13.Стратегии управления в системах продукций

Рассмотрим основные типы эвристических стратегий, ориентированных на системы продукций.

Стратегия «подъема на гору». C глобальной базой данных для оценки ее перспективности связывается некоторая оценочная функция. Стратегия управления использует эту функцию для выбора правила. Выбирается то применимое правило, которое порождает базу данных, дающую наибольшее увеличение значения этой функции. Стратегия реализует безвозвратный режим, т. е. применимое правило выбирается и используется необратимо. С одной стороны стратегия «подъема на гору» обладает линейной трудоемкостью, а с другой – не гарантирует нахождение решения.

Принцип «стопки книг». Основан на идее, что наиболее используемая продукция является наиболее полезной. Готовые продукции как бы образуют «стопку», в которой порядок определяется накопленной частотой использования в прошлом. На самом верху «стопки» находится продукция, которая использовалась чаще всех.

Принцип наиболее длинного условия. Заключается в выборе из фронта готовых продукций той, у которой стало истинным наиболее «длинное» условие выполнимости ядра.

Принцип метапродукций. Основан на идее ввода в систему продукций специальных метапродукций, задачей которых является организация управления в системе продукций при возможности неоднозначного выбора из фронта готовых продукций.

Принцип «классной доски». Основан на идее спусковых функций. При реализации принципа «классной доски» в ИС выделяется специальное рабочее поле памяти – и стирают их при необходимости. На этой «доске» параллельно выполняющиеся процессы находят информацию, инициирующую их запуск, на нее же они и выносят информации о своей работе, которая может оказаться полезной для других процессов.

В основу модели «классной доски» положена группировка продукций и структурирование базы знаний. Рабочая память делится на уровни, которые соответствуют различным иерархическим уровням представления знаний. Продукции разбиты на группы. Расположенные вокруг «классной доски» называемые источниками знаний (ИЗ). Каждый источник знаний определен как узел связи между данными нижнего уровня, на основании которых делается вывод, и данными верхнего уровня, показывающими результат вывода. Система осуществляет поиск путем запуска этих ИЗ в соответствии с ситуацией.

Важной проблемой в организации поиска является выбор порядка запуска ИЗ. Основные методы, используемые при этом – метод «планировщика» и метод «отправителя». В первом случае планировщик оценивает ситуации на «классной доске» и последовательно вызывает «отправителей» (источники знаний). Во втором случае «отправитель» называет имя следующего «отправителя». Отметим, что каждый ИЗ может иметь собственную стратегию поиска и в этом случае представлять продукционную систему, но все ИЗ совместно используют рабочую память «классной доски».

Принцип приоритетного выбора. Связан с введением статических или динамических приоритетов на продукции. Статические приоритеты могут формироваться априори на основании сведений о важности продукционных правил в данной проблемной области. Эти сведения, как правило, представляют собой информацию, извлекаемую из эксперта. Динамические приоритеты вырабатываются в процессе функционирования системы продукций и могут отражать, например, такой параметр, как время нахождения продукции во фронте готовых продукций.

Управление по именам. Основано на задании для имен продукций, входящих в некоторую систему, некоторой формальной грамматики или другой процедуры, обеспечивающей сужение фронта готовых продукций и выбор из него очередной продукции для выполнения.