Требования к представлению знаний

Т.к. ИИС создаются не для решения какой-то частной задачи, а для множества задач, то лежащая в основе этой системы формализация знаний должна быть достаточно универсальной, т.е. пригодной для адекватного описания совокупности типовых проблемных ситуаций. Это соотношение способа формализации с классом типовых проблем позволяет говорить о целесообразности выделения знаний о предметной области. Т.о. требования к представлению знаний:

– общность или относительная универсальность (в рамках данной предметной области);

- применение психологического (интуитивно понятного) представления знаний;

-однородность (приводит к упрощению управления знаниями. Однородность типов знаний обеспечивается возможностью иерархической классификации).

Продукционные модели представления знаний

Основываются на конструкции продукции.

В продукционных моделях используются элементы логических и сетевых моделей. Сама идея продукции взята из логических моделей, а из сетевых – идея описания знаний в виде некоторой семантической сети. Основной чертой продукционных правил является то, что продукционная информация явно выделена и описывается иными средствами, чем декларативная информация. В продукционных моделях используется вывод на знаниях.

В основе продукционной модели лежит правило “условие -> действие”.

В общем виде: Если А1…Аn (посылка), то В (вывод, действие). Это все – ядро продукции.

(i), Q, P, A=>B, N

i - имя продукции, с помощью которого данная продукция выделяется из всего множества продукций (номер, лексема)

Q характеризует сферу применения продукции. Наши знания как бы "раскладываются по полочкам". Разделение знаний на отдельные сферы позволяет экономить время на поиск нужных знаний.

Основным элементом продукции является ее ядро: AЮB. Интерпретация ядра продукции может быть различной и зависит от того, что стоит слева и справа от знака секвенции Ю.

Простая конструкция: если А то В. В обычном случае секвенция (=>) может истолковываться как знак логического следования В из истинного А . Возможны и другие интерпретации ядра продукции, например А описывает некоторое условие, необходимое для того, чтобы можно было совершить действие В.

Правило Modus Ponens: Если А является истинным выражением, A=>B является истинным, то В будет истинным.

Ядра продукции можно классифицировать по различным основаниям. Прежде всего все ядра делятся на два больших типа: детерминированные и недетерминированные. В детерминированных ядрах при актуализации ядра и при выполнимости А правая часть ядра выполняется обязательно; в недетерминированных ядрах В может выполняться и не выполняться. Таким образом, секвенция Ю в детерминированных ядрах реализуется с необходимостью, а в недетерминированных - с возможностью. Интерпретация ядра в этом случае может, например, выглядеть так: ЕСЛИ А, ТО ВОЗМОЖНО В.

Возможность может определяться некоторыми оценками реализации ядра. Например, если задана вероятность выполнения В при актуализации А, то продукция может быть такой: ЕСЛИ А, ТО С ВЕРОЯТНОСТЬЮ р РЕАЛИЗОВАТЬ В. Оценка реализации ядра может быть лингвистической, связанной с понятием терм-множества лингвистической переменной, например: ЕСЛИ А, ТО С БОЛЬШЕЙ ДОЛЕЙ УВЕРЕННОСТИ В. Возможны иные способы реализации ядра.

Детерминированные продукции могут быть однозначными и альтернативными. Во втором случае в правой части ядра указываются альтернативные возможности выбора, которые оцениваются специальными весами выбора. В качестве таких весов могут использоваться вероятностные оценки, лингвистические оценки, экспертные оценки и т.п.

Особым типом являются прогнозирующие продукции, в которых описываются последствия, ожидаемые при актуализации А, например: ЕСЛИ А, ТО С ВЕРОЯТНОСТЬЮ р МОЖНО ОЖИДАТЬ В.

Р - условие применимости ядра продукции. Обычно Р представляет собой логическое выражение  (как правило предикат). Когда Р принимает значение "истина", ядро продукции активизируется. Если Р "ложно", то ядро продукции не может быть использовано.

N – постусловия. Они актуализируются только в том случае, если ядро продукции реализовалось.N описывает действия и продукцию, которую необходимо выполнить после реализации ядра (реализация может происходить не сразу).

Условия А1 до Аn называются фактами. С помощью них описывается текущее состояние предметной области. Факты могут быть истинными, ложными, правдоподобными, когда истинность факта допускается с некоторой степенью уверенности. Действие В можно трактовать как добавление нового факта к предметной области.

Предметная область описывается с помощью правил продукции и с помощью фактов.

Факты принимаются как истинное высказывания. В языке – это повествующее предложение об объектах и явлениях предм. области, а правила – причинно-следственные связи м/у фактами, т.е. описание того как истинность одного факта влияет на истинность другого. Такое описание предм. области во многих случаях является достаточным, а вот соответствует ли оно действительному положению вещей в предм. области зависит от точки зрения наблюдателя.

Для того чтобы в ПК можно было отобразить состояние предметной области нужны средства для хранения мн-ва фактов, база правил, интерпретатор правил, который по описанию текущего состояния предм. области и в зависимости от предъявляемых фактов, осуществляет вывод заключений.