Термин семантическая означает смысловая, а сама семантика — это наука, устанавливающая отношения между символами и объектами, которые они обозначают, т.е. наука, определяющая смысл знаков.

В основе семантических моделей лежит понятие сети, образованной помеченными вершинами и дугами. Вершины сети представляют некоторые сущности (абстрактные или конкретные объекты, процессы, события, явления), а дуги — отношения между сущностями, которые они связывают (связи типа «это», «имеет частью», «принадлежит» и т.п.). Наложив ограничения на описание дуг и вершин, можно получить сети различного вида. Если вершины не имеют собственной внутренней структуры, то соответствующие сети называются простыми. Если вершины обладают некоторой структурой, то такие сети называют иерархическими.

Характерной особенностью семантических сетей является обязательное наличие трех типов отношений: класс — элемент класса, свойство — значение и пример элемента класса.

В самом общем случае сетевая модель— это информационная модель предметной области. В сетевой модели представляются множество информационных единиц (объекты и их свойства, классы объектов и их свойств) и отношения между этими единицами.

В зависимости от типов отношений между информационными единицами различают сети:

• классификационные, в которых используются отношения (типа часть-целое, род, вид, индивид), описывающие структуру предметной области, что позволяет отражать в базах знаний разные иерархические отношения между информационными единицами;
• функциональные (их часто называют вычислительными моделями), позволяющие описывать процедуры «вычислений» одних информационных единиц через другие;
• каузальные (называемые также сценариями), использующие причинно-следственные отношения, а также отношения типа «средство — результат», «орудие — действие» и т.п.
• смешанные, использующие разнообразные типы отношений.

Если в сетевой модели допускаются отношения различного типа, то ее обычно называют семантической сетью.

Важной чертой семантических сетей является возможность представлять знания более естественным и структурированным образом, чем это делается с помощью других формализмов.

Виды отношений

При разработке представлений в виде семантических сетей важную роль играют следующие отношения:

• «является», отражающее принадлежность объекта некоторому классу объектов;
• «имеет», указывающее на то, что одно понятие представляет часть другого;
• «есть», указывающая на то, что одно понятие служит атрибутом другого.

Можно предложить несколько классификаций семантических сетей, связанных с типами отношений между понятиями. По количеству типов отношений сети делятся на однородные (с единственным типом отношений) и неоднородные (с различными типами отношений). По типам отношений их можно классифицировать как бинарные (в которых отношения связывают два объекта) и n-арные (в которых есть специальные отношения, связывающие более двух понятий).

Семантические отношения бывают:

• Лингвистическими (глагольными, атрибутивными и падежными) — отображают смысловую взаимосвязь между событиями, между событиями и понятиями или свойствами. Они бывают глагольными, атрибутивными и падежными.
• Логическими — операциями, используемыми в алгебре логики (дизъюнкция, конъюнкция, инверсия и импликация).
• Теоретико-множественными—отношениями подмножества, части целого, множества и элемента.
• Квантифицированными — логическими кванторами общности и существования. Они используются для представления таких знаний как «Существует работник А, обслуживающий склад В» и т.д.

Наиболее часто в семантических сетях используются следующие отношения:

• связи типа «часть — целое» («класс — подкласс», «элемент — множество» и т.п.);
• функциональные связи (определяемые обычно глаголами «производит», «влияет» и т.п.);
• качественные связи (больше, меньше, равно и т.д.);
• пространственные связи (далеко от, близко от, за, под, над и т.п.);
• временные связи (раньше, позже, в течение и т.д.);
• атрибутивные связи (иметь свойство, иметь значение и т.п.);
• логические связи (и, или, не) и другие.

Проблема поиска решения в базе знаний типа семантической сети сводится к задаче поиска фрагмента сети, соответствующего некоторой подсети, соответствующей поставленному вопросу.