PDF de programación - CommonKADS: Nivel de concepto

CommonKADS: Nivel de concepto

Francisco J. Martín Mateos

Dpto. Ciencias de la Computación e Inteligencia Artificial

Universidad de Sevilla

Ingeniería del Conocimiento

CommonKADS: Nivel de concepto

Objetivos del nivel de concepto

Especifica la estructura de la información y del conocimiento
requerido por el SBC, sin hacer referencia a los detalles de
implementación

Determinar qué es lo que el sistema debe hacer, sin indicar
cómo lo hace realmente

Incluye el desarrollo de dos modelos

Modelo de conocimiento: Detalla los requisitos de
conocimiento y razonamiento del SBC a desarrollar
Modelo de comunicación: Detalla los requisitos relacionados
con la interacción entre el SBC y otros componentes software

La entrada a ambos modelos es una tarea intensiva en
conocimiento identificada en el estudio de viabilidad llevado a
cabo en el nivel de contexto

Se especifica usando el Lenguaje de Modelado Conceptual
(CML)

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CommonKADS: Nivel de concepto

Estructura del modelo de conocimiento

Tres categorías de conocimiento

Conocimiento del Dominio: Terminología general y hechos de
un dominio, descritos de forma independiente de una tarea
particular
Conocimiento sobre Inferencias: Procesos básicos de
razonamiento que se realizan directamente sobre el
conocimiento del dominio
Conocimiento sobre Tareas: Terminología, modelos
computacionales y hechos asociados con la ejecución de un
tipo de tarea, sin centrarse en un dominio particular

Ingeniería del Conocimiento

CommonKADS: Nivel de concepto

Conocimiento del Dominio

En esta categoría se representa el conocimiento relevante del
dominio de la aplicación

Tipos y objetos de conocimiento descritos de forma
independiente de la tarea
Se desarrolla en dos partes

Esquema del Dominio: Terminología general utilizada para
describir el conocimiento del dominio
Base de Conocimiento: Hechos específicos de dicho dominio

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CommonKADS: Nivel de concepto

Conocimiento del Dominio

El conocimiento del dominio en CML

DOMAIN-KNOWLEDGE identificador;

Descripción del esquema(s) del dominio;
Descripción de la(s) base(s) de conocimiento;

END DOMAIN-KNOWLEDGE identificador;

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CommonKADS: Nivel de concepto

Esquema del Dominio

Descripción esquemática de la información y del conocimiento
estáticos del dominio de la aplicación
Constructores básicos de modelado

Conceptos: Definen colecciones de objetos que presentan
características comunes
Relaciones: Definen relaciones entre los conceptos
Tipos de reglas: Definen relaciones entre expresiones lógicas
sobre los valores de atributos de conceptos

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CommonKADS: Nivel de concepto

Esquema del Dominio

El esquema del dominio en CML

DOMAIN-SCHEMA identificador;

Dependencias entre esquemas de dominios;
Descripción de conceptos, relaciones y tipos de reglas;

END DOMAIN-SCHEMA identificador;

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CommonKADS: Nivel de concepto

Conceptos

Definen colecciones de objetos que presentan características
comunes

Las características de un concepto se especifican mediante un
conjunto de atributos
Cada atributo se especifica con un nombre que lo identifica y
el tipo de valor que puede tomar

Por defecto, los atributos toman un único valor, aunque se
pueden definir explicitamente cardinalidades mayores (slot -
multislot)

Los tipos de valores de un atributo han de ser simples y no
hacer referencia a otros objetos: natural, integer, float,
symbol, string, ordinal

Las referencias a otros objetos se especifican mediante
relaciones

Se pueden indicar restricciones sobre los valores de los
atributos

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CommonKADS: Nivel de concepto

Conceptos

Conceptos en CML

CONCEPT cliente;
DESCRIPTION:

”Datos personales del cliente”;

ATTRIBUTES:

nombre: STRING;
domicilio: STRING;
edad: NATURAL;
...

AXIOMS:

edad ≥ 18;

END CONCEPT cliente;

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Conceptos

Conceptos en CML

CONCEPT solicitud;
DESCRIPTION:

”Solicitud de asesoramiento”;

ATTRIBUTES:

usuario: infantil, adolescente, joven, maduro;
uso: científico, multimedia, diseño, ...;

CARDINALITY: 3;

inversión: NATURAL;
...

AXIOMS:

400 < inversión ≤ 1000;

END CONCEPT solicitud;

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CommonKADS: Nivel de concepto

Conceptos

Se pueden establecer jerarquías entre los conceptos

Subtipos: Conceptos hijos
Supertipos: Conceptos padre

Entre los conceptos hijos se pueden indicar propiedades
semánticas

Completa: Todas las instancias del supertipo son a su vez
instancias de algún subtipo
Disjunta: Cada instancia del supertipo es a su vez instancia de
como mucho uno de los subtipos

Posibles especializaciones en los subtipos

Se pueden nuevos atributos específicos del subtipo
Se pueden restringir el conjunto de valores de un atributo
heredado
Se puede reducir la cardinalidad de los atributos heredados

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CommonKADS: Nivel de concepto

Conceptos

Jerarquías de conceptos en CML

CONCEPT ordenador;

DESCRIPTION:

”Ordenador personal”;

SUPER-TYPE-OF: portátil, sobremesa;
SEMANTICS:

DISJOINT: YES;
COMPLETE: YES;

ATTRIBUTES:

marca: STRING;
modelo: STRING;

END CONCEPT ordenador;

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CommonKADS: Nivel de concepto

Conceptos

Jerarquías de conceptos en CML

CONCEPT portátil;
DESCRIPTION:

”Ordenador personal portátil”;

SUB-TYPE-OF: ordenador;
ATTRIBUTES:
peso: FLOAT;
autonomía: FLOAT
END CONCEPT portátil;

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CommonKADS: Nivel de concepto

Conceptos

Jerarquías de conceptos en CML

CONCEPT sobremesa;

DESCRIPTION:

”Ordenador personal fijo”;
SUB-TYPE-OF: ordenador;

END CONCEPT sobremesa;

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CommonKADS: Nivel de concepto

Conceptos

Se pueden establecer relaciones del tipo parte de entre
conceptos

Un concepto puede estar formado por otros conceptos
(componentes)
Un concepto puede ser parte integrante de otro concepto

Por defecto cada componente aparece una única vez,
podemos indicar que una misma componente puede aparecer
varias veces modificando la cardinalidad de dicha componente
en la descripción de la misma

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CommonKADS: Nivel de concepto

Conceptos

Relaciones parte de en CML

CONCEPT ordenador;

DESCRIPTION:

”Ordenador personal”;

HAS-PARTS: cpu, memoria, ...;
ATTRIBUTES:

marca: STRING;
modelo: STRING;

END CONCEPT ordenador;

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CommonKADS: Nivel de concepto

Conceptos

Relaciones parte de en CML

CONCEPT memoria;
DESCRIPTION:

”Módulo de memoria RAM”;

PART-OF: ordenador;

CARDINALITY: 1+;

ATTRIBUTES:

tipo: STRING;
capacidad: NATURAL;
velocidad: NATURAL;
END CONCEPT memoria;

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Conceptos

Relaciones parte de en CML

CONCEPT cpu;

DESCRIPTION:
”Procesador”;

PART-OF: ordenador;
ATTRIBUTES:

marca: STRING;
modelo: STRING;
velocidad: NATURAL;

END CONCEPT cpu;

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CommonKADS: Nivel de concepto

Relaciones

Definen relaciones entre los conceptos

Permiten especificar relaciones más complejas que las de
jerarquía o del tipo “parte de”
Una relación se define por medio de sus argumentos

Los argumentos de una relación son conceptos u otras
relaciones
Se pueden definir relaciones con cualquier número de
argumentos
Las relaciones pueden tener atributos propios distintos de los
de los conceptos relacionados

La cardinalidad de un argumento en una relación indica el
número de veces que una instancia de dicho objeto puede
aparecer en instancias de la relación

La cardinalidad por defecto es uno, aunque se puede modificar
de forma explícita

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CommonKADS: Nivel de concepto

Relaciones

Relaciones en CML

RELATION venta;
ARGUMENTS:

ordenador;

CARDINALITY 0-1;

cliente;

CARDINALITY ANY;

comercial;

CARDINALITY ANY;

ATTRIBUTES:

fecha-de-venta: DATE;

END RELATION venta;

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CommonKADS: Nivel de concepto

Relaciones

Las relaciones más frecuentes son las binarias

En una relación binaria se pueden especificar propiedades
como reflexividad, simetría o transitividad

Una relación binaria puede ser dirigida, en cuyo caso se tiene
que indicar el nombre de la relación binaria inversa (que no es
necesario especificar)

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CommonKADS: Nivel de concepto

Relaciones

Relaciones binarias en CML

RELATION comprado-por;

INVERSE: comprar;
ARGUMENT-1: ordenador;

CARDINALITY 0-1;
ARGUMENT-2: cliente;
CARDINALITY ANY;

[REFLEXIVE | SYMMETRIC | TRANSITIVE]

END RELATION comprado-por;

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CommonKADS: Nivel de concepto

Tipos de reglas

Especifican relaciones entre expresiones lógicas sobre los
valores de atributos de conceptos

Relaciones de implicación entre dos tipos de objetos

Permiten modelar en un único tipo un conjunto de reglas que
comparten una estructura y funcionalidad similar
Componentes

Un antecedente y un consecuente, en los que se indican los
conceptos sobre cuyas instancias se definirán las expresiones
lógicas
Un símbolo de conexión, que será utilizado para definir las
instancias del tipo de regla

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CommonKADS: Nivel de concepto

Tipos de reglas

Tipos de reglas en CML

RULE-TYPE sugerencia;

DESCRIPTION:

”Relación entre las preferencias de un usuario y las
características del ordenador”

ANTECEDENT: solicitud;
CONSEQUENT: ordenador;
CONNECTION-SYMBOL sugiere;

END RULE-TYPE sugerencia;

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CommonKADS: Nivel de concepto

Modularización y reutilización

El conocimiento del dominio se puede especificar por medio de
la definición de distintos esquemas del dominio
Las dependencias entre los diferentes esquemas del dominio se
indican mediante la construcción USES

Un esquema del dominio puede importar todo el contenido de
otro esquema del dominio
Un esquema del dominio puede importar algunas
const