Главная Учебники - Разные Лекции (разные) - часть 34
«Продукционные модели представления знаний» по дисциплине
«Интеллектуальные информационные системы
»
Санкт-Петербург 2010 Продукционные модели Продукционные модели достаточно давно и широко используются в интеллектуальных системах. Основы продукционного формализма были заложены Э.Л. Постом (PostE.L.). В нашей стране продукционные системы и исчисления развивались С.Ю. Масловым, Н.А. Шаниным, В.Е. Кузнецовым, Кратко М.И. Продукцию можно рассматривать как структуру вида:
где a
1
,
a
2
…
a
n
– посылки ( условия) продукции, z
– заключение ( действие). В словесной форме продукционные правила представляются в виде предложений типа: «Если ( условие ), то ( действие )»
. Под условием, называемым также антецендентом, понимается совокупность образов, имеющихся в базе знаний или рабочей памяти интеллектуальных систем, а под действием (консеквентом), действия выполняемые при успешном выполнении правила продукции. Продукционную систему можно определить как структуру вида: SP
= (
A
,
V
,
P
)
,
где А
– алфавит условного языка, V
– алфавит переменных, Р
– конкретное множество продукций. Интересную классификацию продукционных правил разработал Д.А. Поспелов. Он представил интеллектуальную систему
как совокупность базы знаний К
и «рассуждающей» системы R
(системы логического вывода). Система R
обменивается информацией с базой знаний К
и внешним миром W
. Представим типы продукций в форме следующей табл.9.1. Таблица 9.1 Классификация продукционных правил по Д.А.Поспелову
Поэтому в обобщённой форме продукционные правила могут иметь вид: П, Р, А => В,
Q
, где: А => В
– ядро продукции, Р
– условие применимости, П
– предусловие применимости, характеризующие сферу проблемной области БЗ, Q
– постусловие продукции, определяющие те изменения, которые необходимо ввести в БЗ и в систему продукций после реализации данной продукции. Продукционные модели являются удобным и достаточно понятным средством представления знаний, хорошо воспринимаются психологически, что очень важно при разработке интеллектуальных и экспертных систем. Основными модулями продукционной системы являются: - БД (структурированная или неструктурированная); - набор продукционных правил; - интерпретатор, обрабатывающий продукции. База данных хранит известные системе факты о состоянии предметной области. В результате выполнения продукций могут активироваться процедуры, которые автоматически манипулируют содержимым БД, подключают новые факты, с которыми могут быть связаны новые продукции. Классические продукционные системы отвечают требованиям модульности, правила вывода могут добавляться и удаляться без возникновения неожиданных побочных эффектов. В традиционном виде такие системы не содержат сведений о применении, что снижает эффективность вывода, так как требуется проверять условия активации всех продукций. Поэтому для решения проблемы «комбинаторного взрыва» разработаны методы структурного совершенствования БД и условий в продукциях. Если в данном цикле продукционной системы существует несколько правил, условия которых определены, то применяемое правило выбирается с помощью установленной стратегии разрешения конфликтов. Возможно также осуществление точного контроля за последовательностью выполнения продукций с помощью специальных сигналов, подключающих соответствующие продукции в других циклах. Существует достаточное количество инструментальных программных средств, позволяющих создавать продукционные интеллектуальные системы (OPS5, ПИЭС, СПЭИС). Для повышения быстродействия продукционных систем исследуются методы параллельного управления и параллельного выполнения продукционных правил, позволяющие увеличить эффективность выполнения в десятки раз. Литература 1. Гаскаров Д.В. Интеллектуальные информационные системы. - М.: «Высшая школа», 2003. 2. Колбанев М.О., Яковлев С.А. Модели и методы обработки информации в интеллектуальных системах. СПб.: Изд.ГУ, 2002. 3. Швецов А.Н., Яковлев С.А. Распределенные интеллектуальные информационные системы, - СПб.: Изд.ГЭТУ, 2003.
|