Lectures_1-7 (1040445), страница 13

Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла (страница 13)

Типы демонов связаны с условием запуска процедуры . Демон с условиемIF-NEEDEDзапускается , если в момент обращения к слоту его значение не было установлено. ДемонIF-ADDED запускается при попытке изменения слота . Демон IF-REMOVED запускается при по­пытке удаления значения слота . Возможны также другие типы демонов . Процедуры -слуги за­пускаются явно .В качестве значения слота может быть присоединенная процедура, называемая слу­жебной в языкеLISPили методом в языках объектно- ориентированного программирования.Присоединенная процедура запускается по сообщению, передаваемому из другого фрейма .Демоны и присоединенные процедуры являются процедурными знаниями, объединенными сдекларативными в единую систему.Фреймовые системы в последние годы реализуют на объеКПiо-ориентированных язы­ках, но в этих языках нет средств для реализации присоединенных процедур, поэтому требу­ется интеrрация объектно-ориентированного языка с другими средствами обработки знаний(например, с языкомPROLOG).Существуют также сnециаnизированные языки , такие как се­мейство КL( 1 ) представления знаний на основе фреймовой модели .Основным преимуществом фреймов как модели представления знаний является то , чтоона отражает концептуальную основу организации памяти человека, а также ее гибкость инаглядностъ.

Специальные языки представления знаний в сетях фреймовsentation Language}.FRL(FгameRepre-Продукционная модель представления знанийМодель , основанная на правилах . Антецедент и консеквент. Продукционная система Поста иее ограничения. Марковский и геtе-алгоритм. Триплет объект-атрибут-значение. Достоинства инедостатки nродукционны:х систем .Продукционная модель илираспространенной и более80%-модель, основанная на правилах, является наиболееЭС используют именно ее.Эта модель позволяет nредставитъ знания в виде nредложений тиnа сЕсли (услов ие), то(Действие) » .Под "условием" (антецедентом) понимается некоторое предложение-образец,рому осуществляется nоис:к в базе знаний, а под "действием" ( консеквентом)-noкото­действия, вы­полняемые nри успешном исходе nоис:ка (они могут быть промежуточными, выс-туnающимидалее как условия, и терминальными или целевыми , завершающими работу системы).Продукционная модель представления знаний чаще всего применяется в nромышлен­ных экспертных системах; она нагл~дна, обладает легкостью для внесения изменений ипростым логическим выводом .Программные nродукты , Оаiованные на nродукционных моделях, характеризуются вы­сокой модульностью .

Имеется большое число программных средств, реализующих nродукци­онную модель.Продукционные модели основываются на продукционной системе Поста, предложеннойдля формальной замены nоследовательностей символов. Системы обработки знаний , исполь­зующие такое nредставление, получили название nродукционных систем . В состав экспертнойсистемы такого типа входят: база правил, рабочая память (база фактических данных) и ин­терпретатор правил , реализующий определенный механизм логического вывода.Методы реализации продукционных nравил nрошли эволюционный процесс с серединыХХ века .Продукционные системы были впервые использованы американским логиком ЭмилемПостом.

Основная идея Поста заключалась в том, что, на основе логической и математи­ческой сметем, можно представить набор правил, устанавливающий пор~ок преобра­зования строки символов в другой последовательный набор символов . Это означает,что nродукционное правило, nосле получения входной строки (антецедента), способно произ­вести новую строку (консеквент) .В самом простом виде правкла продукций близ~си по смысnу имппикацим сЕсnи- то11. поэтому для правилпродукций можно принять обозначение или, раскрыв условие применимости , эта запись примет вид:plхplх р3·-р•...вгде Р < .2-~)_ усnовия применимости. образующие кокъюн1QJtю;1 1В- заключение или действие , которое им.еет место при истинности конъюн~сции..Например: Если внутреннее тестирование прошло и имеет место мноrщатная перезаrрузха оnера'-"онноА си­стемы .

то за.гипание клавиш или сбой ОЗУ.Следует отметить , что манипуляции со строками основаны на синтаксисе, а не на се­мантике. Иными словами продукционная система Поста применяется лишь как способ nреоб­разоваиия одной строки в друrую, без понимания значения слов .Основным ограничением продукционных правил Поста , с точки зрения nрограмми­рования, является отсутствие стратегии уnравления , которая rюзволяла бы реmаментироватьnрименение nравил .Понять это ограничение можно на примере посещения библиотеки.

Если для nоисканужной книги не использовать никакой системы выбора, можно nотратить уйму времени nро­сматривая все возможные варианты .Следующим значительным шагом в разработке методов nрименения nродукционныхnравилсталооткрытие ,сделанноеМарковым,котороеnозволилооnределитьструктурууnравления для nроизводственных систем .Марковский алгоритмэто уnорядоченная-rpynnaпродукций, применяемых согласноnриоритетов к входной символьной строке. Если nравило с высшим приоритетом является не­nригодным , то используется следующее nравило с низким приоритетом и т.д. Марковский ал­горитм завершает свою работу nосле выявления одного из следующих условий: во-первых,nоследняя продукция не была nрименима к строке или, во-вторых, была применена продукция,которая заканчивается точкой .Марковский алгоритм не является достаточно эффективным способом создания системс большим количеством правил.

Такие системы требуют алгоритма, который имеет полнуюинформацию обо всех nравилах, и может nрименитъ любое из них, не делая nопытки nоследо­вательно nроверяя каждое .Решением этой проблемы является rеtе-алгоритм , разработанный Чарльзом Л . Форго в1979году. Rеtе-алгоритм функционирует как сеть, nредназначенная для хранения большогообъема знаний. Он основан на исnользовании динамической структуры данных, которая авто­матически реорганизуется с целью оnтимизации nоиска аналогично В-дереву, кото рый nриме­няется nри индексации структур реляционных баз данных .Rеtе-алгоритм является высокоскоростным средством сравнения фактов с шаблонами ,быстродействие которого достигается благодаря хранению в оперативной nамяти информациио правилах, которые находятся в сети. В геtе-алгоритме воnлощены два эмпирических наблю­дения, на основании которых была предложена структура данных:Временная избьпочность-действие, оказываемое в результате запуска одного изправил, обычно связана с несколькими фактами.Структурное сходство-один и тот же шаблон часто находится в левой части болеече м одного nравила .В геtе- алгоритме в циклах « распознавание-действие » контролируются только измененияв согласованиях, поэтому в каждом цикле нет необходимости согласовывать факты с каждымправилом .

благодаря этому существенно повышается скорость соrласования фактов междуантецедентами , поскольку статмстические данные , которые не изменяются от цикла к циклу ,могут быть проигнорированы .Необходимым условием практической реализации концепции продукционных правилявляется использование формальной системы определения продукций-система обозначе­ний, которая выполняет роль метаязыка для определения синтаксиса других языков. Языкиподразделяются на несколько тмпов : естественные языки , логические языки , языки математи­ки , компьютерные языки и т .д. Синтаксис языка определяет его форму, а семантмка-значе­ние ее слов .Одной из формальных систем обозначений, используемых для определения продукций ,есть нормальная форма 6экуса-Наура(BNF).Вернемся к рассмотрению продукционных правил .Любое продукционное правило, содержащееся в базе знаний, состоит из двух частей :антецедента и коноеквента .Правило продукции обычно представимо в видеР(гдеPl - правило продукции ; St-si -+ di,антецедентла и состоит из элементарного предложения;-представляет условие применения прави­di - коноеквент -включает одно или несколькопредложений , соединенных логическими связками И , ИЛИ (определяет результат примененияправилаpf).Примеры продукционных правил:ЕСЛИ «небо покрыто тучами» И «идет дождь », ТО « необходимо взять зонтио ;ЕСЛИ с.животное летает» , ТО осивотное- nтмца » .Антецеденты и консеквенты правил формируются из атрибутов и значений:АтрибутЗначениенебопокрыто тучамидождьидетживотноелетаетживотноептмцаВ рабочей памятм продукционной системы хранятся пары атрибут-значение, истин­ность которых установлена к некоторому конкретному времени при решении определенной за­дачи.

Правило срабатывает, если при согюстаsлении фактов, содержащихся в рабочей памя­ти , с антецендентом анализируемого правила имеет место совпадение, при этом заключениесрабатываемого правила заносится в рабочую память. Поэтому рабочая память в процесселогического вывода обычно увеличивается .

Она может уменьшаться, если действие какого­либо nравила заключается в удалении фактов из рабочей nамяти. В nроцессе вывода каждоеправило может ср аботать тол ько один ра з.Факты можно описывать с помощью триплетов объект-атрибут-значение. В этом слу­чае отдельная сущность рассматривается как объект, а данные , хранящиеся в рабочей nамя­ти, ПОt<азывают значения, которые прин имают атрибуты этого объекта.Примеры триплетов :кошка-кличкакошка-окраскошка-порода-Мурка;рыжий ;-сибирская.Правила из базы правил при триплетах могут срабатывать более одного раза в процес­се одного логического вывод а , так как од но правило может применяться к различным экзем ­плярам объекта (но не более одного раза к каждому экземпляру) .Существует два типа nродукционных систем-с прямыми и обратными выводами .Прямой вывод реализует стратегию от фактов к заключению, а обратный-от гипотез вероят­ных заключений , которые либо подтверждаются, либо нет фактами, поступающими в рабочуюпамять.

Характеристики

Список файлов лекций