4. Продукционные системы.

1. Продукции

Как уже было видно, каждая продукция состоит из двух частей. Обозначим общий вид продукции через «если А, то В». Здесь А называется антецедентом (или посылкой правила), а В - консеквентом (или заключением). Антецедент состоит из элементарных предложений, соединенных логическими связками «и», «или» и пр., а консеквент - это одно или несколько предложений, содержащих решение, или указывающих на действия, подлежащие выполнению.

Антецедент представляет собой «образец» правила, предназначенный для распознавания ситуации, при которой это правило должно «сработать». Консеквент указывает, какие действия должны быть выполнены при «срабатывании» правила. Для срабатывания правила необходимо, чтобы в рабочей памяти находились факты, совпавшие с «образцом» этого правила.

Антецедент: ЕСЛИ двигатель не заводится

И стартер двигателя не работает

Консеквент: ТО неполадки в системе электропитания

стартера.

Антецедент: ЕСЛИ неполадки в системе электропитания

стартера

И разряжен аккумулятор

Консеквент: ТО зарядить аккумулятор.

Каждая продукция в этом примере содержит атрибут и значение:

Атрибуты	Значения
Двигатель	Не заводится
Стартер	Не работает
Система электропитания стартера	Неисправна
Аккумулятор	Разряжен

2. Рабочая память.

Рабочая память - это память, в которой хранится множество фактов, установленных при решении задачи к настоящему моменту. После выполнения некоторого правила рабочая память может увеличиться (если будет установлен новый факт), остаться без изменений (при необходимости выполнить некоторое действие) или уменьшиться (если действие заключается в удалении из памяти некоторых фактов).

База знаний представляет собой совокупность исходных фактов (не зависящих от условия конкретной задачи) и правил (продукций). Таким образом, БЗ состоит из динамической части (совокупности фактов) и статической части (совокупности правил).

ЭС можно разделить на две группы: с монотонным и немонотонным выводами. В ЭС с монотонным выводом рабочая память расширяется в процессе вывода и факты, находящиеся в ней, не изменяются. В ЭС с немонотонным выводом факты в процессе вывода могут удаляться или модифицироваться. Примером ЭС второй группы может служить ЭС, предназначенная для составления перспективных планов капиталовложений компании. В ней у пользователей имеется возможность модифицировать факты в процессе работы системы путем изменения значений атрибутов. Это влечет необходимость модификации и уже выполненной части самого вывода - удаления или модификации фактов, полученных при выводе, повторения некоторых шагов и пр.

3. Механизм вывода (интерпретатор правил).

Вывод в продукционных системах основан на известном в математической логике правиле вывода «modus ponens»: если истинно А и из А следует В, то истинно В. Для человека это правило обычно не представляет трудностей. Однако для машины дело обстоит значительно сложнее. Рассмотрим два примера.

Пример 4.

ЕСЛИ Белый автомобиль легко заметить ночью

И автомобиль Ивана белый,

ТО автомобиль Ивана легко заметить ночью.

Данное заключение легко выведет даже ребенок, однако, компьютеру оно не под силу.

Пример 5.

ЕСЛИ Анна была в ресторане «Метрополь»

И Анна заказала там бифштекс

И Анна заплатила за бифштекс в ресторане

«Метрополь»

ТО Анна съела бифштекс в ресторане «Метрополь».

И здесь человек легко выведет приведенное заключение (хотя оно небесспорно). Однако компьютер не сможет его вывести без дополнительного правила.

Таким образом, человек может выводить большое число заключений, пользуясь колоссальной «БЗ», находящейся в его памяти. ЭС же могут вывести лишь небольшое число заключений, пользуясь фиксированным набором правил в БЗ.