системы искусственного интеллекты часть1

5.7 Достоинства и недостатки продукционных систем

171

После чего система сообщает причину неисправности двигателя: причина = = «свечи». Если пользователь желает выяснить, почему система задает тот или иной вопрос, то в качестве ответа вводится слово «почему». Например:

Состояние двигателя (работает с перебоями, не запускается)? почему

Врезультате будет получен ответ:

1)топливо поступает = «да», следовательно, если

2)состояние двигателя = «работает с перебоями», то причина = «свечи».

Вэтом случае система демонстрирует пользователю текущее правило, с которым был связан заданный вопрос.

Чтобы ответить на вопрос «как», в системе сохранится стек всех решений, принятых в течение сеанса работы. Просматривая стек, можно выяснить, достижение каких подцелей привело к данному решению. Например, при вводе вопроса:

Как получено решение «топливо поступает = «да» будет получен ответ:

Это следует из правила 4; Если наличие топлива в баке = «да» и

наличие топлива в карбюраторе = «да», то топливо поступает = «да»;

Факт наличия топлива в баке = «да» введен пользователем; Факт наличия топлива в карбюраторе = «да» введен пользователем.

Таким образом, формирование ответа на вопрос «как» соответствует просмотру дерева целей в направлении от целевого утверждения, фигурирующего в вопросе, до листьев дерева, соответствующих введенным фактам. Из примера видно, что формирование объяснения для случая обратного вывода реализуется с помощью стекового механизма. Сложнее обстоит дело при прямом выводе, т. е. выводе, управляемом данными.

Прямая цепочка рассуждений обеспечивает пользователя менее полезной информацией. Обусловлено это тем, что на промежуточных этапах вывода трудно судить, куда ведет цепочка рассуждений. Так, в ответ на вопрос «почему» пользователю демонстрируется текущее правило. Дальнейшие объяснения не могут быть получены, пока не выполнится следующее правило. Кроме того, сложно формировать полные ответы на вопрос «как», даже после достижения цели. Информация, которая предоставляется, ограничивается списком выполненных правил.

5.7Достоинства и недостатки продукционных систем

Основные достоинства, благодаря которым продукционные правила получили широкое распространение, заключаются в следующем:

1)Продукционные правила легки для восприятия человека.

2)Отдельные продукционные правила могут быть независимо добавлены в БЗ, исключены или изменены, при этом не требуется перепрограммирование

172	Глава 5. Продукционные системы

всей системы. Как следствие этого, представление больших объемов знаний не вызывает затруднений.

3)С помощью продукционных правил выражаются как декларативные, так и процедурные знания.

Кнедостаткам систем продукций можно отнести следующее:

•отличие от структур знаний, свойственных человеку;

•неясность взаимоотношений правил;

•сложность оценки целостного образа знаний;

•низкая эффективность обработки знаний.

При разработке небольших систем (десятки правил) проявляются в основном положительные стороны систем продукций, однако при увеличении объема знаний более заметными становятся слабые стороны.

Дальнейшее усовершенствование архитектуры, основанной на использовании правил, заключается в применении «крупно-зернистых» правил продукции, которые представляют «источники знаний», работающие под управлением гибкого планировщика. Каждое из правил состоит из образца вызова, элемента, «немедленного кода» и тела. «Немедленный код» исполняется всегда, когда происходит совпадение с образцом выхода, после чего правило переходит под управление планировщика; тело исполняется по команде планировщика.

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

Контрольные вопросы и задания к главе 5

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

1)Охарактеризуйте понятие «продукция» с точки зрения их практического смысла.

2)Представьте модульное представление продукционной модели.

3)Приведите упрощенный пример продукционной системы с различной архитектурой.

4)Рассмотрите общий вид продукции.

5)Дайте характеристику ядер продукции.

6)Составьте возможные комбинации связи в ядре продукции.

7)Приведите типовую схему интеллектуальной системы.

8)Перечислите команды продукционной системы, которые могут включаться в правила.

9)Приведите характеристики правил.

10)Почему понятие продукции шире логического следования?

11) Назовите и объясните, из каких элементов формируются антецеденты

и консеквенты правил продукционной системы.

12)Расскажите, как представлялись продукции в системе MYCIN.

Контрольные вопросы и задания к главе 5

173

13)Что такое образ и образец в продукционной системе?

14)Опишите вывод по образцу в продукционной системе.

15)Назовите четыре шага процесса вывода, основанного на поиске по образцу.

16)Рассмотрите пример сортировки строки в пространстве состояний.

17)Назовите и охарактеризуйте две задачи машины вывода (интерпретатора)

впродукционной системе.

18)Какие стратегии могут применяться для управления выводом в продукционных системах?

19)Рассмотрите прямой и обратный выводы по образцу в продукционной системе.

20)Приведите примеры прямого и обратного вывода по образцу в продукционной системе.

21)Поясните решение задач в продукционных системах графически в виде графов И, И-ИЛИ.

22)Проведите сравнение прямого и обратного выводов в продукционных системах.

23)Расскажите, как вы понимаете соответствие многих образцов многим объектам в продукционной системе.

24)Назовите возможные источники неэффективности (большие затраты на вычисления) в продукционных системах.

25)Какими особенностями обладает алгоритм соответствия RETE?

26)Опишите алгоритм частичного сопоставления в продукционных системах.

27)Проанализируйте сеть образов и сеть объединения, формируемые алгоритмом RETE.

28)Назовите и охарактеризуйте основные стратегии разрешения конфликтов

вобразующихся конфликтных множествах при выводе по образцу в продукционных системах.

29)Сформулируйте преимущество представления продукционных систем иерархической структурой.

30)Рассмотрите принцип формирования объяснения выводов в экспертной системе продукционного типа.

31)Выясните механизм формирования ответов на вопросы пользователя на примере обратного вывода в экспертной системе продукционного типа.

32)Приведите достоинства и недостатки продукционных систем.

174	Глава 5. Продукционные системы

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

Литература к главе 5

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

[1]Андрейчиков А. В. Интеллектуальные информационные системы: учебник / А. В. Андрейчиков, О. Н. Андрейчикова. — М. : Финансы и статистика, 2006. — 424 с.

[2]Достоверный и правдоподобный вывод в интеллектуальных системах Вагин В. Н. [и др.] ; под ред. В. Н. Вагина и Д. А. Поспелова. — М. : Физматлит, 2004. — 704 с.

[3] Бондарев В. Н. Искусственный интеллект: учеб. пособие для вузов /

В. Н. Бондарев, Ф. Г. Аде. — Севастополь: Изд-во СевНТУ, 2002. — 615 с.

[4]Искусственный интеллект : в 3 кн. / под ред. Д. А. Попова. — М. : Радио

исвязь, 1990. — Кн. 1 : Системы общения и экспертные системы. — 461 с.

[5]Искусственный интеллект : в 3 кн. / под ред. Д. А. Поспелова. — М. : Радио

исвязь, 1990.

[6]Павлов С. Н Интеллектуальные информационные системы : учеб. пособие / С. Н. Павлов. — Томск: Томский межвузовский центр дистанционного образования, 2004. — 328 с.

[7]Уотерман Д. Руководство по экспертным системам / Д. Уотерман. — М. : Мир, 1989. — 390 с.

[8]Представление и использование знаний : пер. с япон. / Х. Уэно [и др.] ; под ред. Х. Уэно, М. Исудзука. — М. : Мир, 1989. — 220 с.

[9] Экспертные системы. Принципы работы и примеры / под ред.

Р. Форсайта. — М. : Радио и связь, 1987. — 324 с.

[10]Элти Дж. Экспертные системы: Концепции и примеры: пер. с англ. / Дж. Элти, М. Кумбс. — М. : Финансы и статистика, 1987. — 192 с.

Учебное издание

Павлов Станислав Николаевич

СИСТЕМЫ ИСКУССТВЕННОГО ИНТЕЛЛЕКТА ЧАСТЬ 1

Учебное пособие

Корректор Осипова Е. А. Компьютерная верстка Лигай Т. А.

Подписано в печать 26.09.11. Формат 60х84/8. Усл. печ. л. 20,46. Тираж 200 экз. Заказ

Издано в ООО «Эль Контент» 634029, г. Томск, ул. Кузнецова д. 11 оф. 17

Отпечатано в Томском государственном университете систем управления и радиоэлектроники.

634050, г. Томск, пр. Ленина, 40 Тел. [phone].