8.1. Характеристика продукіцйиих моделей

Продукційною називається модель знань, в якій база знань скла­дається із сукупності продукцій, тобто правил "Якщо А, тоді В".

Термін "продукція" був введений американським математиком Е. Постом. Як і логічні, продукційні моделі насамперед концентрують­ся на дедуктивному виведенні, але є менш формалізованими і тому більш наочними, гнучкими і зручними. На сучасному етапі найбільш вживаним формалізмом для задання знань в експертних системах є саме продукційні моделі.

Наведемо кілька типових прикладів продукцій.

Приклад 8.1. Уявіть інформаційну експертну систему для зоологічного парку. Ця система повинна на основі заданого опису деякої тварини відпо­відати на запитання, що це за тварина. Продукції такої системи можуть ма­ти вигляд:

Якщо тварина є хижаком, має жовто-коричневий колір та темні сму­ги, то це — тигр.

Якщо тварина є птахом, вона не літає, вона плаває, має чорно-білий колір, то це — пінгвін.

Наведені продукції описують імплікації (з істинності А випливає істин­ність В).

Приклад 8.2. Нехай ідеться про систему керування деяким техноло­гічним процесом. Продукції можуть мати такий вигляд: Якщо темпе­ратура перевищує 200 градусів, ввімкнути систему охолодження. Такі продукції задають умовні операції (якщо справедлива умовам, виконати дію В).

Приклад 8.3. Типовими продукціями є правила підстановки (замінити А на В). Прикладом можуть послугувати правила підстановки формаль­них граматик.

База знань, організована як сукупність продукцій, разом з механізмом іі керування продукціями, утворює продукційну систему.

Дамо формалізованіше визначення продукції [129]:

Ц Продукційною моделлю називається подання знань у вигляді сукупності ц продукцій. Продукція визначається як вираз такого вигляду:

I (0 Q; Р; А => В; N,

І! де (і) — ім 'я продукції, за допомогою якого вона виокремлюється серед

< І усієї множини продукцій; Q — сфера застосування продукції; предмет-

^{4 ?} на область, до якої вона належить; Р —умова застосування продукції;

^ А => В — ядро продукції; інтерпретація залежить від конкретної си-

\: туації; N — постумова продукції, постулює процедури, які необхідно

Н виконати після реалізації ядра.

Як приклад можна навести таку продукцію:

(БС-29) Банківська сфера; клієнт має рахунок у банку на достатню суму; якщо клієнт бажає зняти певну суму грошей, то він повинен написати ордер; внести зміни до бази даних.

Дуже перспективним видається поєднання продукційних моделей з фреймовими і мережними. Наприклад, самі знання можна описувати на основі семантичних мереж, а операції над ними задавати як продукції, що зумовлюють заміну одного фрагмента мережі на інший. З іншого боку, са­мі продукції можна включати до семантичних мереж і фреймів. Методи класу можна розглядати як продукції — особливо у випадку, якщо вони є демонами, що запускаються при виконанні певних умов. Як типові продук­ції можна розглядати зв'язки функціональної мережі, які задають алгорит­ми обчислення одних величин через інші.

Популярність продукційних моделей зумовлена такими їх позитивни­ми рисами [129]:

1. Більшість людських знань може бути записана у вигляді продукцій.

2. Модульність; продукції, за рідким винятком, є незалежними, і вне­сення або вилучення окремих продукцій, як правило, не приводить до змін в інших продукціях.

3. У разі необхідності продукційні системи можуть реалізувати будь-які алгоритми.

4. Продукції можуть бути порівняно легко розподілені за сферами за­стосування.

5. Дуже перспективним є об'єднання продукційних систем і мережних завдань.

6. Продукції можуть працювати паралельно та асинхронно, тому їх зруч­но реалізовувати на основі багатопроцесорних комплексів.

До основних проблем, пов'язаних з використанням продукційних си­стем, можна віднести складність перевірки несуперечливості та коректності функціонування.