6.2. Продукционные системы

Основными компонентами продукционных систем являются:

1. Глобальная БД (рабочая память, база)

2. Множество продукционных правил (база для правил, память правил, правила)

3. Система управления (интерпретатор, управление, механизм логического вывода, дедуктивная машина)

Глобальная БД.

Представляет собой память, ориентированную на размещение различного типа структур, определяемых спецификой предметной области, в которой работает конкретная продукционная система.

Основными операциями, реализуемыми в БД, являются:

• Поиск фрагмента данных по образцу

• Исключение данных

• Добавление данных

Основными параметрами, определяющими организацию конкретной БД, являются:

• объем и характер данных

• тип операции над ними

• тип процесса, реализованного в продукционной системе

Два типа процесса:

• Процесс, получивший решения в продукционной системе может быть последовательным, когда данные в БД регулярно обновляются только одним результатом

• Параллельный. Когда в БД необходимо хранить несколько связанных между собой результатов.

Множество продукционных правил

О писывает процедурное содержание знаний, заложенных экспертом данной предметной области в систему. И каждое хранимое правило представлено в виде:

(i); Q; P; A B; N

B и N – имплицируемая часть правила; представляют сочетания действий, которые могут быть отнесены к одному из следующих классов:

1. редактирование глобальной БД

2. обращение во внешнюю среду

3. воздействие на аппарат активации (переход к следующему правилу по условию)

4. редактирование совокупности продукционных правил

Определение: Система управления – представляет собой ту часть продукционной системы, которая наиболее широко варьируется в различных программных проектах.

В общем виде ее можно рассматривать как модуль, реализующий поисковый процесс и состоящий из двух фаз: выбора продукционного правила и его применения.

В простейшем случае условия применимости каждого продукционного правила проверяются для каждого текущего состояния глобальной БД.

Из числа продукционных правил, условия которых оказываются выполненными, выбирается одно, для которого выполняются специфицированные действия.

Продукционное правило переходит в новое состояние, для которого выполняется процедура проверки и выбора. Вычислительный процесс останавливается, когда достигнуто целевое состояние БД.

В общем случае на каждом шаге могут оказаться истинными несколько продукционных правил. Процедура выбора конкретного правила из этого конфликтного множества правил называется процедурой разрешения конфликта.

Известно несколько способов разрешения конфликта.

I подход. Выбор из конфликтного множества продукционного правила с самыми четкими условиями, самым длинным списком условий.

II подход. Выбираются правила с наивысшим приоритетом.

III подход. Выбираются правила в порядке возрастания.

Процедуру разрешения конфликта и информацию о последовательности примененных к глобальной базе данных продукционных правил называют управляющей стратегией продукционной системы.

Традиционно различают два основных типа стратегий управления:

• безвозвратный

• пробный

В безвозвратном режиме управления выбираются применимые правила без возможности пересмотра в дальнейшем; в пробном режиме – эти правила используются, но резервируется возможность в последствии вернуться к первоначальной ситуации, чтобы применить другое правило.

В пробных стратегиях два режима:

• режим с возвращением (при выборе правила определяется некая точка возврата и если последовательные вычисления приведут к трудностям построения решения, то процесс вычисления переходит к предыдущей точки, где выбирается другое правило и процесс продолжается)

• управление поиском на графе (предусматривается запоминание результатов применения всех возможных правил).