Конспект. Продукционного типа должна содержать три основные компоненты базу правил, рабочую память и механизм вывода
 Скачать 16.32 Kb.
|
|
Прямой и обратный вывод в экспертных системах Прямой и обратный вывод в экспертных системах продукционного типа Любая экспертная система продукционного типа должна содержать три основные компоненты: базу правил, рабочую память и механизм вывода. База правил (БП) — формализованные с помощью правил продукций знания о конкретной предметной области. Рабочая память (РП) — область памяти, в которой хранится множество фактов, описывающих текущую ситуацию, и все пары атрибут-значение, которые были установлены к определенному моменту. Содержимое РП в процессе решения задачи изменяется обычно, увеличиваясь в объеме по мере применения правил. Другими словами, РП — это динамическая часть базы знаний, содержимое которой зависит от окружения решаемой задачи. В простейших ЭС хранимые в РП факты не изменяются в процессе решения задачи, однако существуют системы, в которых допускается изменение и удаление фактов из РП. Это системы, работающие в условиях неполноты информации. Механизм вывода выполняет две основные функции: • просмотр существующих в рабочей памяти фактов и правил из БП, а также добавление в РП новых фактов; • определение порядка просмотра и применения правил. Порядок может быть прямым или обратным. Прямой порядок — от фактов к заключениям. В экспертных системах с прямыми выводами по известным фактам отыскивается заключение, которое из этих фактов следует. Если такое заключение удается найти, оно заносится в рабочую память. Прямые выводы часто применяются в системах диагностики, их называют выводами, управляемыми данными. Обратный порядок вывода - от заключений к фактам. В системах с обратным выводом вначале выдвигается некоторая гипотеза о конечном суждении, а затем механизм вывода пытается найти в рабочей памяти факты, которые могли бы подтвердить или опровергнуть выдвинутую гипотезу. Процесс отыскания необходимых фактов может включать достаточно большое число шагов, при этом возможно выдвижение новых гипотез (целей). Обратные выводы управляются целями. Для выполнения указанных функций механизм вывода включает компоненту вывода и управляющую компоненту. Компонента вывода. Ее действие основано на применении правила логического вывода Modus Ponendo Ponens. Суть применения этого правила в продукционных системах состоит в следующем. Если в РП присутствует истинный факт А и в БП существует правило вида «ЕСЛИ А, ТО В», то факт В признается истинным и заносится в РП. Такой вывод легко реализуется на ЭВМ, однако при этом часто возникают проблемы, связанные с распознаванием значений слов, а также с тем, что факты могут иметь внутреннюю структуру и между элементами этой структуры возможны различного рода связи. Например, пусть имеется факт А — «Автомобиль Иванова - белый» и правило «ЕСЛИ Автомобиль — белый, ТО Автомобиль легко заметить ночью». Человек легко выведет заключение «Автомобиль Иванова легко заметить ночью», но это не под силу ЭС чисто продукционного типа. Она не сможет сформировать такое заключение, потому что А не совпадает точно с антецедентом правила. Подобная проблема уже затрагивалась, когда рассматривались различия логики высказываний и логики предикатов. Кроме того, невысокая интеллектуальная мощность продукционных систем обусловлена тем, что человек выводит заключения, имея в своем распоряжении все свои знания, т.е. БЗ огромного объема, в то время как ЭС способны вывести сравнительно небольшое количество заключений, используя заданное множество правил. Из сказанного можно сделать вывод о том, что компонента вывода в ЭС должна быть организована так, чтобы быть способной функционировать в условиях недостатка информации. Управляющая компонента. Она определяет порядок применения правил, а также устанавливает, имеются ли еще факты, которые могут быть изменены в случае продолжения работы. Механизм вывода работает циклически, при этом в одном цикле может сработать только одно правило. Схема цикла приведена на рис. 6.1. В цикле выполняются следующие основные операции: • сопоставление — образец (антецедент) правила сравнивается с имеющимися в РП фактами; • разрешение конфликтного набора — выбор одного из нескольких правил в том случае, если их можно применить одновременно; • срабатывание правила — в случае совпадения образца некоторого правила из базы правил с фактами, имеющимися в рабочей памяти, происходит срабатывание правила, при этом оно отмечается в БП; • действие — изменение содержимого РП путем добавления туда заключения сработавшего правила. Если в заключении содержится директива на выполнение некоторой процедуры, последняя выполняется. Вопросы В структуру экс.системы входят компоненты: Решатель, рабочая память, база знаний, компоненты приобретения знаний, обьеснительный компонент, диалоговый компонент Рабочая память (РП) — область памяти, в которой хранится множество фактов, описывающих текущую ситуацию, и все пары атрибут-значение, которые были установлены к определенному моменту. Содержимое РП в процессе решения задачи изменяется обычно, увеличиваясь в объеме по мере применения правил. Другими словами, РП — это динамическая часть базы знаний, содержимое которой зависит от окружения решаемой задачи. В простейших ЭС хранимые в РП факты не изменяются в процессе решения задачи, однако существуют системы, в которых допускается изменение и удаление фактов из РП. Это системы, работающие в условиях неполноты информации. Прямой порядок — от фактов к заключениям. В экспертных системах с прямыми выводами по известным фактам отыскивается заключение, которое из этих фактов следует. Если такое заключение удается найти, оно заносится в рабочую память. Прямые выводы часто применяются в системах диагностики, их называют выводами, управляемыми данными. Обратный порядок вывода - от заключений к фактам. В системах с обратным выводом вначале выдвигается некоторая гипотеза о конечном суждении, а затем механизм вывода пытается найти в рабочей памяти факты, которые могли бы подтвердить или опровергнуть выдвинутую гипотезу. Процесс отыскания необходимых фактов может включать достаточно большое число шагов, при этом возможно выдвижение новых гипотез (целей). Обратные выводы управляются целями. Прямые выводы часто применяются в системах диагностики, их называют выводами, управляемыми данными. Обратные выводы управляются целями Стратегия поиска в глубину, как и следует из названия, состоит в том, чтобы идти «вглубь» графа, насколько это возможно. Алгоритм поиска описывается рекурсивно: перебираем все исходящие из рассматриваемой вершины рёбра. Если ребро ведёт в вершину, которая не была рассмотрена ранее, то запускаем алгоритм от этой нерассмотренной вершины, а после возвращаемся и продолжаем перебирать рёбра. Возврат происходит в том случае, если в рассматриваемой вершине не осталось рёбер, которые ведут в нерассмотренную вершину. Если после завершения алгоритма не все вершины были рассмотрены, то необходимо запустить алгоритм от одной из нерассмотренных вершин |