6. Продукционные модели представления знаний

Возникновение термина «продукция»

Продукции являются наиболее популярным средством представления знаний.

Термин «продукция» предложен американским логиком Э. Постом (уроженец Польши) в 1936 г. для определения языков и формальных грамматик. С 1974 г. он находит широкое применение в экспертных системах.

Продукционная модель или модель, основанная на правилах, позволяет представить знания в виде предложений типа: «Если (УСЛОВИЕ), то (ДЕЙСТВИЕ)».

Структура правила-продукции - «Если (УСЛОВИЕ), то (ДЕЙСТВИЕ)»

«УСЛОВИЕ» (антецедент) - некоторое предложение-образец, по которому осуществляется поиск в базе знаний.

«ДЕЙСТВИЕ» (консеквент) – действия, выполняемые при успешном исходе поиска (они могут быть промежуточными, выступающими далее как условия и терминальными или целевыми, завершающими работу системы).

В общем виде под продукцией понимают выражение следующего вида:

(i); Q; P; AÞB; N

i – имя продукции, с помощью которого данная продукция выделяется из всего множества продукций.

В качестве имени может выступать:

1. лексема (понятие), отражающая суть продукции (покупка книги, выбор металлорежущего станка);

2. порядковый номер продукции в хранящемся в памяти системы их множестве (продукция №5).

Q – сфера применения продукции.

Разделение знаний на отдельные сферы позволяет экономить время на поиск нужных знаний.

P - условие применимости ядра продукции. Обычно Р представляет собой логическое выражение (предикат).

Когда Р принимает значение «истина», ядро продукции активизируется. Если Р ложно, то ядро продукции не может быть использовано. Например, если в продукции «НАЛИЧИЕ ДЕНЕГ; ЕСЛИ ХОЧЕШЬ КУПИТЬ ВЕЩЬ X, ТО ЗАПЛАТИ В КАССУ ЕЕ СТОИМОСТЬ И ОТДАЙ ЧЕК ПРОДАВЦУ» условие применимости ядра продукций ложно, т.е. денег нет, то применить ядро продукции невозможно.

AÞB – ядро продукции, являющееся основным элементом продукции.

Интерпретация ядра продукции может быть различной, зависит от того, что стоит слева от знака секвенции (Þ). Обычно прочтение ядра выглядит так: ЕСЛИ A,ТО B.

Б

Графическое представление ядра в виде дерева

олее сложные конструкции ядра допускают в правой части альтернативный выбор: ЕСЛИ А,ТО В1,ИНАЧЕ В2. Секвенция может истолковываться в обычном логическом смысле как знак логического следования В из истинного А (если А не является истинным выражением, то о В - ничего сказать нельзя). Возможны и другие интерпретации ядра продукции, например А описывает некоторое условие, необходимое для того, чтобы можно было совершить действие В.

N - постусловия продукции, актуализируются только в том случае, если ядро продукции реализовалось. Постусловия продукции описывают действия и процедуры, которые необходимо выполнить после реализации В.

Например, после покупки некоторой вещи в магазине необходимо в описи товаров, имеющихся в этом магазине, уменьшить количество вещей такого типа на единицу. Выполнение N может происходить не сразу после реализации ядра продукции.