Теоретико-справочный материал. Модель представления знаний - продукционные системы

Модель представления знаний - ПРОДУКЦИОННЫЕ СИСТЕМЫ

Цель работы: в соответствии с индивидуальным заданием создать продукционную систему (ПС) исследуемой ПО.

Продукционное правило (ПП) (или продукция) как модель представления процедурных знаний ПО формально в наиболее общем виде представляется нотацией:

PR_N = < N, Q, P, C, A Þ B, S >, (3)

где N – имя i -го ПП;

Q – сфера применения ПП;

P – предусловие применения (активизации) ПП, содержащего информацию об истинности и приоритетности данного ПП;

С – условие применения ПП при поиске решения НФЗ;

A Þ B – секвенция, представляющая собой собственно ПП (или продукцию) – ядро ПП;

S – постусловие применения ПП.

Поясним более подробно сущность каждой компоненты нотации ПП (3):

Q – сфера применения ПП – вычленяет из всей ПО некоторый ее фрагмент, в котором знание, отображаемое в ПП, имеет смысл;

P – предусловие применения ПП – содержит информацию, которая используется в операциях (стратегиях) управления выводом семантического решения НФЗ для выбора данного ПП и активизации (инициализации, применения или исполнения) этого правила;

С – условие применения ПП, представляющее собой предикат, истинное значение которого разрешает применять данное ПП на некотором шаге поиска решения НФЗ;

S – постусловие применения ПП – содержит информацию о том, какие изменения надо ввести в данное ПП или другие ПП после инициализации, или выполнения, данного ПП.

Продукция, или ядро ПП, интерпретируется различным образом:

«если А истинно, то В истинно»;

«если А имеется в БЗ, то В надо ввести в БЗ»;

«если А – текущая ситуация, то В надо ввести в БЗ» и т. п.

Факты, которые входят в «условие», или «предпосылку», продукции, определяют постановку НФЗ и хранятся в БЗ.

С точки зрения структурно-синтаксических особенностей формирования выделяют четыре типа ПП:

1. Простое ПП – это ПП, имеющее единственное условие и единственное действие. Например: «ЕСЛИ (основной аппарат - насос), ТО (технологический блок – блок нагнетания)».

2. Составное ПП имеет множество условий и действий. Например: «ЕСЛИ (аппарат – ректификационная колонна) И (габариты аппарата - крупногабаритный), ТО (высота установки аппарата – на нулевом уровне) И (очередь размещения – в первую очередь)».

3. Фокусирующее ПП имеет множество условий и одно действие. Например: «ЕСЛИ (основной аппарат – абсорбер) И (узел вспомогательного назначения – узел теплообмена) И (узел вспомогательного назначения – узел перекачки), ТО (технологический блок – блок абсорбции)».

4. Разветвляющее ПП имеет одно условие и множество действий. Например: «ЕСЛИ (технологический блок – блок перекачки), ТО (основной аппарат – емкость) И (узел вспомогательного назначения – узел нагнетания)».

Продукционная система (система продукций, или система ПП (ПС)) - совокупность множества ПП, отображающих разнообразные продукционные знания ПО, порядок активизации, или выполнения, которых задается с помощью стратегии управления выводом.

Стратегия управления выводом решения НФЗ с использованием ПП в ПС формально определяется процедурой

М = < М ₁, М ₂, М ₃>, (4)

где М ₁ – процедура, формирующая подмножество ПП, для которых выполнены условия их применимости;

М ₂ – процедура, производящая выбор из подмножества готовых ПП такого правила, которое будет выполняться на данном шаге поиска решения НФЗ;

М ₃ – процедура, вносящая необходимые изменения в ПП, входящие в ПС, на основании той информации, которая содержалась в постусловии ПП, выполненного на данном шаге.

Совокупность процедур М ₁ и М ₂ образует процедуру интерпретации ПП. Процедуры М ₁ и М ₂ выполняются интерпретатором ПП.

Поясним сущность процедуры интерпретации ПП, в результате которой происходит инициализация (активизация, или выполнение) данного ПП. Для реализации процедуры вывода решений НФЗ в ЭС, основанных на ПП, процедурные знания представляются набором ПП, которые проверяются на множестве фактов при постановке НФЗ или знаний о текущей ситуации – при поиске ее решения. Когда «условие» ПП удовлетворяет фактам, то «действие» ПП выполняется; если это происходит, то ПП выполнено.

Интерпретатор ПП сопоставляет часть «условие» ПП с фактами и выполняет то ПП, «условие» которого согласуется с фактами.

Выполнение ПП может состоять в модификации набора фактов БЗ, например в добавлении нового факта. Новые факты, добавленные в БЗ, сами могут использоваться для «сопоставления» других ПП. Действие при активизации ПП может непосредственно влиять ЛПР и внешнюю среду.

Процедура сопоставления с фактами «условия» ПП при поиске решения НФЗ порождает дерево вывода решений, или дерево вариантов решений (ДВР), представляющих собой совокупность цепочек вывода. Результат решения НФЗ в виде ДВР хранится в БД или рабочей БЗ ПС [3].

Дата добавления: 2014-12-16