23667

Изучение стратегий разрешения конфликтов в продукционных системах

Лабораторная работа

Информатика, кибернетика и программирование

При реализации прямого вывода в продукционных базах знаний машина логических выводов сопоставляет левые части антецеденты правил с базой данных и помещает правила антецеденты которых удовлетворяются в агенду конфликтное множество. Когда правило становится активным условия в его левой части удовлетворяются оно помещается в агенду в соответствии со следующими правилами: 1. Вновь активизируемые правила помещаются над всеми правилами с более низкой значимостью salience и ниже всех правил с более высокой значимостью. Если в результате...

Русский

2013-08-05

43.5 KB

4 чел.

Лабораторная работа № 3

Изучение стратегий разрешения конфликтов в продукционных системах.

Общие сведения.

При реализации прямого вывода в продукционных базах знаний машина логических выводов сопоставляет левые части (антецеденты) правил с базой данных и помещает правила, антецеденты которых удовлетворяются, в агенду (конфликтное множество). Агенда представляет собой список всех правил, условия которых удовлетворяются, но которые еще не были выполнены. Агенда работает аналогично стеку - правило, которое должно быть выполнено первым является верхним правилом в агенде. Когда правило становится активным (условия в его левой части удовлетворяются), оно помещается в агенду в соответствии со следующими правилами:

1. Вновь активизируемые правила помещаются над всеми правилами с более низкой значимостью (salience) и ниже всех правил с более высокой значимостью.

2. Для определения места среди правил равной значимости используется текущая стратегия разрешения конфликта.

3. Если в результате добавления или удаления факта одновременно активизируются несколько правил и шаги 1 и 2 не позволяют выполнить упорядочение, то эти правила упорядочиваются между собой произвольно (но не случайно).

Значимость позволяет пользователю назначать правилу приоритет, который учитывается при его выборе из агенды. Первым активизируется правило с наивысшей значимостью. Значимость может принимать целое значение в диапазоне от -10000 до +10000. По умолчанию значимость правила равна 0. Для явного назначения правилу значимости используется оператор:

(declare <rule- salience>).

Этот оператор может добавляться в левую часть правила и должен размещаться перед первым условным элементом, например:

(defrule test-1

(declare (salience 99))

(fire test-1)

=>

(printout t "Rule test-1 firing." crlf))

Значимости может назначаться значение в один из трех моментов: при определении правила, при активизации правила и в каждом цикле выполнения (последние два случая соответствуют динамической значимости). По умолчанию значение значимости назначается только при определении правила. Для изменения такого поведения может использоваться команда set-salience-evaluation.

В CLIPS поддерживается семь стратегий разрешения конфликтов: вглубь” (depth), вширь” (breadth), простоты” (simplicity), сложности” (complexity), lex, mea и случайного выбора (random). По умолчанию используется стратегия вглубь. Текущая стратегия может быть установлена командой set-strategy, при этом агенда переупорядочивается на основе новой стратегии. Синтаксис команды:

(set-strategy <strategy>),

где <strategy>::= depthbreadthsimplicitycomplexitylexmearandom   

По умолчанию используется стратегия depth.

Стратегиявглубь”. Вновь активируемые правила помещаются в агенду над всеми правилами такой же значимости. Например, пусть факт f-1 активирует правила rule-1 и rule-2, а факт f-2 активирует правила rule-3 и rule-4. Тогда если f-1 устанавливается раньше, чем f-2, то rule-3 и rule-4 окажутся в агенде выше правил rule-1 и rule-2. Однако положение правила rule-1 относительно правила rule-2 и правила rule-3 относительно правила rule-4 будет произвольным.

Стратегиявширь”. Вновь активируемые правила помещаются ниже всех правил с такой же значимостью. Например, пусть факт f-1 активирует правила rule-1 и rule-2, а факт f-2 активирует правила rule-3 и rule-4. Тогда, если f-1 устанавливается раньше, чем f-2, то rule-1 и rule-2 окажутся в агенде выше правил rule-3 и rule-4. Однако, положение правила rule-1 относительно правила rule-2 и правила rule-3 относительно правила rule-4 будет произвольным.

Стратегия “простоты”. Среди правил одинаковой значимости, вновь активируемые правила помещаются над всеми правилами с равной или большей специфичностью (specificity). Специфичность правила определяется числом сравнений, которые должны быть выполнены в левой части правила. Каждое сравнение с константой или предварительно связанной переменной увеличивает специфичность на единицу. Каждый вызов функции, сделанный из левой части правила в условном элементе с предикатным ограничением (:), ограничением возвращаемым значением (=) или УЭ-проверкой (test) увеличивает специфичность на единицу. Булевы функции “и”, “или”, “не” не увеличивают специфичность правила, но их аргументы увеличивают. Вызовы функций, выполняемые из функций не увеличивают специфичность. Например, следующее правило:

(defrule example

(item ?x ?y ?x)

(test (and (numberp ?x) (> ?x (+ 10 ?y)) (< ?x 100)))

=>)

имеет специфичность 5 (считаются операторы (item ?x ?y ?x),  ?x,  numberp,  >,  <).

Стратегия “сложности”. Среди правил одинаковой значимости, вновь активируемые правила помещаются над всеми правилами с равной или меньшей специфичностью.

Стратегия LEX. Для определения места правила в агенде среди правил одинаковой значимости в первую очередь используется новизна образцов, активизирующих данное правило. Каждый факт и экземпляр помечаются временным тегомдля указания его новизны по отношению ко всем другим фактам и экземплярам в системе. Для определения местоположения правила в агенде образцы (факты или экземпляры), связанные с активацией каждого правила сортируются по убыванию новизны. Правило с более поздним образцом помещается выше правил с более ранними образцами. Чтобы определить относительный порядок размещения двух правил, отсортированные временные теги этих образцов, активирующих эти правила, сравниваются попарно начиная с самых больших значений. Сравнение продолжается до тех пор, пока не будет обнаружено, что временной тег одной активации больше соответствующего временного тега другой активации. Правило с большим значением временного тега помещается в агенду выше другого правила.

Если одно правило имеет больше образцов, чем другое, а все сравниваемые временные теги идентичны, то правило с большим числом временных тегов помещается выше. Если два правила имеют равную новизну, правило с более высокой специфичностью помещается выше правила с более низкой специфичностью.

Стратегия MEA. Для определения места правила в агенде среди правил равной значимости в первую очередь используется временной тег образца, связанного с первым условием в правиле. Правило, у которого временной тег первого образца (условного элемента) больше временных тегов первых образцов других правил, помещается в агенду выше них. Если временные теги первых образцов равны, то для определения места правила используется стратегия LEX.

Стратегия случайного выбора (Random Strategy). Каждой активации сопоставляется случайное число, которое используется для определения ее местоположения в агенде среди активаций равной значимости. Это случайное число сохраняется, когда стратегия изменяется, так что при возврате к случайной стратегии восстанавливается тот же порядок (среди активаций, которые находились в агенде, когда стратегия была изменена).  

Порядок выполнения работы.

1. Используя редактор clipsedt.exe сформировать с помощью конструкции deffacts исходный набор из пяти произвольных фактов (далее обозначаемых (a), (b), (c), (d) и (e)).

2. В соответствии с вариантом задания (табл. 1) сформировать набор правил, где (n), (m), (p), (r), (s) и (t) – некоторые произвольно выбранные факты (в квадратных скобках указана значимость правила). Сохранить подготовленные конструкции в файле <file_name>.clp.

Таблица 1

Варианты БЗ для исследования стратегий разрешения конфликтов

Вариант 1

Вариант 2

Вариант 3

Вариант 4

(a)(b)=>(m) [5000]

(a)(c)=>(n) [6000]

(b)(c)(d)=>(p) [5000] (a)(d)(c)=>(r) [6000]

(m)(n)=>(s) [6000]

(n)(p)(r)=>(t) [5000]

(a)(d)(e)=>(m) [5000] (c)(d)=>(p) [5000]

(c)(b)(d)=>(r) [6000] (b)(a)=>(n) [6000]

(p)(m)=>(t) [6000]

(r)(p)(m)=>(s) [5000]

(a)(b)(c)=>(r) [5000] (e)(c)(d)=>(p) [5000]

(a)(b)=>(m) [5000]

(a)(e)=>(n) [5000]

(m)(n)(r)=>(s) [5000] (m)(p)=>(t) [6000]

(e)(d)(a)=>(p) [8000] (b)(d)=>(m) [8000]

(a)(c)=>(n) [8000]

(a)(d)(b)=>(r) [8000]

(m)(p)=>(t) [6000]

(a)(n)(r)=>(s) [6000]

Вариант 5

Вариант 6

Вариант 7

Вариант 8

(a)(d)(e)=>(p) [6000] (b)(c)=>(m) [7000]

(d)(a)=>(n) [7000]

(e)(d)(c)=>(r) [6000]

(b)(n)=>(s) [7000]

(n)(p)(r)=>(t) [7000]

(c)(d)(a)=>(m) [4000] (c)(e)=>(p) [4000]

(c)(b)(d)=>(r) [4000] (b)(a)=>(n) [4000]

(p)(c)=>(t) [6000]

(a)(p)(m)=>(t) [5000]

(b)(c)(d) =>(r) [3000]

(a)(b)=>(m) [3000]

(e)(c)(d)=>(p) [3000] (a)(e)=>(n) [3000]

(m)(e)(r)=>(t) [5000] (m)(b)=>(s) [5000]

(a)(b)(c)=>(r) [2000] (e)(c)(d)=>(p) [2000]

(a)(d)=>(m) [3000]

(a)(e)=>(n) [3000]

(c)(n)(r)=>(t) [4000] (m)(d)=>(s) [5000]

3. Загрузить среду CLIPS (файл clipswin.exe). Активизировать окна “Facts Window” и Agenda Window”. С помощью команды Load Constructs меню File (или «горячей» комбинации Ctrl-L) загрузить факты и правила из файла <file_name>.clp.

4. Выполнить начальную установку командой (run) («горячая» комбинация - Ctrl-U). Зафиксировать состояние списка фактов и агенды.

5. Выполнить в пошаговом режиме обработку правил («горячая» комбинация - Ctrl-T), фиксируя после каждого шага состояние агенды и списка фактов.

6. Повторить действия п. 4 и 5 при различных стратегиях разрешения конфликтов. Для изменения стратегий использовать пункт Options менюExecution. Зафиксировать и объяснить полученные результаты.


 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

74369. Вывод УУН в прямоугольной (декартовой) системе координат 200.5 KB
  Выделив в них отдельно действительные и мнимые составляющие небалансов токов и небалансов мощностей получим следующие системы нелинейных уравнений двойного порядка с вещественными коэффициентами: в форме баланса активных и реактивных составляющих токов 8.7б Где векторы действительных и мнимых составляющих напряжений относительно которых решаются данные системы нелинейных уравнений.
74370. Расчет параметров установившегося режима по известным параметрам схемы и напряжениям узлов. Взаимосвязь параметров режима и схемы замещения 315 KB
  После решения уравнений установившегося режима и получения напряжений в узлах ЭС выполняется второй этап задачи — расчет потокораспределения: мощностей и токов в схеме, потерь мощности в ветвях, мощности балансирующего источника и другие
74371. Методы нулевого порядка для решения УУН. применение метода Зейделя для решения УУН 165 KB
  В практических алгоритмах наиболее часто реализуется два метода нулевого порядка: методы Зейделя и Zматрицы. Метод Зейделя был первым методом примененным для расчета установившихся режимов ЭЭС на ЭВМ.26 Из формулы видно что вместо простейшего итерационного процесса метода Якоби метод Зейделя использует для вычисления каждой последующей переменной самые последние новые значения предыдущих переменных т.
74377. Алгоритм программы расчета установившихся режимов ЭС 71.5 KB
  В предыдущих разделах дана характеристика математического описания и основных этапов задачи расчета параметров установившихся режимов ЭС, имеющей самые разнообразные программные реализации.