Лекция 5. Продукционные модели представления знаний в ИС

Модель, основанная на правилах и позволяющая представить знания в виде предложения типа «Если (условие), то (действие)» называется продукционной моделью.

Под «условием» (антецедентом) понимается некоторое предложение-образец, по которому осуществляется поиск в БЗ, а под «действием» (консеквентом) – действия, выполняемые при успешном выполнении поиска (они могут быть промежуточными, выступающими далее как условия и терминальными или целевыми, завершающими работу системы).

При использовании продукционной модели база знаний состоит из набора правил. Программа, управляющая перебором правил, называется машиной вывода. Механизм вывода связывает знания воедино, а затем выдаёт из последовательности знаний заключение.

Процесс обработки информации в продукционных моделях может осуществляться двумя способами: прямым (от данных к поиску цели) или обратным (от цели для ее подтверждения – к данным).

Пример:

Имеется фрагмент БЗ, состоящий из двух правил:

П1: ЕСЛИ «отдых - летом» и «человек - активный»,

ТО «ехать в горы».

П2: ЕСЛИ «любит солнце»,

ТО «отдых - летом».

Предположим, что в систему поступили данные:

«человек - активный» и «любит солнце»

Прямой вывод: исходя из поступивших данных, выдать рекомендацию по отдыху.

1-ый проход:

Шаг1. Пробуем П1 – не работает, т.к. не хватает данных «отдых - летом».

Шаг2. Пробуем П2 – работает, в базу поступает факт «отдых - летом».

2-ой проход:

Шаг3. Пробуем П1 – работает, активируется цель «ехать в горы», которая

и выступает как совет, который дает система.

Обратный вывод: подтвердить выбранную цель при помощи имеющихся правил и данных.

1-ый проход:

Шаг1. Цель - «ехать в горы»:

Пробуем П1 – данных «отдых - летом» нет, они становятся новой

Целью.

Шаг2. Цель - «отдых - летом»:

Правило П2 подтверждает цель и активизирует ее.

2-ой проход:

Шаг3. Пробуем П1, подтверждается искомая цель.

В общем случае продукционное правило можно представить в виде:

I: S; L; A→B; Q

i – индивидуальный номер продукции;

S – описание класса ситуаций, в котором данная структура может

использоваться;

L – условие, при котором данная продукция активизируется;

A→B – ядро продукции;

Q – постусловие, которое описывает действия после выполнения В.

Достоинства:

· простая и ясная нотация;

Недостатки:

· при большом количестве правил вывод идет очень долго;

Продукционная модель чаще всего применяется в промышленных экспертных системах. Она привлекает разработчиков своей наглядностью, высокой модульностью, легкостью внесения дополнений и изменений и простотой механизма логического вывода. Имеется большое число программных средств, реализующих продукционные модели знаний: язык OPS 5, оболочки EXSYS Professional, Kappa, ЭКСПЕРТ.

Не нашли, что искали? Воспользуйтесь поиском: