Продукционная модель представления знаний

Эта модель знаний является самой распространенной, в этой модели знаний представляются в виде совокупности правил следующего типа:

Если < условие А₁> и <условие А₂> и ... и <условие А_n> то <следствие B>

Если выполняются все условия от A₁ до А_n то следует выполнить действие B.

Часть правила после-если называется предпосылкой, а часть правила после-то называется выводом.

Условие А₁ до А_n называется фактором, с помощью фактов описывается текущее состояние предметной области.

Правила описывают причинно-следственную связь между фактами.

В общем виде:

<I, S, P, A → B, F>

I – идентификатор правила (обычно порядковый номер).

S – область применения (т.е. логическое разделение продукции по разделам).

P – условие активизации продукции. В качестве условия применения продукции наиболее часто используется логическое выражение (или предикат).

A – условие или (антецедент). Представляет собой посылку правила и состоит из элементарных предложений, соединенными логическими правилами (И, ИЛИ…)

B – следствие действия (консеквент), включает одно или несколько предложений, которые выражают либо некоторый факт, либо указание на определенное действие, подлежащее к испольнению

F –

A → B образует ядро продукции.

Существует следующая классификация ядер продукции:

• детерминированные;

• недетерминированные.

В детерминированных ядрах при активизации ядра и при выполнимости А, правая часть ядра выполняется обязательно. Строгое выражение ЕСЛИ А ТО B.

В недетерминированных ядрах B (действие) может выполняться или не выполняться. ЕСЛИ А ТО ВОЗМОЖНО В.

Возможность может определяться некоторыми оценками реализации ядра, если задана вероятность выполнения В, при активизации А:

ЕСЛИ А то С вероятностью Р реализовать В

Детерминированные могут быть также однозначными и альтернативными.

В альтернативных – правая часть ядра оказывается альтернативной возможностью выбора, которая оценивается специальными весами выбора. В качестве таких весов могут использоваться вероятностные, лингвистические, и экспертные оценки.

Пример:

Если А то чаще всего надо делать В1, реже - В2.

Особым типом является прогнозирующей продукции, в которой описывается последствия, ожидаемые при активации А.

Пример:

Если А то с вероятностью Р можно ожидать В

Для обработки неопределенности знаний продукционная модель использует либо методы обработки условных вероятностей баиса, либо метода нечеткой логики.

Если в памяти системы храниться некоторых набор продукции, то они образуют систему продукции. В системе продукции должны быть заданы специальные процедуры управления продукциями, с помощью которых происходит активация продукции и выбор для выполнения той или иной продукции из числа активированных (активированной продукции).

В ряде систем ИИ используют комбинации сетевых и продукционных систем представления знаний. Тогда можно говорить о построении графов продукции.

Продукционная система использует модульный принцип организации знаний, а так же предполагается полная независимость правил друг от друга, т.е. на одном уровне иерархии одно правило не может вызвать другое.

<ушел курить>

Это четыре последовательных этапа: выборка, сопоставление, разрешение конфликта, действие.

Для распознания действия осуществляется сравнение образцов из базы данных с условными частями в базе знаний. Допустимая продукция, т.е. согласованность с текущим состоянием рабочей памяти базы данных помещается в конфликтное множество. После того как закончит работу цикл распознания действия осуществляется процесс разрешения конфликтов, в ходе которого выбирается и активируется одна из допустимых продукций.

<пропустил>

Стратегия бывает следующих видов:

• Рефракция для предотвращения зацикливания. После активации правила оно не может быть использовано снова пока не изменится содержимое рабочей памяти базы данных.

• Новизна. Позволяет сосредоточить поиск на одной линии рассуждения. Предпочтение отдается правилам, в условии которых встречаются факты, добавленные в рабочую память последними.

• Специфичность. Отдает предпочтение более конкретным правилам перед более общими. Одно правило более специфично, чем другое (т.е. более конкретно, чем другое), если оно содержит больше фактов в условии.