Продукционные модели

Общий вид продукции выглядит так: (i); Q; P; A => B; N >

i - имя, номер id

Q - характеризует сферу продукции

P - предикат условия применимости продукции

Сиквенция если A то B, может быть временным, последовательным… Это не импликация в логическом смысле

N - постусловие продукции описывает все что нужно сделать с базой, когда сиквенция образовалась

Из это появляется проблема - управление системой продукции. Как правило в ходе работы машины, одновременно актуализируется несколько продукций, образуется фронт продукции.

В этом случае используются специальные эвристики, которые формируют стратегию управления.

Принцип стопки книг: Наиболее часто используемое нечто, является наиболее важным.

При актуализации фронта продукции для управления выбирается та у которой частота продукции максимальна.

Принцип наиболее длинного условия - частные правила то есть относящиеся к классу общих правил которые несут больше информации.

Из фронта готовой продукции выбирается та у которой самый длинный предикат P.

Больше информации.

Принцип приоритетного выбора - можно задать статические приоритеты, задаются экспертом.

Динамические приоритеты - вырабатываются при функционировании системы, время нахождения продукции на фронте готовой продукции.

Можно также ввести эвристики ориентированные на конкретную область.

Плюсы и минусы:

+ 1) Очевидность

2. Продукты близки к логическим моделям

- 1) принципиально не имеют строгой теории, нельзя оценить ни полноту, ни противоречивость

2. Все проблемы

3. Систему реального времени нельзя построить адаптивную систему, отсутствует T

Продукционная модель – это модель, основанная на правилах, позволяющая представить знание в виде предложений типа:

«ЕСЛИ условие, ТО действие»

Продукционная модель обладает тем недостатком, что при накоплении достаточно большого числа (порядка нескольких сотен) продукций они начинают противоречить друг другу.

В общем случае продукционную модель можно представить в следующем виде:

• – имя продукции;
• – сфера применения продукции;
• – условие применимости продукции;
• – ядро продукции;
• – постусловия продукции, актуализирующиеся при положительной реализации продукции;
• – комментарий, неформальное пояснение (обоснование) продукции, время введения в базу знаний и т. д.;

Системы обработки знаний, использующие продукционную модель получили название «продукционных систем». В состав экспертных систем продукционного типа входят база правил (знаний), рабочая память и интерпретатор правил (решатель), реализующий определенный механизм логического вывода. Любое продукционное правило, содержащееся в базе знаний, состоит из двух частей: антецендента и консеквента. Антецедент представляет собой посылку правила (условную часть) и состоит из элементарных предложений, соединенных логическими связками «и», «или». Консеквент (заключение) включает одно или несколько предложений, которые выражают либо некоторый факт, либо указание на определенное действие, подлежащее исполнению. Продукционные правила принято записывать в виде антецедент-консеквент.

Примеры продукционных правил:

ЕСЛИ
«двигатель не заводится»
и
«стартер двигателя не работает»
ТО
«неполадки в системе электропитания стартера»

Любое правило состоит из одной или нескольких пар «атрибут-значение». В рабочей памяти систем, основанных на продукционных моделях, хранятся пары атрибут-значение, истинность которых установлена в процессе решения конкретной задачи к некоторому текущему моменту времени. Содержимое рабочей памяти изменяется в процессе решения задачи. Это происходит по мере срабатывания правил. Правило срабатывает, если при сопоставлении фактов, содержащихся в рабочей памяти, с антецедентом анализируемого правила имеет место совпадение, при этом заключение сработавшего правила заносится в рабочую память. Поэтому в процессе логического вывода объём фактов в рабочей памяти, как правило, увеличивается (уменьшаться он может в том случае, если действие какого-нибудь правила состоит в удалении фактов из рабочей памяти). В процессе логического вывода каждое правило из базы правил может сработать только один раз.

Существуют два типа продукционных систем – с «прямыми» и «обратными» выводами. Прямые выводы реализуют стратегию «от фактов к заключениям». При обратных выводах выдвигаются гипотезы вероятностных заключений, которые могут быть подтверждены или опровергнуты на основании фактов, поступающих в рабочую память. Существуют также системы с двунаправленными выводами.

Основные достоинства систем, основанных на продукционных моделях, связаны с простотой представления знаний и организации логического вывода. К недостаткам таких систем можно отнести следующее:

• отличие от структур знаний, свойственных человеку;
• неясность взаимных отношений правил;
• сложность оценки целостного образа знаний;
• низкая эффективность обработки знаний.