Конструкторы

В CLIPS определены следующие конструкторы: defmodule, defrule, deffacts, deftemplate, defglobal, deffunction, defclass, definstances, defmessage-handler, defgeneric и defmethod. Вызовы всех конструкторов заключаются в круглые скобки. Конструкторы отличаются от встроенных функций по выполняемым ими действиям. Как правило, функции не меняют состояние базы знаний среды CLIPS (за некоторым исключением, например, функ­ций, очищающих среду или загружающих на выполнение некоторый файл). Конструкторы, наоборот, предназначены для добавления в базу знаний но­вых элементов. Кроме того, в отличие от функций, конструкторы не воз­вращают никаких значений.

Как и в любом языке программирования, в CLIPS хорошим тоном считает­ся использование комментариев. Все конструкторы (за исключением defglobal) позволяют вставлять комментарии непосредственно в код опре­деления нового элемента базы знаний. Комментарии также могут быть помещены в любое место программы с помощью символа ;. Все символы, следующие за ; до конца строки, игнорируются CLIPS. Комментарии, соз­данные с помощью символа ; , не сохраняются в среде CLIPS, поэтому их использование разумно только в текстовых файлах.

Абстракции данных

Для представления данных CLIPS использует три основных абстракции дан­ных: факты, объекты и глобальные переменные.

Факты

Факты — одна из основных форм представления информации в CLIPS. Факты являются фундаментальным понятием теории экспертных систем и предназначены для использования в правилах системы. Каждый факт пред­ставляет фрагмент данных, помещенных в текущий список фактов системы (рабочую память).

Факт может быть добавлен в текущий список фактов системы (с помощью команды assert), удален из него (команда retract), изменен (modify) или продублирован (duplicate) пользователем, в процессе интерактивной рабо­ты в системе, либо из программы. Количество фактов, которые может содержать список фактов, а также количество информации, содержащейся в каждом факте, ограничено только свободной памятью. В случае выполнения пользователем попытки добавить в систему факт, точ­но соответствующий уже существующему, данная операция будет игнориро­вана.

Некоторые команды, такие как retract, modify или duplicate, требуют в качестве параметра некоторого уже существующего факта. Факт может быть задан с помощью значений типа fact-index или fact-address. После созда­ния (или изменения) факт получает уникальный индекс, называемый индексом факта (fact-index). Индекс фактов начинаются с 0 и увеличивается на 1 при каждом добавлении или изменении факта. При выполнении команды reset или clear текущий индекс фактов обнуляется. Для опреде­ления конкретного факта с помощью типа fact-address необходимо полу­чить соответствующее значение от функции, возвращающей значение дан­ного типа (например, assert, modify или duplicate), или некоторого правила.

Для удобства отображения фактов в CLIPS используется понятие идентифи­катора факта. Идентификатор факта состоит из символа f, следующего за ним знака - и индекса факта. Например, идентификатор f-10 ссылается на факт с индексом 10.

Для хранения фактов используется один из двух следующих форматов: упо­рядоченные факты и неупорядоченные факты или шаблоны.

Упорядоченный факт состоит из значения типа symbol и следующей за ним последовательности из нуля или более значений типа symbol. Факт заключа­ется в круглые скобки, а значения в последовательности отделяются друг от друга пробелами. Первое поле упорядоченного факта определяет так назы­ваемое отношение, или связь факта. Например, факт (father-of jack bill) показывает, что отцом Джека является Билл. Ниже приведено несколько примеров упорядоченных фактов:

(the pump is on)

(altitude is 10000 feet)

(grocery-list bread milk eggs)

Поля в упорядоченном факте могут хранить данные любого примитивного типа CLIPS, за исключением первого поля, тип которого должен быть symbol. Следующие слова зарезервированы и не могут быть использованы в качестве первого поля: test, and, or, not, declare, logical, object, exist и forall.

Так как упорядоченный факт хранит информацию, используя строго задан­ные позиции данных, то для доступа к необходимой информации пользова­тель должен знать не только какие данные сохранены в факте, но и какое поле содержит эти данные. Неупорядоченные факты (или шаблоны) предос­тавляют пользователю возможность задавать абстрактную структуру факта путем назначения имени каждому полю. Для создания шаблонов, которые впоследствии будут применяться для доступа к полям факта по имени, ис­пользуется конструктор deftemplate. Конструктор deftemplate, по сути, аналогичен определениям записей или структур в таких языках программиро­вания, как Pascal или С.

Конструктор deftemplate задает имя шаблона и определяет последователь­ность из нуля или более полей неупорядоченного факта, называемых сло­тами. Слот состоит из имени, заданного значением типа symbol, и следующим за ним списка полей. Как и факт, слот с обеих сторон ограничивается круглыми скобками. В отличие от упорядоченных фактов слот неупорядо­ченного факта может жестко определять тип своих значений. Кроме того, слоту могут быть заданы значения по умолчанию.

CLIPS отличает неупорядоченные факты от упорядоченных по первому по­лю факта. Первое поле фактов любого типа должно быть значением типа symbol. Если это значение соответствует имени некоторого шаблона, то факт является неупорядоченным. Как и упорядоченные факты, неупорядоченные ограничиваются скобками. Ниже приведено несколько примеров неупорядоченных фактов:

(client (name "Joe Brown") (id X9345A))

(point-mass (x-velocity 100) (y-velocity -200))

(class (teacher "Martha Jones") (#-students 30) (Room "37A"))

(grocery-list (#-of-items 3) (items bread milk eggs))

Конструктор deffacts позволяет создавать набор фактов, инициализирую­щий базу знаний CLIPS, при каждой очистке системы. При выполнении команды reset текущий список фактов CLIPS очищается, а затем в него добавляются все факты, заданные конструкторами deffacts. CLIPS содер­жит один предопределенный системный конструктор deffacts, который выполняет добавление в систему факта initial-fact.