Продукционные модели и модули, управляемые образцами
В традиционном программировании команды устанавливаются в жесткой фиксированной последовательности. По умолчанию, после выполнения i-й команды выполняется (i+1)-я команда, если i-я команда не является командой ветвления. Все места ветвления в традиционном программировании указываются явно. Подобный способ программирования удобен в тех случаях, когда последовательность обработки мало зависит от обрабатываемых данных, т.е. тогда, когда ветвление является исключением, а не нормой. В противном случае программу лучше рассматривать как совокупность независимых модулей, управляемых образцами. На каждом шаге работы такая программа анализирует текущую ситуацию и определяет по анализу образцов, какой модуль подходит для обработки этой ситуации.
Каждый управляемый образцом модуль (УОМ) состоит из механизмов исследования и модификации одной или нескольких структур данных. Диапазон УОМ может колебаться в широких пределах от простого продукционного правила до процедуры произвольной степени сложности, вызываемой по образцу. Каждый УОМ на очередном шаге работы анализирует данные рабочей памяти, проверяя наличие структур, которые сопоставляются с его образцом. Системы, построенные на основе УОМ, называют системами вывода, управляемыми образцами. Функции управления в этих системах осуществляет интерпретатор.
С точки зрения представления знаний подход, использующий УОМ, можно охарактеризовать следующими особенностями:
|
|
|
· разделение постоянных знаний, хранимых в БЗ, и временных знаний, хранимых в рабочей памяти;
· структурная независимость модулей, облегчающая модификацию и совершенствование системы, что чрезвычайно важно для ЭС, постоянно модифицирующих свои знания. Кроме того, независимость модулей упрощает объединение программ, написанных разными авторами;
· отделение схемы управления от модулей, несущих знания о проблемной области, что позволяет применять различные схемы управления.
Системы, управляемые образцами, имеют различное исполнение и классифицируются в соответствии с ограничениями, накладываемыми на модули (рис. 2.6). Если такие системы состоят из модулей, локализованных на вершинах сети, то они называются системами, основанными на сетях.
Большинство систем, управляемых образцами, удовлетворяют следующему ограничению: все исследования данных рабочей памяти в каждом модуле объединены и предшествуют всем действиям по модификации данных. Таким образом, модуль разделяется на две части: предусловие, исследующее данные, и действие, модифицирующее данные. Модули, имеющие такое деление, называют правилами, а системы, использующие такие правила, называют системами, основанными на правилах.
|
|
|
Системы, основанные на правилах, разделяются по видам правил на продукционные и трансформационные. Продукционные системы образованы из правил, в которых сопоставление и планирование (управление) – явные функции системы, зафиксированные в интерпретаторе. Трансформационные системы в отличие от продукционных могут не иметь явных функций по сопоставлению и управлению правилами. Примерами трансформационных систем являются системы формальные и формальных грамматик. Продукционные системы могут быть разделены на продукционные системы, управляемые данными (предусловиями правил), и управляемые целями (действиями правил). Традиционно под продукционными системами понимают только системы, использующие вывод, направляемый данными. Обычно предусловие (антецедент) задается в виде логической комбинации утверждений о данных рабочей памяти, а действием (консеквентом) является некоторая операция по модификации памяти. Сложность действий колеблется в значительных пределах от простой операции присваивания до функции произвольной степени сложности.
|
|
|
В продукционных системах, управляемых целями, предусловия и действия – это утверждения о данных. Здесь вывод осуществляется в обратном направлении от утверждений, которые должны быть доказаны. Необходимо подчеркнуть, что образцы могут быть заданы как декларативно, так и процедурно.
Итак, представление знаний в виде управляемых образцами модулей и продукционных правил имеет следующие достоинства:
· модульность организации знаний;
· независимость правил, выражающих самостоятельные фрагменты знаний;
· легкость и естественностью модификации знаний;
· отделение управляющих знаний от предметных знаний, что позволяет применять различные управляющие стратегии;
· возможность создания для ряда приложений управляющих механизмов с целью автоматического решения задач.
Основной недостаток данного подхода – его более низкая эффективность по сравнению с методами традиционного программирования. Различные авторы по-разному классифицируют продукционные системы. Одни относят их к декларативному представлению, другие – к процедурному или декларативно-процедурному. Расхождения объясняются тем, насколько широко трактуется понятие “продукционное правило”. Даже в самом простом продукционном правиле (т.е. правиле, не содержащем присоединенных процедур) есть элемент процедурности, так как предполагается, что правило будет использовано для выполнения некоторого действия.
|
|
|
Именно это и отличает процедурное представление от декларативного, поскольку декларативные знания не несут никакой информации о том, как они будут использованы. В более сложных продукционных правилах степень “процедурности” еще выше. Однако в продукционных правилах и даже в модулях, управляемых образцами, есть элемент декларативности, так как способ использования правил и модулей в них самих не указывается. Таким образом, продукционные правила объединяют в себе свойства и декларативного, и процедурного представления, как и представления в виде фреймов и иерархических сетей.
Дата добавления: 2019-07-15; просмотров: 189; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!