Продукционная модель знаний

Продукционная модель или модель, основанная на правилах (продукциях), позволяет представить знания в виде предложений типа:

Если (условие), то (действие).

Если (причина), то (следствие).

Под «условием» (антецедентом) понимается некоторое предложение-образец, по которому осуществляется поиск в базе знаний. Под «действием» (консеквентом) понимаются другие утверждения, которые становятся истинными, если истинно условие, либодействия, выполняемые при успешном исходе поиска в БЗ.

Консеквент может быть промежуточным, выступающим как условие для поиска на следующем шаге, и терминальным, завершающим работу системы или алгоритма поиска.

Эта модель позволяет описать предметную область в виде причинно-следственных связей.

База знаний в ИС на основе данной модели состоит из базы фактов и базы правил. В оперативной памяти хранятся рабочие переменные алгоритма поиска, т.е. условия, которые требуют доказательства, промежуточные решения. Такая структура позволяет легко модифицировать БЗ и используется в задачах, где нет четких правил и алгоритмы являются эвристическими.

Запрос к БЗ содержит утверждения о некотором состоянии предметной области. Машина вывода (алгоритм поиска) ищет правила, адекватные поставленной задаче, и выполняет действия, заключенные в правилах. В результате просматриваются последовательно все факты из базы фактов и все правила из базы правил.

Если терминальное решение не будет получено, то процесс поиска начинается сначала с принятием новых условий о состоянии предметной области.

Примечания: 1) При использовании продукционной модели возникает проблема контроля непротиворечивых данных в БЗ (ответственность возлагается на программиста).

2) Изменение предметной области приводит к появлению новых фактов о ее состоянии, отсутствующих в БЗ. Это позволяет автоматически пополнять БЗ, укоряя процесс поиска.

3) Найденные в соответствии с запросом решения и цепочки вывода помещаются в базу типовых решений, что позволяет при повторном решении той же задачи использовать готовые шаблоны.

4) При добавлении пользователем или экспертом новых фактов и правил о предметной области нужно вначале проверить их достоверность перед помещением в БЗ.

Продукционная модель наиболее часто применяется в промышленных экспертных системах, т.к. она проста, понятна, модифицируема. Разработаны специальные языки представления знаний с помощью продукционной модели – OPS5, G2. на базе данной модели строятся экспертные системы, такие как EXSYS, ЭКО.