Фрейм

Фрейм (от англ. frame, что означает «каркас» или «рамка») - абстрактный образ для представления некоего стереотипа восприятия.
Предложен Марвином Минским [1], одним из пионеров Искусственного Интеллекта, в 70-е годы для обозначения структуры знаний для восприятия пространственных сцен. Эта модель, как и семантическая сеть, имеет глубокое психологическое обоснование.
В психологии и философии известно понятие абстрактного образа. Например, произнесение вслух слова «комната» порождает у слушающих образ комнаты: «жилое помещение с четырьмя стенами, полом, потолком, окнами и дверью, площадью 6-20 м²». Из этого описания ничего нельзя убрать (например, убрав окна, мы получим уже чулан, а не комнату), но в нем есть «дырки» или «слоты» — это незаполненные значения некоторых атрибутов — например, количество окон, цвет стен, высота потолка, покрытие пола и др. В теории фреймов такой образ комнаты называется фреймом комнаты. Фреймом также называется и формализованная модель для отображения образа.
Различают фреймы-образцы, или прототипы, хранящиеся в базе знаний, и фреймы-экземпляры, которые создаются для отображения реальных фактических ситуаций на основе поступающих данных. Модель фрейма является достаточно универсальной, поскольку позволяет отобразить все многообразие знаний о мире через:
■ фреймы-структуры, использующиеся для обозначения объектов и понятий (заем, залог, вексель);
■ фреймы-роли (менеджер, кассир, клиент);
■ фреймы-сценарии (банкротство, собрание акционеров, празднование именин);
■ фреймы-ситуации (тревога, авария, рабочий режим устройства) и др. Традиционно структура фрейма может быть представлена как список свойств:
(ИМЯ ФРЕЙМА: (имя 1-го слота: значение 1-го слота), (имя 2-го слота: значение 2-го слота), (имя N-го слота: значение N-ro слота)).
В качестве значения слота может выступать имя другого фрейма, так образуются сети фреймов. Существует несколько способов получения слотом значений во фрейме-экземпляре:
■ по умолчанию от фрейма-образца (Default-значение);
■ через наследование свойств от фрейма, указанного в слоте АКО;
■ по формуле, указанной в слоте;
■ через присоединенную процедуру;
■ явно из диалога с пользователем;
■ из базы данных.
Важнейшим свойством теории фреймов является заимствование из теории семантических сетей — так называемое наследование свойств. И во фреймах, и в семантических сетях наследование происходит по АКО-связям (A-Kind-Of = это). Слот АКО указывает на фрейм более высокого уровня иерархии, откуда неявно наследуются, то есть переносятся, значения аналогичных слотов.
Например, в сети фреймов на рис. 1 понятие «ученик» наследует свойства фреймов «ребенок» и «человек», которые находятся на более высоком уровне иерархии. Так, на вопрос «любят ли ученики сладкое» следует ответ «да», так как этим свойством обладают все дети, что указано во фрейме «ребенок». Наследование свойств может быть частичным, так как возраст для учеников не наследуется из фрейма «ребенок», поскольку указан явно в своем собственном фрейме.
Литература:
1. Минский М.: 1979. Фреймы для представления знаний. М.: Энергия;
2. Шенк Р., Хантер Л., 1987. Познать механизмы мышления // Реальность и прогнозы искусственного интеллекта. М.: Мир;
3. Байдун В.В., Бунин А.И., 1990. Средства представления и обработки знаний в системе FRL/PS // Всесоюзная конференция по искусственному интеллекту: тез. Докл. Т.1. Минск;
4. Уотермен Д. 1989. Руководство по экспертным системам // Перевод с англ. М.: Мир;
5. Стрельников Ю.Н. , Борисов Н.А., 1997. Разработка эксперных систем средствами инструментальной оболочки в среде MS Windows. Тверь. ТГТУ.