3. Классификация ядер продукции.

Ядра продукций можно классифицировать по различным основаниям. Прежде всего все ядра делятся на два больших типа: детерминированные и недетерминированные. В детермилированных 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 => 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 (в простейшем случае продукция состоит лишь из ядра) 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 БОЛЬШОЙ ДОЛЕЙ УВЕРЕННОСТИ В. Возможны иные способы задания оценки 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, лингвистические, экспертные оценки и т.п. (например, ЕСЛИ A ТО ЧАЩЕ ВСЕГО НАДО ДЕЛАТЬ B₁, РЕЖЕ В₂ )

Особым типом являются прогнозирующие продукции, в которых описываются последствия, ожидаемые при актуализации А, (например, ЕСЛИ А, ТО С ВЕРОЯТНОСТЬЮ р можно ожидать В ).

Если в памяти системы хранится некоторый набор продукций, то они образуют систему продукций В системе продукций должны быть заданы специальные процедуры управления продукциями, с помощью которых происходит актуализация продукций и выбор для выполнения той или иной продукции из числа актуализированных.

В ряде ЭС используются комбинации сетевых и продукционных моделей представления знаний. В таких моделях декларативные знания описываются в сетевом компоненте модели, а процедурные знания — в продукционном. В этом случае говорят о работе продукционной системы над семантической сетью .

Продукционные системы могут быть разделены на продукционные системы, управляемые данными (предусловиями правил), и на продукционные системы, управляемые целями (действиями правил). Традиционно под продукционными системами понимают только системы, использующие вывод, направляемый данными. Обычно предусловие задается в виде логической комбинации утверждений о данных рабочей памяти, а действием 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 являются утверждениями 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. Так, например, в системах типа MYCIN или OPS образцы задаются декларативно, а в системах типа HEARSAY-II - процедурно.

Итак, представление знаний в виде управляемых образцами модулей и продукционных правил обладает следующими достоинствами:

1) модульностью организации знаний;

2) независимостью правил, выражающих самостоятельные "куски" знаний;

3) легкостью и естественностью модификации знаний;

4) отделением управляющих знаний от предметных знаний, что позволяет применять различные управляющие стратегии;

5) возможностью создания для ряда приложений управляющих механизмов для автоматического решения задач. Основным недостатком данного подхода является его более низкая эффективность по сравнению с методами традиционного программирования.

Различные авторы по-разному классифицируют продукционные системы с точки зрения дихотомии декларативность/процедурность. Одни относят их к декларативному представлению, другие - к процедурному или декларативно-процедурному [Нариньяни, Яхно, 1984; Яхно, 1984]. Вероятно, расхождения объясняются тем, насколько широко трактуется понятие "продукционное правило". По нашему мнению, 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. Если же говорить о более сложных продукционных правилах, то в них степень "процедурности" еще выше. Однако в продукционных правилах и даже в модулях, управляемых образцами, есть и элемент декларативности, так как способ использования правил и модулей в самих правилах и модулях не указывается. В общем можно считать, что так же, как и представления в виде фреймов и иерархических сетей, продукционные правила объединяют в себе свойства и декларативного и процедурного представления. Ниже будет показано на примере действующих систем, что продукционное правило может быть представлено в виде фрейма или сети.