Продукционные системы.

Продукционные системы основываются на логическом подходе. Продукцией этой системы является вывод – новые знания. Утверждения представляются в виде формул некоторой логики. Логический подход позволяет применить развитый аппарат вывода новых утверждений или фактов, на основе фактов имеющихся в базе знаний. Результат работы ПС легко интерпретируется на естественном языке. Правильность вывода в этих системах гарантирована.

В случае невозможности получения гарантированного вывода, причины затруднения устанавливаются.

Чаще всего используются ПС с конечным набором правил вывода.

«Если выполняется несколько условий для фактов из БЗ, то вывод».

Факты описывают текущее состояние предметной области. Факты могут быть истинными, ложными и правдоподобными.

Правило описывает причиноследственные связи между фактами. Имея такое описание, его достаточно легко ввести в ЭВМ:

1. Организовать базу фактов.

2. Организовать базу правил.

3. Построить интерпретатор правил, который по состоянию (текущему) предметной области выводил бы новое заключение из имеющихся фактов.

Структура продукционной системы.

В продукционных системах используют два основных механизма вывода, (вывод от данных), обратный (вывод от цели).

В первом случае идут от известных фактов, и на каждом шаге вывода применяются все допустимые правила, которые порождают новые факты, и так до тех пор, пока не будет порожден факт цель. Во втором случае вывод идет в обратном направлении. Если цель согласуется с заключением правила, то посылку этого правила принимают за подцель, или гипотезу. И этот процесс повторяется до тех пор, пока не будет получено совпадение по цели с известными фактами.

Первый путь ведет к цели в неуправляемом режиме.

Второй путь продвижения к цели четко определяется, но требуется предварительное определение цели. В современных продуктивных системах используется комбинированный вариант получения вывода.

Если ПС работают с неполными данными, она должна быть способна выдвигать предположения или гипотезы, которые при получении новой информации могут корректироваться или отменяться. В некоторых случаях допустимо считать, что предположение Х имеет место быть, если используются ограниченные ресурсы, нельзя доказать обратного.

При неудачном выводе на очередном шаге в ПС предусмотрен откат, легко реализуемый с помощью стека, при этом возврат происходит в точку ошибочного предположения.

Достоинства ПС:

1. Модульность – каждое правило описывает небольшой независимый фрагмент знаний.

2. Инкрементность – возможность добавления новых правил относительно независимо от имеющихся правил.

3. Удобство модификации.

4. Прозрачность системы.

Преимущества продукционной системы по сравнению с другими ЭС:

модульность;

единообразие структуры (основные компоненты ЭС могут применяться для построения систем с иной проблемной ориентацией);

естественность (вывод заключения в продукционной системе во многом аналогичен процессу рассуждения эксперта);

гибкость родовидовой иерархии понятий, которая поддерживается только как связи между правилами (изменив правило, вы тем самым внесете изменение и в иерархию).

Недостатки продукционных систем:

процесс вывода менее эффективен, чем в других системах (поскольку большая часть времени при выводе затрагивается на непроизводительную проверку применимости правил);

процесс вывода трудно поддается управлению;

сложно представить родовидовую иерархию понятий.