особенности GBKR, основанной на графах модели представления знаний и рассуждений, разработанной Chein and Mugnier и группой Montpellier ( Chein & Mugnier 2009 ), можно резюмировать следующим образом:
- Все виды знаний (онтология, правила, ограничения и факты) помечены графами, которые предоставляют интуитивно понятные и легко понятные средства представления знаний.
- Механизмы рассуждений основаны на понятиях графов, в основном на классическом понятии гомоморфизма графов ; это позволяет, в частности, связать основные проблемы рассуждений с другими фундаментальными проблемами информатики (например, проблемами, касающимися конъюнктивных запросов в реляционных базах данных , или проблемами удовлетворения ограничений ).
- Формализм логически обоснован, т. Е. Он 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, и результаты сложности и эффективные алгоритмы были получены в нескольких областях.
COGITANT и COGUI - это инструменты, реализующие модель GBKR. COGITANT - это библиотека классов C ++ , реализующих большинство понятий и механизмов рассуждений GBKR. COGUI - это графический пользовательский интерфейс, предназначенный для создания базы знаний GBKR (он объединяет COGITANT и, среди множества функций, содержит переводчик из GBKR в RDF / S и наоборот).
Смотрите также
- Азбука человеческой мысли
- Чанкинг (психология)
- Международная конференция по концептуальным структурам
- Структура описания ресурсов (RDF)
- SPARQL (язык запросов графиков)
- Семантическая сеть
Рекомендации
- Чейн, Мишель; Мунье, Мари-Лор (2009). Представление знаний на основе графов: вычислительные основы концептуальных графов . Springer. DOI : 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». Конспект лекций по информатике . Springer. 2892 .
- Сова, Джон Ф. (июль 1976 г.). «Концептуальные графики для интерфейса базы данных» (PDF) . Журнал исследований и разработок IBM . 20 (4): 336–357. DOI : 10.1147 / rd.204.0336 .
- Сова, Джон Ф. (1984). Концептуальные структуры: обработка информации в разуме и машине . Ридинг, Массачусетс: Эддисон-Уэсли. ISBN 978-0-201-14472-7.
- Веларди, Паола; Пазиенца, Мария Тереза; Де 'Джованетти, Марио (март 1988 г.). «Концептуальные графики для анализа и генерации предложений». Журнал исследований и разработок IBM . IBM Corp. Riverton, Нью-Джерси, США. 32 (2): 251–267. DOI : 10.1147 / rd.322.0251 .