Вывод в прямом направлении с выбором первого применимого правила
База знаний: База фактов:
R1: Если B и D и E, ТО F Известные факты: B,C
R2: Если D и G, ТО A Цель: H
R3: Если C и F, ТО A
R4: Если B, ТО X
R5: Если D, ТО E
R6: Если A и X, ТО H
R7: Если C, ТО D
R8: Если C и X, ТО A
R9: Если X и B, ТО D
Рис.2
Вывод в прямом направлении с выбором правила, имеющего самое большое число условий
База знаний: База фактов:
R1: Если B и D и E, ТО F Известные факты: B,C
R2: Если D и G, ТО A Цель: H
R3: Если C и F, ТО A
R4: Если B, ТО X
R5: Если D, ТО E
R6: Если A и X, ТО H
R7: Если C, ТО D
R8: Если C и X, ТО A
R9: Если X и B, ТО D
Рис. 2.1
При выводе в обратном направлении рассуждение ведется, начиная с цели, с попыткой свести ее к подцелям, эквивалентным тем, которое стремятся доказать. Стратегия выбора заключается в применении первого применимого правила (в порядке их нумерации), чтобы потом искать подтверждения каждой из порожденных подцелей. Такое движение по дереву называется движением “в глубину”.
В случае неудачи происходит возврат и опробуется последнее оставленное в стороне правило. Поиск прекращается, когда первоначальная цель подтверждена или когда опробованы все возможные пути без достижения успеха.
Механизм выхода в обратном направлении является основным для языка PROLOG и представляется в виде процесса достижения целей.
Вывод в обратном направлении
База знаний: База фактов:
R1: Если B и D и E, ТО F Известные факты: B,C
R2: Если D и G, ТО A Цель: H
R3: Если C и F, ТО A
R4: Если B, ТО X
R5: Если D, ТО E
R6: Если A и X, ТО H
R7: Если C, ТО D
R8: Если C и X, ТО A
R9: Если X и B, ТО D
Рис. 3.
Очевидно, вывод в обратном направлении работает, только когда все цели или гипотезы, для которых система может затребовать поиск, могут быть определены предварительно и связаны с управляемым числом условий и определены наборы правил. В качестве примера, в котором этот подход неприменим, можно привести систему, играющую в шахматы, с выводом в обратном направлении с гипотезой “шах и мат”. На практике существует целый класс проблем, при решении которых необходимо начать с начального состояния БЗ, выраженного посредством правил и фактов, от которого осуществляется передвижение вперед к новому состоянию, в которое включаются некоторые правила и исправляются факты. Примером является изменение состояния от начального расположения фигур в начале игры к завершению начального хода. Игра в шахматы иллюстрирует проблему подхода вывода в прямом направлении - не смотря на то, что имеются средства, управляющие выбором правил, число возможностей быстро нарастает до неуправляемого и сводится к “шах и мат” или становится невозможным для вычислений. Программа игры в шахматы должна иметь мощную стратегию поиска для нахождения выигрышного хода в этой сети. Это осуществляется на базе вывода в прямом направлении.
Конечно, большое число реальных проблем требует вывода как в прямом, так и в обратном направлении, чтобы находить решение.
В дополнении к проблеме вывода необходимо отметить, что в ЭС реализуется возможность работы с неуверенностью в данных (с неопределенностью). Для этого используются нечеткая логика, Байесовская логика, коэффициенты уверенности, многозначная логика и другие средства. Работоспособность указанных методов объясняется тем, что организация знаний играет большую роль, чем связанные с ними числовые значения. В большинстве БЗ предусмотрена избыточность, позволяющая ЭС прийти к правильному заключению несколькими различными маршрутами. Числа, измеряющие степень доверия, служат лишь для точной настройки.
Контрольные вопросы.
Из каких блоков состоит экспертная система?
Укажите отличия знаний I-го рода и II- го знаний рода.
Объясните основные отличия между выводами в прямом и обратном направлениями.
Раскройте понятие инженера по знаниям.
На какие вопросы отвечает подсистема объяснений.
На какие части можно разделить базу знаний, в которой фиксируются знания в ЭС?