При использовании алгоритмов на основе фреймов и сетей становятся возможными «более глубокие» рассуждения, в частности абстракции и аналогии. Абстракции и аналогии — важнейшие «инструменты» в деятельности специалиста. Они позволяют, кроме того, описывать объекты (скажем, «насос» на рис. 2) и процессы (например, «инструкции по запуску» на том же рисунке). Существенную роль играет также исследование отношений между объектами.
В экспертных системах с глубинным представлением знаний выводы делаются исходя из отношений, задаваемых сетями или фреймами. Семантическая сеть — это граф таких отношений. Система фреймов (сценариев) связывает объекты, а также отношения между ними в структуры, называемые составными объектами (по существу, это группы объектов, каждая из которых имеет свои отличительные признаки). Системы фреймов, кроме того, дают возможность «наследовать» определенные атрибуты иерархии составных объектов.
Таким образом, в системах фреймов реализуются семантические свойства некоторых отношений между объектами. Системы фреймов и семантических сетей позволяют представлять объекты из рассматриваемой области, а также процессы, стратегии и т. д., относящиеся к той же области. Алгоритмы управления системами фреймов или семантическими сетями, как правило, гораздо сложнее, чем для экспертных систем с поверхностным представлением, причем эти алгоритмы реализуются такими методами, которые невозможно истолковать с помощью пояснительных средств системы. «Поверхностные» системы отличаются «узостью» представлений; знания в них можно рассматривать как некое «упрощение» глубоких знаний из той или иной области, связанное с решением конкретной задачи.
Одной из форм деятельности, требующей специальных навыков, где нашли применение глубинные представления, является обучение. В этом случае необходимо отразить знания учащихся, для чего глубинные представления (концепции, абстракции, аналогии и стратегии принятия решений) оказываются наиболее подходящими.
Фирма «Болт, Беранек энд Ньюмен» совместно с Центром исследований и разработок по проблемам личного состава ВМС США создали систему инструктажа, получившую название «Стимер» («Паровая машина»). Она предназначена для «изучения принципам работы с судовыми паровыми машинами (рис. 2). Процесс эксплуатации такой установки состоит из определенной последовательности действий по управлению ее отдельными компонентами. В системе «Стимер» компоненты и процедуры (а также их абстрактные представления, которые используются в процессе обучения навыкам работы на установке) представлены в виде фреймов.
Шаги, составляющие каждую процедуру, формируются на основе рассмотрения абстракции компонентов, а также элементарных компонентов того устройства, для управления которым предназначена данная процедура. Порядок следования шагов определяется третьим составным объектом; принципами эксплуатации. Сведения об этих принципах, полученные от высококвалифицированных специалистов-эксплуатационников, образуют «сжатое» знание о работе с паровой машиной (хотя указанные принципы и представлены в виде фреймов, а не правил).
Рис. 2. Этот пример взят из программы «Стимер», предназначенной для обучения принципам эксплуатации судовых паровых машин. Последовательность операций получена на основании рассмотрения элементарных компонентов и абстракций анализируемого объекта — в данном случае основного конденсатного насоса
