Человеческий фактор. Том 3. Часть 1 - Сальвенди Г.
ISBN 5-03-001815-8
Скачать (прямая ссылка):
ЕСЛИ
температура воздуха на улице ниже 10 °С и вы собираетесь выйти из дома,
ТО
наденьте зимнее пальто.
Часть этого правила, начинающаяся словом ЕСЛИ, называется условием или посылкой и представляет собой конъюнкцию-одного или нескольких простых утверждений. Действие, указанное в другой части правила, может быть выполнено только тогда, когда все эти утверждения истинны.
Посылка любого правила является булевой комбинацией простых утверждений, каждое из которых состоит из функционального предиката, аргумент которого представлен тройкой {атрибут, объект, значение}, и приписанного этому утверждению числа, характеризующего степень уверенности в его истинности (коэффициента уверенности, или КУ):
ПОСЫЛКА: ($ И) (Утверждение 1>... (Утверждение tiy (Утверждение): (Предикат-функция Атрибут Объект Значение).
Здесь символ $ означает, что конъюнкция в данной посылке не является логической, а строится с учетом коэффициентов уверенности КУ. приписанных каждому утверждению посылки.
Вторая часть правила называется его императивной частью
Экспертные системы
153
и содержит заключение относительно действия, которое должно быть предпринято. Выполнению этого действия сопутствует вставка в базу данных нового факта или модификация текущих значений КУ- Действия представляются в следующем виде:
ДЕЙСТВИЕ: (ЗАКЛЮЧИТЬ, что (Новый факт>(КУ».
Пример продукционного правила и его записи на языке LISP представлен ниже на рис. 3.10.
В общем случае первая часть правила вычисляется на основе текущего состояния базы данных, и, если она истинна, выполняется действие, указанное во второй части. В результате успешного сопоставления левой части правила с базой данных я выполнения соответствующего действия в базу данных будет внесен некоторый новый факт (или изменен один из старых). Эффективность системы непосредственно зависит от способа организации хранения правил и доступа к ним. Для повышения эффективности часто используются методы разрешения конфликтов и другие способы оценки правил.
Базами данных простейших продукционных систем являются некоторые множества символов. Организация такой базы данных и интерпретация составляющих ее символов зависят от области применения экспертной системы. Например, база данных системы, предназначенной для анализа процесса обработки символьной информации человеком, интерпретируется как модель содержимого некоторых механизмов человеческой памяти, причем каждый символ представляет некоторую часть знания, подчиненную ограничениям, которые накладывают на обрабатываемую информацию эти механизмы (обычно речь идет о кратковременной памяти). Другим примером является база данных системы DENDRAL, содержащая графы сложной структуры, представляющие молекулы и их фрагменты. Во всех случаях база данных продукционной системы (независимо от предметной области) является единственным компонентом системы, предназначенным для хранения всех переменных, описывающих ее состояние. База данных доступна при работе с любым правилом продукционной системы.
Главная задача соответствующей программы заключается в том, чтобы выбрать правила, применимые к текущему состоянию системы, выполнить их, а потом модифицировать базу данных. Последовательность шагов «выбрать — выполнить» циклически повторяется до тех пор, пока не будет найдено (или принято) решение.
В продукционной системе правила взаимодействуют между собой лишь косвенно через общую базу данных. Это обеспечивает высокую степень модульности системы, но сильно затрудняет анализ ее поведения, поскольку связь между правилами
154 Глава 3
продукционной системы и ее действиями даже при решении простейших задач может быть вовсе не очевидной.
Высокая степень модульности продукционной системы объясняется отсутствием прямого взаимодействия между ее правилами и, как следствие, возможностью модифицировать (добавлять, удалять, заменять) эти правила, не вызывая непредвиденных изменений в других функциональных компонентах системы. Изменение некоторого правила может изменить порядок применения правил, но не может непосредственно сказаться на каком-либо правиле. Если порядок применения правил является критическим фактором производительности данной ЭС* то включение в нее новых правил следует осуществлять с особой осторожностью.
Одной из характеристик поведения любой системы является его «прозрачность», т е степень легкости, с какой это поведение может быть понято на основе наблюдений или знания основных правил, которыми оно определяется Благодаря косвенному характеру взаимодействия между правилами продукционной системы прозрачность ее поведения довольно невысока даже при решении сравнительно простых задач. Для правильного истолкования действий продукционной системы необходимо на каждом шаге ее работы просматривать как все содержимое базы данных, так и весь набор правил.
Продукционные системы подчинены жестким формальным ограничениям. Строго определенный формат продукционных правил облегчает их анализ и интерпретацию различными программными компонентами. Такое жесткое представление может оказаться неудобным для знаний, которые трудно представить в требуемом виде Однако оно позволяет не только анализировать отдельные правила, но и проверять их на взаимную согласованность и непротиворечивость.
