4 Основные особенности логической модели. Правила вывода.

Логическая модель в отличие от других включает в себя не только алфавит, но и возможности получения новых знаний с помощью правил вывода.

Наиболее распространенной Л.М-ю, использованной для описания знаний, является логика предикатов.

Построение логики предикатов проводится выбором из языка его составных частей, которые не содержат нечеткостей. Язык, определенный в системе логики предикатов называется языком предикатов. В нем проявляются все основные аспекты: синтаксис, семантика и операции вывода.

Логические модели используются для формализации рассуждений и его заключений, которые могут быть описаны логическими исчислениями, например исчислениями предикатов. Логические исчисления представляются как формальные системы в виде кортежа 4-х множеств. М=<A,Т,P,F>

A-алфавит

T-мно-во синтаксических правил.

Р-мно-во истинных,правильно построенных формул.

F-мно-ва правил вывода.

Основу множества Р составляют истинные логические формулы, описывающие предметную область. . Все эти формулы должны быть записаны в строгом соответствии с синтаксическими правилами множества В логическом языке все утверждения из множества Р считаются истинными по определению. Вообще истинные по определению утверждения называются тавтологиями. В множество Р включаются только такие тавтологии, которые не следуют друг из друга. Такие тавтологии называются аксиомами

Правила вывода.

в языке предикатов процесс логич вывода явл-ся док-вом теорем, а формулы выводимые в рез-те этой процесса назыв теоремами. Правилом вывода назыв процедура представленная в опр-ной форме,кот из мн-ва  автоматически выводит такую формулу G, что справедливо “все модели для формул из  явл моделями и для G ”. Следовательно любое правило вывода гарантирует что если формулы из  истинны, то и формула выведенная из этого мн-ва тоже будет истинной. Другими словами, ПВ гарантирует, что для любой интерпретации истинность формулы G₁^G₂^…^G_n влечет за собой истинность формул G

5 Продукционная модель

Этот способ основан на представлении знаний в виде множества так называемых продукций (правил). Продукции (правила) обеспечивают способ представления рекомендаций, указаний, стратегий и т.п. продукция выражается в виде ЕСЛИ_ТО и представляет собой пару «ситуация-действие», «посылка-заключение» и т.п.

Продукцию принято обозначать так: АВ (следовательно). Здесь знак  называется секвенцией

Базы знаний построенные на основе такой модели называются продукционными

Основной проблемой продукционных систем является скорость поиска необходимой продукции из множества продукций и время, затрачиваемое на проверку выполнимости условий. Поэтому при большом количестве продукции в программах стараются реализовать способы ускорения этих процессов. Для этого продукцию представляю в более сложном виде: (i);Q,P; AB;N

i – имя продукции, с помощью которой она выделяется из всего множества

Q – часть продукции, характеризующая сферу ее применения

AB – ядро продукции. это основной элемент. Ядро может быть однозначным и альтернативным. В однозначном ядре, если левая часть выполняется, то выполняется правая часть. Альтернативное ядро записывается AB|С – если А выполняется, то выполняется В, иначе С. ядро может быть детерминированным и недетерминированным. В первом случае при выполнимости левой части правая часть выполняется обязательно. Во втором правая часть реализуется с некоторой возможностью, которая определяется количественными оценками в частности это могут быть вероятности. прогнозирующее ядро, в котором описываются последствия, ожидаемые при реализации левой части, например, ЕСЛИ А, то можно ожидать В.

P – условие применимости ядра. Это логическое выражение. Если оно истинно, ядро активизируется. Если ложно – ядро не используется. Позволяет сократить время, затрачиваемое на анализ продукции.

N – описывает действия, которые необходимо выполнить после реализации правой части. Называется постусловием продукции. В частности такое действие может быть связано с изменением каких-либо параметров.

В продукционной модели информация о предметной области представляется множеством правил (продукций), которые проверяются на множестве фактов, характеризующих текущую ситуацию. В связи с этим информационная база в таких системах состоит из базы фактов и базы правил. в базе правил содержится множество продукций, т.е. она представляет собой базу знаний. В базе фактов помещаются исходные данные, а также результаты промежуточных и окончательных расчетов. Когда левая часть правила (из базы правил) удовлетворяет фактам (из базы фактов), то действие, указанное в правой части выполняется. В этом случае говорят, что правило выполнено. В частности действие может состоять в добавлении нового факта в базу фактов.

В продукционных системах реализуется 2 механизма логического вывода – прямой и обратный.

При прямом выводе поиск новой информации (добавление новых фактов в базу фактов) происходит в направлении секвенций, разделяющих левые и правые части ядра продукции. Система использует информацию из левых частей, чтобы вывести информацию (произвести действие) с помощью правых частей. процесс начинается с запроса к пользователю об известных ему фактах. Эти факты помещаются в базу фактов. Затем система обращается к базе правил и производит поиск такого правила, которое может быть выполнено (все факты, необходимые в для левой части ядра продукции имеются в базе фактов). Найденное правило выполняется, отмечается (в последствии оно игнорируется) и полученные факты (с помощью правой части ядра продукции добавляются в базу фактов). Затем система опять ищет в базе правил такое правило, которое может быть выполнено и т.д. Процесс прямого вывода заканчивается, если в базе правил нет продукции, которая может быть выполнена.

В обратном выводе система начинает с выяснения того, что необходимо получить или доказать. Затем происходит проверка выполнения тех продукций, в правой части которых имеется требуемый факт. Процесс начинается с выяснения у пользователя какой факт надо установить. Затем система обращается в базу фактов и определяет имеется ли в ней данный факт. Если он есть, то считается установленным и процесс заканчивается. Если такого факта в базе фактов нет, система обращается к базе правил и производит поиск такого правила, в правой части которого имеется требуемый факт. Затем проверяет, можно ли выполнить найденное правило. Если да, то факт считается установленным и процесс заканчивается. Если нет, то требуемыми фактами считаются те, которые указаны в левой части найденной продукции и т.д. процесс заканчивается или в базе правил нет продукций с помощью которых их можно установить.