Марвин Минский - Фреймы для представления знаний
3.2. Сопоставление образцов
При замене одного фрейма другим не имеет смысла начинать весь процесс согласования заново. Но каким образом можно сохранить то, что было уже ранее установлено? Будем рассматривать лишь тот случай, когда при отсутствии специальных знаний система обращается за помощью к некоторой "общей" стратегии. Ни на один из универсальных методов мы не можем в данном случае возлагать очень больших надежд, но если удастся подыскать такой фрейм, который использует достаточное число общих со старым фреймом терминалов, то некоторые из общих заданий можно будет сохранить и это, видимо, будет лучшим выходом из положения.
Данная проблема может быть сформулирована следующим образом: допустим, что Е есть штраф за потерю очного полностью согласованного терминала, а F - потери от того, что какой-то другой терминал не может конкретизировать свои задания. Тогда, если Е больше F. то любой новый фрейм должен сохранять старый субфрейм. При наличии какой-либо приоритетности среди терминалов типичный запрос на вызов нового фрейма должен включать:
1. Поиск фрейма с возможно большим числом терминалов, общих с конкретизированными терминалами (a, b,… z) старого фрейма и расположенных в порядке убывания их приоритетности.
Следует помнить, что заменяемый фрейм является обычно субфреймом некоторого более крупного фрейма и ПОЭТОМУ должен удовлетворять маркерам того терминала, к "которому он подключен. Это предопределяет наличие другой формы обращения к памяти, направленной в ее иерархии скорее вверх, нежели вниз.
2. Поиск или создание нового фрейма, обладающего свойствами (a, b,…, z).
В том случае, когда мы в большей степени подчеркиваем различия, а не их общие характеристики, можно объединить оба правила в одно:
3. Помимо нового фрейма, во всем подобного старому фрейму, за исключением различий (a, b, …, z) между ними.
Реализация правил 1 и 2 может быть выполнена с помощью процесса поиска в памяти с параллельной выборкой или хаш-кодированием (метод функции расстановки), если терминалы или свойства (a, b , ..., z) - простые атомарные понятия. (В любом случае должен существовать какой-то механизм для поддержания работы генерирующих программ или для одного из видов сопоставления образцов). К сожалению, для осуществления всего этого имеется так много различных способов, что нельзя указать на какие-нибудь характерные для данных целей требования к конструктивным особенностям этих механизмов.
Хотя правила 1 и 2 формально являются частными случаями правила 3, на практике они различны, поскольку для работы со сложным правилом 3 требуются знания о том, каковы же эти различия (а, Ь, ..., z). Действительно, последнее правило слишком сложно чтобы его можно было использовать по той схеме, как это предполагалось выше: я приведу доводы в пользу того, что следует в большей степени полагаться на особые, выявленные в процессе обучения различия между парами фреймов, чем на общие принципы.
Нужно еще раз подчеркнуть, что основании считать реальной возможность быстрого достижения успеха практически нет. Для решения новых и трудных задач необходимо построить новую структуру представления, а это потребует применения как общих, так и специальных знаний. Работа П.Фримэна н А.Ньюэлла(1971), в которой рассматривается проблема конструирования структур, дополняет данную работу в одном важном направлении. В ней рассматривается вопрос о том, каким образом следует создавать структуры, удовлетворяющие наборам функциональных требований, т. е. условиям, связанным с достижением целей, в дополнение к тем требованиям, которые определяются необходимостью использования определенных субфреймов и символов.
3.3. Оправдание
Можно допустить, что фрейм представляет собой "идеальный" образ реального предмета или явления. В том случае, когда какой-то фрейм не может быть согласован с действительностью (по своей природе все идеальное ошибочно), он должен быть заменен, другим фреймом. Особенность "идеальных" образов заключается в том, что они являются превосходными упрощениями действительности; они привлекательны своей простотой, но реальные возможности и преимущества таких структур зависят от дополнительных знаний об их взаимодействии между собой. Следовательно, у нас нет особых причин отказываться от такого "идеального" образа только потому, что не удалась попытка заполнения конкретными данными всех его пробелов, правда, если при этом подобные расхождения можно объяснить, прибегнув к помощи межфреймовского взаимодействия. Ниже приводятся примеры, в которых "оправдание" такого рода может помочь при неудаче процесса согласования.
ЗАСЛОНЕНИЕ. Мы знаем, что у стола четыре ножки. Однако стоящий рядом стул может заслонять одну из них; чтобы убедиться в правильности такого "оправдания", можно попытаться найти Т-образные соединения элементов конструкций или проанализировать тени от этих предметов.
ФУНКЦИОНАЛЬНОЕ НАЗНАЧЕНИЕ. Геометрически ножка стула представляет собой обыкновенный брусок, но что более важно, в функциональном отношении она представляет собой опору. Поэтому в качестве приемлемой замены для всех ножек можно предложить конструкцию, состоящую из центрального стержня и прикрепленной к нему сверху пластины. Многие предметы могут использоваться для самых различных целей, поэтому в их описании должен преобладать функциональный, а не физический подход.
ПОЛОМКА. Отсутствие необходимых деталей можно объяснить либо тем, что их просто нет, либо тем, что они поломаны. В реальной жизни существует огромное число причин - ниспровергателей наших идеальных представлений.
ПАРАЗИТНЫЕ КОНТЕКСТЫ. Предмет, отличающийся от стула только лишь размерами, может быть (и, видимо, является) игрушечным стулом. Сетование на то, что кто-то или что-то является "слишком маленьким", может быть неправильно интерпретировано с помощью контекстов, содержащих другие предметы из мира детей и их игр.
В большинстве этих примеров для исправления заданий и сохранения текущего фрейма используются знания достаточно общего типа; они могут быть присоединены к фреймам более высоких уровней. В дальнейшем упор будет сделан на более локальные типы знаний, которые естественно разместить в самом фрейме в целях выработки рекомендаций относительно его собственной замены.
3.4. Суждения и сети подобия
"Подтверждение правильности утверждения Наполеона (если оно вообще принадлежит ему) о том, что люди, пытающиеся представить себе любое событие во всех его будущих подробностях, не имеют данных для того, чтобы стать командирами, следует искать именно в первой части этого высказывания. Командир, ожидающий, что ход сражения будет протекать точно так же, как и раньше, через две минуты после его начала обнаружит нечто совсем иное. Его ожидания не оправдаются, а в запасе будет в лучшем случае еще одна схема, да и та не сможет быть ему полезной длительное время. Не менее правдивым может оказаться и такой вариант, когда после первой неудачи этот горе-командир вспомнит сразу так много различных примеров, что не будет знать, как поступить в данном конкретном случае. Слишком конкретизированный опыт прошлого создает такие же затруднения, как и его полное отсутствие. Для правильного удовлетворения требований постоянно меняющейся обстановки мы должны не только уметь выделять те объекты и явления, которые имеют отношение к переменам, но и знать, какие их части (свойства) могут развиваться и изменяться, не нарушая при этом общего смысла и функциональной значимости".
Ф.Бартлетт(1932)При перемещении по знакомой квартире нам известна структура поиска информации, основанная на фрейме комната. Когда мы проходим через дверь D комнаты X, то ожидаем, что очутимся в комнате Y (конечно, если D не является наружной дверью). Этот факт может быть представлен с помощью трансформации простейшего типа, состоящей из указателей между двумя фреймами комнат в рамках системы фреймов типа дом.
Если дом, где происходит действие, ранее не был знаком, то в своих рассуждениях логично переместиться вверх на один классификационный уровень и использовать следующее правило: когда вы выходите из одной комнаты, обычно следует предполагать лишь то, что вы очутитесь в какой-то другой комнате и не более. Недостаточность конкретной информации может быть преодолена использованием обобщений типа классов ситуаций; если же вернуться к незадачливому командиру Ф.Бартлетта, то описанная у него дилемма разрешается применением некоторой формы абстракции или обобщения.
В некотором смысле использование обобщений (классов) является неизбежным: если конкретная информация отсутствует, человек обращается к классам как к теории "первого порядка", лежащей в основе любых сложных моделей. К счастью, нет необходимости использовать классы явным образом, что могло бы повлечь за собой определённые неприятности. Если рассматривать класс в буквальном или строго математическом смысле, то это вовлекает нас в проблему иерархии, основанную на включении в нее различных понятий; порядок в такой системе будет неудовлетворительным из-за различным образом связанных между собой концепций, находящихся в разных контекстах. Этот вывод справедлив также для процедур и фреймов. Нам следует стремиться к тому, чтобы не оказаться связанными с подобными негибкими классификаторами знаний.
