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Semantische Netze Semantische Netze

Semantische Netze. Deklarative Formen der Wissensrepräsentation 1.Semantische Netze 2.Objekt-Attribut-Wert-Tripel 3.Frames (Schemata, Scripts) 4.Prädikatenlogik

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Semantische NetzeSemantische Netze

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Deklarative Formen der WissensrepräsentationDeklarative Formen der Wissensrepräsentation

1.1. Semantische NetzeSemantische Netze2.2. Objekt-Attribut-Wert-TripelObjekt-Attribut-Wert-Tripel3.3. Frames (Schemata, Scripts)Frames (Schemata, Scripts)4.4. PrädikatenlogikPrädikatenlogik5.5. ProduktionsregelnProduktionsregeln

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TierTier

FischFischVogelVogel

HaiHaiStraussStrauss KanarienvogelKanarienvogel LachsLachs

ist-einist-ein

ist-einist-ein

ist-einist-einist-einist-ein ist-einist-ein ist-einist-ein

HautHauthathat

s. bewegens. bewegenkannkann

atmen atmen kannkannschwimmenschwimmen

kannkann

KiemenKiemenhathat

FlossenFlossenhathat

rosarosaistist

essbaressbar

istist

FedernFedernhathat

FlügelFlügelhathat

fliegenfliegenkannkann

großgroßistist

fliegenfliegen

kann-nichtkann-nicht

langelangedünnedünneBeineBeine

hathatbeissenbeissen

kannkann

gefährlichgefährlich

istist

singensingen

kannkann

gelbgelbistist

Semantische NetzeSemantische Netze

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Semantisches NetzSemantisches Netz

Ein semantisches Netz ist ein gerichteter Graph aus einer Menge Ein semantisches Netz ist ein gerichteter Graph aus einer Menge von von KnotenKnoten, die Objekte (Begriffe oder Konzepte) repräsentieren, , die Objekte (Begriffe oder Konzepte) repräsentieren, sowie einer Menge von gerichteten sowie einer Menge von gerichteten KantenKanten (engl. (engl. arcsarcs oder oder linkslinks), ), die Beziehungen (die Beziehungen (RelationenRelationen) zwischen den Objekten darstellen. ) zwischen den Objekten darstellen. Normalerweise werden sowohl die Knoten als auch die Kanten Normalerweise werden sowohl die Knoten als auch die Kanten (Verbindungen) mit Namen versehen.(Verbindungen) mit Namen versehen.

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TierTier

VogelVogel

StraussStrauss

HautHaut

s. bewegens. bewegen

atmen atmen

FedernFedern

fliegenfliegen

FlügelFlügel

ist-einist-ein

ist-einist-ein

hathat

kannkann

kannkann

hathat

hathat

kannkann

Semantische NetzeSemantische Netze

KnotenKnoten

DeskriptorenDeskriptoren

KantenKanten

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KnotenKnoten

Knoten werden benutzt, um Objekte und Deskriptoren zu Knoten werden benutzt, um Objekte und Deskriptoren zu repräsentieren.repräsentieren.

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ObjekteObjekte

Objekte können physische Gegenstände sein, die man sehen Objekte können physische Gegenstände sein, die man sehen oder berühren kann. Objekte können auch gedankliche oder berühren kann. Objekte können auch gedankliche Elemente sein, wie z.B. Handlungen, Ereignisse oder abstrakte Elemente sein, wie z.B. Handlungen, Ereignisse oder abstrakte Kategorien.Kategorien.

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DeskriptorenDeskriptoren

Deskriptoren liefern zusätzliche Informationen (Attribute, Deskriptoren liefern zusätzliche Informationen (Attribute, Eigenschaften) über Objekte.Eigenschaften) über Objekte.

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Kanten (Verbindungen)Kanten (Verbindungen) Kanten repräsentieren Relationen, die Objekte und Kanten repräsentieren Relationen, die Objekte und

Deskriptoren miteinander verbinden. Einige häufige Deskriptoren miteinander verbinden. Einige häufige Verbindungen sind:Verbindungen sind:

Hat Hat-Verbindungen bezeichnen Relationen zwischen Teilen und Teilelementen: Ein Hund hat einen Schwanz.

Ist-ein Damit wird häufig die Relation zwischen Klasse und Einzelfall Damit wird häufig die Relation zwischen Klasse und Einzelfall repräsentiert: Waldi ist ein Dackel. Oft jedoch wird damit repräsentiert: Waldi ist ein Dackel. Oft jedoch wird damit jedoch auch die Teilmengen beziehung bzw. eine Subkategorie jedoch auch die Teilmengen beziehung bzw. eine Subkategorie bezeichnet: Ein Dackel ist ein Hund. Diese beiden bezeichnet: Ein Dackel ist ein Hund. Diese beiden Verwendungen sollten jedoch besser auseinander gehalten Verwendungen sollten jedoch besser auseinander gehalten werden. Beispielsweise könnte man die Relation zwischen werden. Beispielsweise könnte man die Relation zwischen Einzelfall und Klasse durch Element-von oder Instanz-von Einzelfall und Klasse durch Element-von oder Instanz-von bezeichnen.bezeichnen.

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VererbungVererbung

Dieser Begriff bezeichnet den Sachverhalt, daß ein Knoten die Dieser Begriff bezeichnet den Sachverhalt, daß ein Knoten die Charakteristika anderer Knoten, mit denen er verbunden ist "erben" Charakteristika anderer Knoten, mit denen er verbunden ist "erben" kann. Die Vererbung von Eigenschaften ist eine Folge der ist-ein-kann. Die Vererbung von Eigenschaften ist eine Folge der ist-ein-Relation und bedeutet, daß alle Einzelfälle einer Klasse sämtliche Relation und bedeutet, daß alle Einzelfälle einer Klasse sämtliche Eigenschaften der übergeordneten Klassen, denen sie angehören, Eigenschaften der übergeordneten Klassen, denen sie angehören, übernehmen.übernehmen.

  instanz-von(waldi,dackel).instanz-von(waldi,dackel).ist-ein(dackel,hund).ist-ein(dackel,hund).hat(hund,schwanz).hat(hund,schwanz).hat(X,Attribut):-ist-ein(X,Y),hat(Y, Attribut).hat(X,Attribut):-ist-ein(X,Y),hat(Y, Attribut).hat(X,Attribut):-instanz-von(X,Y),hat(Y,Attribut). hat(X,Attribut):-instanz-von(X,Y),hat(Y,Attribut). 

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s. bewegens. bewegenkannkann

atmen atmen kannkann

TierTier

VogelVogel

ist-einist-ein

ist-einist-ein

HautHaut

s. bewegens. bewegen

atmen atmen

hathatkannkann

kannkann

FedernFedern

fliegenfliegen

FlügelFlügel

hathat

hathat

kannkann

KanarienvogelKanarienvogel

gelbgelbsingensingen

kannkann istist

Semantische NetzeSemantische Netze

FedernFedern

fliegenfliegen

FlügelFlügel

hathat

hathat

kannkann HautHauthathat

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Objekt-Attribut-Wert-TripelObjekt-Attribut-Wert-Tripel

Eine andere gebräuchliche Methode, um Wissens-inhalte zu Eine andere gebräuchliche Methode, um Wissens-inhalte zu repräsentieren, ist die Darstellung alsrepräsentieren, ist die Darstellung als

Objekt-Attribut-Wert-TripelObjekt-Attribut-Wert-Tripeloderoder

O-A-W-Tripel (Assoziatives Tripel).O-A-W-Tripel (Assoziatives Tripel).Es handelt sich dabei um einen Spezialfall der Darstellung durch Es handelt sich dabei um einen Spezialfall der Darstellung durch semantische Netze.semantische Netze.

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Objekt-Attribut-Wert-TripelObjekt-Attribut-Wert-Tripel

Objekte sind entweder physische Entitäten oder begriffliche Objekte sind entweder physische Entitäten oder begriffliche Einheiten.Einheiten.

Attribute sind allgemeine Charakteristika oder Eigenschaften, Attribute sind allgemeine Charakteristika oder Eigenschaften, die mit Objekten assoziiert werden. Größe, Form und Farbe die mit Objekten assoziiert werden. Größe, Form und Farbe sind typische Attribute von physischen Objekten.sind typische Attribute von physischen Objekten.

Der Wert eines Attributs kennzeichnet die spezifische Der Wert eines Attributs kennzeichnet die spezifische Beschaffenheit (Ausprägung) eines Attributs in einer Beschaffenheit (Ausprägung) eines Attributs in einer bestimmten Situation. bestimmten Situation. 

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Objekt-Attribut-Wert-TripelObjekt-Attribut-Wert-Tripel

Objekt Attribut Wert

Apfel Farbe rot

Apfel Haltbarkeit gut

Trauben Farbe blau

Apfel IsraelHerkunft

HerkunftTrauben Italien

Beispiele:

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Objekt-Attribut-Wert-TripelObjekt-Attribut-Wert-Tripel

Objekt Attribut Wert

Kindes Kategorie Nomen

Kindes Numerus Singular

Kindes Kasus Genitiv

Kindes NeutrumGenus

PersonKindes 3

Beispiele:

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Objekt-Attribut-Wert-TripelObjekt-Attribut-Wert-Tripel

Objekt Attribut Wert

Kindes Kategorie Nomen

Numerus Singular

Kasus Genitiv

NeutrumGenus

Person 3

Beispiele:

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Attribut-Wert-PaareAttribut-Wert-Paare

Objekt Attribut Wert

Kindes Kategorie Nomen

Numerus Singular

Kasus Genitiv

NeutrumGenus

Person 3

Beispiele:

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Attribut-Wert-Paare: MerkmalstrukturenAttribut-Wert-Paare: Merkmalstrukturen

singt Kategorie Verb

Tempus Präsens

Beispiele:

Kongruenz Person 3Numerus Singular

Modus Indikativ

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Attribut-Wert-Paare: MerkmalstrukturenAttribut-Wert-Paare: Merkmalstrukturen

KategorieKategorie

VerbVerb

KongruenzKongruenzTempusTempus

PräsensPräsens

AspektAspekt

IndikativIndikativPersonPerson

33

NumerusNumerus

SingularSingular

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FramesFrames

When one encounters a new situation (or makes a substantial change When one encounters a new situation (or makes a substantial change in one's view of the present problem), one selects from memory a in one's view of the present problem), one selects from memory a structure called a frame. This is a remembered framework to be structure called a frame. This is a remembered framework to be adapted to fit reality by changin details as necessary.adapted to fit reality by changin details as necessary.

A frame is a data-structure for representing a stereotyped situation, like A frame is a data-structure for representing a stereotyped situation, like being in a certain kind of living room, or going to a child's birthday being in a certain kind of living room, or going to a child's birthday party. Attached to each frame are several kinds of information. Some party. Attached to each frame are several kinds of information. Some of this information is about how to use the frame. Some is about what of this information is about how to use the frame. Some is about what one can expect to happen next. Some is about what to do if these one can expect to happen next. Some is about what to do if these expectations are not confirmed.expectations are not confirmed.

We can think of a frame as a network of nodes and relations…We can think of a frame as a network of nodes and relations…

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FrameFrame

Ein frame ist eine Bündelung von Knoten und Attribut-Wert Paaren Ein frame ist eine Bündelung von Knoten und Attribut-Wert Paaren in einem semantischen Netz, die in ihrer Gesamtheit ein in einem semantischen Netz, die in ihrer Gesamtheit ein stereotypes Objekt, einen Akt, oder ein Ereignis beschreiben. Man stereotypes Objekt, einen Akt, oder ein Ereignis beschreiben. Man kann einen frame daher zunächst als eine Teilansicht in einem kann einen frame daher zunächst als eine Teilansicht in einem semantischen Netz auffassen.semantischen Netz auffassen.Erweiterungen:Erweiterungen:

Vorbelegungen (Default-Werte)Vorbelegungen (Default-Werte) "Prozedurale Anbindung" (procedural attachment)"Prozedurale Anbindung" (procedural attachment) assoziierte Regelbündelassoziierte Regelbündel

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rabbit value dafault add delete calc ako mammal ears long moves hops

facetsfacets

slot

ssl

ots

monkey value default add delete calc ako mammal legs 2 tail curly

slot

ssl

ots

facetsfacets

mammal value default add delete calc skin fur birth live legs 4

slot

ssl

ots

facetsfacets

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Semantische NetzeSemantische Netze

FRAMEFRAMEObjekt:Objekt:Slot – WertSlot – WertSlot – Wert Slot – Wert Slot – RegelSlot – Regel Objekt-Attribut-Wert-TripelObjekt-Attribut-Wert-Tripel

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TierTier

VogelVogelFedernFedern

fliegenfliegen

FlügelFlügel

ist-einist-ein

hathat

hathat

kannkann

Semantische NetzeSemantische Netze

VogelVogelIstEin:IstEin: TierTier

Hat:Hat: FedernFedernHat:Hat: FlügelFlügelKann:Kann: fliegenfliegen

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TierTier

FischFischVogelVogel

HaiHaiStraussStrauss KanarienvogelKanarienvogel LachsLachs

ist-einist-ein

ist-einist-ein

ist-einist-einist-einist-ein ist-einist-ein ist-einist-ein

HautHauthathat

s. bewegens. bewegenkannkann

atmen atmen kannkannschwimmenschwimmen

kannkann

KiemenKiemenhathat

FlossenFlossenhathat

rosarosaistist

essbaressbar

istist

FedernFedernhathat

FlügelFlügelhathat

fliegenfliegenkannkann

großgroßistist

fliegenfliegen

kann-nichtkann-nicht

langelangedünnedünneBeineBeine

hathatbeissenbeissen

kannkann

gefährlichgefährlich

istist

singensingen

kannkann

gelbgelbistist

Semantische NetzeSemantische Netze

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Semantische NetzeSemantische Netze TierTierIstEin:IstEin:

VogelVogelIstEin: TierIstEin: Tier

FischFischIstEin: TierIstEin: Tier

StraussStraussIstEin: VogelIstEin: Vogel

KanariKanariIstEin: VogelIstEin: Vogel

HaiHaiIstEin: FischIstEin: Fisch

LachsLachsIstEin: FischIstEin: Fisch

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FramesFrames

EreignisEreignisIstEin:IstEin:

Ort:Ort:Tag:Tag:Zeit:Zeit:

KatastropheKatastropheIstEin: EreignisIstEin: Ereignis

Tote:Tote:Verletzte:Verletzte:Obdachlose:Obdachlose:Sachschaden:Sachschaden:

ErdbebenErdbebenIstEin: KatastropheIstEin: Katastrophe

Verwerfung:Verwerfung:Stärke:Stärke:

ÜberschwemmungÜberschwemmungIstEin: KatastropheIstEin: Katastrophe

Wasserstand:Wasserstand:Gewässer:Gewässer:

WirbelsturmWirbelsturmIstEin: KatastropheIstEin: Katastrophe

Name:Name:Windstärke:Windstärke:

Gesellsch. EreignisGesellsch. EreignisIstEin: EreignisIstEin: Ereignis

Gastgeber:Gastgeber:Gäste:Gäste:

GeburtstagsfeierGeburtstagsfeierIstEin: Gesell. EreignisIstEin: Gesell. Ereignis

Alter:Alter:Jubilar:Jubilar:

HochzeitHochzeitIstEin: Gesell. EreignisIstEin: Gesell. Ereignis

Braut:Braut:Brauteltern:Brauteltern:Bräutigam:Bräutigam:Eltern d. Br.:Eltern d. Br.:Brautkleid:Brautkleid:

SportereignisSportereignisIstEin: EreignisIstEin: Ereignis

Sportart:Sportart:Gewinner:Gewinner:Ergebnis:Ergebnis:

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FRAMESFRAMES

Erdbeben in NeurelienErdbeben in Neurelien Heute ereignete sich in Neurelien ein schweres Erdbeben von einer Heute ereignete sich in Neurelien ein schweres Erdbeben von einer

Stärke von 8.5. Das Beben tötete 25 Personen. Es gab 523 Verletzte. Stärke von 8.5. Das Beben tötete 25 Personen. Es gab 523 Verletzte. Der Sachschaden beträgt DM 500.000.000. Der Präsident von Der Sachschaden beträgt DM 500.000.000. Der Präsident von Neurelien teilte mit, daß das hart getroffene Gebiet in der Nähe der Neurelien teilte mit, daß das hart getroffene Gebiet in der Nähe der Santa Anna Verwerfung schon seit Jahren eine Gefahrenzone Santa Anna Verwerfung schon seit Jahren eine Gefahrenzone gewesen sei.gewesen sei.

Zusammenfassung (Muster)Zusammenfassung (Muster) <Wert im Tag-Slot> ereignete sich in <Wert im Ort-Slot> ein <Wert im Tag-Slot> ereignete sich in <Wert im Ort-Slot> ein

Erdbeben. Es gab <Wert im Tote-Slot> Tote, <Wert im Verletzte-Slot> Erdbeben. Es gab <Wert im Tote-Slot> Tote, <Wert im Verletzte-Slot> Verletzte, und einen Sachschaden in Höhe von DM <Wert im Verletzte, und einen Sachschaden in Höhe von DM <Wert im Sachschaden-Slot>. Die Stärke des Bebens betrug <Wert im Staerke-Sachschaden-Slot>. Die Stärke des Bebens betrug <Wert im Staerke-Slot> auf der Richter Skala, und die verursachende Verwerfung war Slot> auf der Richter Skala, und die verursachende Verwerfung war <Wert im Verwerfung-Slot>. <Wert im Verwerfung-Slot>. 

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FRAMESFRAMESZusammenfassung (Instanziierung)Zusammenfassung (Instanziierung)

Heute ereignete sich in Neurelien ein Erdbeben. Es gab 25 Tote, Heute ereignete sich in Neurelien ein Erdbeben. Es gab 25 Tote, 523 Verletzte, und einen Sachschaden in Höhe von DM 523 Verletzte, und einen Sachschaden in Höhe von DM 500.000.000. Die Stärke des Bebens betrug 8.5 auf der Richter 500.000.000. Die Stärke des Bebens betrug 8.5 auf der Richter Skala, und die verursachende Verwerfung war Santa Anna.Skala, und die verursachende Verwerfung war Santa Anna.

Erdbeben-13Erdbeben-13IstEin: ErdbebenIstEin: Erdbeben

Ort:Ort: NeurelienNeurelienTag:Tag: heuteheuteTote:Tote: 2525Verletzte:Verletzte: 523523Sachschaden:Sachschaden: 500,000,000500,000,000Stärke:Stärke: 8.58.5Verwerfung:Verwerfung: Santa AnaSanta Ana