Продукционные системы

Продукционные системы — это системы представления знаний, основанные на пра-вилах типа
«УСЛОВИЕ-ДЕЙСТВИЕ». Записываются эти правила обычно в виде
ЕСЛИ А1,А2.. Аn ТО В.
Такая запись означает, что «если выполняются все условия от А1, до Аn (являются ис-тинными), тогда следует выполнить действие В». Часть правила после ЕСЛИ называется посылкой, а часть правила после ТО — выводом, или действием, или заключением.
Условия А],А2...Аn обычно называют фактами. С помощью фактов описывается те-кущее состояние предметной области. Факты могут быть истинными, ложными либо, в общем случае, правдоподобными, когда истинность факта допускается с некоторой сте-пенью уверенности.
Действие В трактуется как добавление нового факта в описание текущего состояния предметной области.
В упрощенном варианте описание ПО с помощью правил (продукций) базируется на следующих основных предположениях об устройстве предметной области. ПО может быть описана в виде множества фактов и множества правил.
Факты — это истинные высказывания (в естественном языке — это повествователь-ные предложения) об объектах или явлениях предметной области.
Правила описывают причинно-следственные связи между фактами (в общем случае и между правилами тоже) — как истинность одних фактов влияет на истинность других. Такое представление предметной области является во многих случаях достаточным, а вот соответ-ствует ли оно действительному положению вещей, зависит от точки зрения наблюдателя.
Описание ПО нетрудно ввести в ЭВМ — для этого достаточно снабдить его соответ-ствующими средствами для хранения множества фактов, например, в виде базы фактов, для хранения правил, например, в базе правил, и построить интерпретатор базы правил, который по описанию текущего состояния ПО в виде предъявленных ему фактов осуще-ствляет поиск выводимых из фактов заключений.
На этой идее и построены системы продукций.

В продукционных системах используются два основных способа реализации механизма вывода:
1) прямой вывод, или вывод от данных;
2) обратный вывод, или вывод от цели.
В первом случае идут от известных данных (фактов) и на каждом шаге вывода к этим фактам применяют все возможные правила, которые порождают новые факты, и так до тех пор, пока не будет порожден факт-цель.
Для применения правила используется процесс сопоставления известных фактов, с правилами и, если факты согласуются с посылками в правиле, то правило применяется.
Во втором случае вывод идет в обратном направлении — от поставленной цели. Если цель согласуется с заключением правила, то посылку правила принимают за подцель или гипотезу, и этот процесс повторяется до тех пор, пока не будет получено совпадение подцели с известными фактами.
Рабочая память представляет собой информационную структуру для хранения текущего состояния предметной области. Обмен информацией в продукционной системе осуществляется через рабочую память. К примеру, из одного правила нельзя переслать какие-либо данные непосредственно в другое правило, минуя рабочую память. Состояние рабочей памяти целиком определяет подмножество применимых на каждом шаге вывода правил.
Например, возможная формулировка правил продукций в экспертной системе диагностики автомобиля имеет следующий вид:

Если (горит_лампа_датчика_давления_масла
И уровень_масла_норма
и обороты_двигателя_норма
и масляный фильтр_не_засорен)
То (проверить масляный насос)