8121

Продукционные системы. Управление выводом в продукционных системах

Лекция

Информатика, кибернетика и программирование

Продукционные системы. Управление выводом в продукционных системах. (Конспект) Основные определения В самом общем виде продукционная система задается с помощью совокупности правил следующего вида: Если S1, то R1, Если Sn, то Rm, где...

Русский

2013-02-04

66.5 KB

51 чел.

Продукционные системы. Управление выводом в продукционных системах.

(Конспект)

Основные определения

В самом общем виде продукционная система задается с помощью совокупности правил следующего вида:

 Если S1, то R1, иначе…

Если Sn, то Rm,

где:

S – описание некоторой ситуации,

R – совокупность действий, которые должны быть выполнены в этой ситуации.

Левая часть правила называется антецедентом (LHSLeft Hands Side), правая – консеквентом (RHSRight Hands Side).

Продукционная система обеспечивает управление процессом решения задачи на основе сопоставления с образцом. Структурно система состоит из набора продукционных правил, рабочей памяти и цикла управления "распознавание-действие".

Набор продукционных правил (production rule) или продукций (productions).

Продукция – это пара "условие-действие", которая определяет одну порцию знаний, необходимых для решения задачи.

Условная часть правила – это образец (шаблон), который определяет, когда это правило может быть применено для решения какого-либо этапа задачи.

Часть действия – определяет соответствующий шаг решения задачи.

Рабочая память (working memory) – содержит описание текущего состояния мира в процессе рассуждений. Это описание является образцом, который сопоставляется с условной частью продукции с целью выбора соответствующих действий при решении задачи. Если условие некоторого правила соответствует содержимому рабочей памяти, то может выполняться действие, связанное с этим условием. Действия продукционных правил предназначены для изменения содержания рабочей памяти.

Конфликтное множество (conflict set) или агенда –  совокупность правил, готовых к выполнению.

Логический вывод в продукционных системах

Существуют два основных метода вывода в продукционных системах: прямой и обратный.

При обратном выводе система начинает решение с попытки определить значение целевой переменной. Для этого просматривается набор правил и ищется правило, с помощью которого можно достичь требуемой цели (присвоить целевой переменной конкретное значение). После того, как такое правило будет найдено, проверяется истинность его антецедента. Предикаты, содержащиеся в посылках, становятся текущей целью (подцелью) и вывод продолжается рекурсивно. Обратный вывод использовался в языке "Prolog".

При использовании прямого вывода обработка выполняется от посылок к заключению. По этому алгоритму работает интерпретатор машины логических выводов (МЛВ).

Алгоритм сопоставления с образцами

Процедура сопоставления сопоставляет условия (предикаты), содержащиеся в антецеденте правил в базе знаний (БЗ) с фактами, хранящимися в базе данных (БД) (см. рис).

Правила, для которых сопоставление прошло успешно, помещаются в агенду (конфликтное множество – КМ). Далее на основе правил разрешения конфликтов (ПРК) выбирается одно активизируемое правило (АП). Это правило срабатывает, в результате чего в БД добавляются новые факты, и цикл работы МЛВ повторяется.

Ряд стратегий разрешения конфликтов реализованы в среде CLIPS. Известные стратегии:

1. Принцип "стопки книг". Основан на идее, что наиболее часто используемая продукция является и наиболее полезной. Правила в агенде упорядочиваются по частоте их использования в прошлом.

2. Принцип метапродукций. В систему добавляются специальные правила – метапродукции, предназначенные для организации управления в процессе выборки. Например, в MYCIN:

Если Инфекция есть pel_abc и в агенде имеются правила,

у которых в условии A упоминается gramm_r,

то продукции, у которых в A имеются ent 

следует активизировать раньше,

чем продукции, содержащиеся в A gramm_r.

Модификации продукционной модели

Продукционная модель часто дополняется определённым порядком, вводимым на множестве продукций, что упрощает механизм логического вывода. Порядок может выражаться в том, что отдельная следующая по порядку продукция может применяться только после попыток применения предшествующих ей продукций. Примерно похожее влияние на продукционную модель может оказать использование приоритетов продукций, означающее, что в первую очередь должна применяться продукция, имеющая наивысший приоритет.

Рост противоречивости продукционной модели может быть ограничен путём введения механизмов исключений и возвратов. Механизм исключений означает, что вводятся специальные правила-исключения. Их отличает большая конкретность в сравнении с обобщёнными правилами. При наличии исключения основное правило не применяется. Механизм возвратов же означает, что логический вывод может продолжаться в том случае, если на каком-то этапе вывод привёл к противоречию. Просто необходимо отказаться от одного из принятых ранее утверждений и осуществить возврат к предыдущему состоянию.

Общие достоинства продукционных систем

1.  Модульность организации знаний.

2.  Независимость правил, выражающих самостоятельные фрагменты знаний.

3.  Простота и естественность модификаций знаний в БЗ.

4.  Отделение предметных знаний от управляющих, что позволяет применять различные управляющие стратегии и создавать общие управляющие механизмы для разных приложений.

Основной недостаток продукционных систем

Продукционная модель представления знаний обладает тем недостатком, что при накоплении достаточно большого числа (порядка нескольких сотен) продукций они могут друг другу противоречить.


 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

52714. Розв’язування завдань з параметрами – напрямок розвитку творчого математичного мислення учнів 220 KB
  Декілька прикладів розвязування задач з параметрами. В якості змістовної основи для побудови системи вправ розвивального характеру можна запропонувати завдання з параметрами. Це дозволяє розглядати задачі з параметрами як змістовний матеріал для повноцінної математичної діяльності.
52716. СНІД – СТРАШНИЙ СУПУТНИК ЛЮДСТВА 76.5 KB
  Мета: формувати в учнів інтерес до існування глобальних проблем людства; формувати навички здорового способу життя; розвивати зацікавленість до творчо-пошукової роботи; виховувати почуття небайдужості, добра та співчуття.
52717. ФОРМУВАННЯ КОМПЕТЕНТНОСТЕЙ УЧНІВ ЗАСОБАМИ ІННОВАЦІЙНИХ ТЕХНОЛОГІЙ 48.5 KB
  Цілі та завдання технології: Формування пізнавального інтересу в учнів та розуміння мети вивчення даної теми; Розвиток внутрішньої мотивації до цілеспрямованого навчання; Підтримування пізнавальної активності учнів; Спонукання учнів до порівняння отриманої інформації з особистим досвідом і на її грунті формування аналітичного судження; Розвиток критичного способу мислення. ТЕХНОЛОГІЯ ІНТЕРАКТИВНОГО НАВЧАННЯ Наприкінці ХХ століття інтерактивні технології набули поширення в теорії та практиці американської...
52718. Обійняти безмежне. Презентація як метод навчання 85.5 KB
  А хто може зразу не замислюючись пояснити що ж це таке Де можна застосувати презентацію Чи можна самому навчитися створювати презентації Чи взагалі це так необхідно А може простіше працювати як раніше не застосовуючи новітніх технологій і компютерної техніки Для того щоб розібратись в усіх цих питаннях щоб зясувати всі можливі переваги і недоліки використання презентацій в роботі і написана ця робота. Презентація спосіб представлення інформації інформаційний або рекламний інструмент що дозволяє повідомити необхідну...
52720. Робота з обдарованими учнями в умовах спеціалізованого навчального закладу в контексті Національної стратегії розвитку освіти в Україні на період до 2021 року 164.5 KB
  Безперечно передбачає вона і вивченні потреб та забезпечення розвитку обдарованих дітей розроблення індивідуальних методик організації їх навчання та соціалізації проектування особистіснорозвивального середовища обдарованих дітей і молоді. Критерії обдарованості Обдарованими можна вважати дітей якщо вони: 1.Юркевич Обдарованими ми вважаємо наших дітей і підлітків рівень інтелекта яких і мотивація що склалася дозволяє їм досягти в майбутньому високих професійних і творчих досягнень.Шадриков Обдарованість завжди...
52721. Dora, the Explorer 241 KB
  Dora is an adventurous1 who lives inside a computer. Determined, positive, helpful2 and caring, Dora is always ready for adventure. She's filled with a sense of wonder, as she explores her world with her faithful3 Backpack, Map and her best friend Boots.
52722. Сценарій новорічного свята «Зоряна доріжка» 47.5 KB
  Сценарій новорічного свята Зоряна доріжка для учнів початкових класів Ведмедик Мудрійко Зайчик Косько Рисеня Русько Білочка Їжачок Тітонька Сова Вірус 1 Вірус 2 Дракон Змія Снігуронька Святий Миколай Лісова галявина перед головною ялинкою. Їжачок: І взяти її штурмом Білочка: Можна зліпити сніговика Зайчик: А коли замерзне ставок то можна кататися на ковзанах Мудрійко: А головне це Новий рік Рисеня: Це подарунки ялинка хороводи та різні розваги Білочка: А ви вже написали листа Святому...