7. Продукционная модель, правила формирования условий и действий. Механизмы реализации исполняемых утверждений. Прямой и обратный логический вывод при использовании правил-продукций.

Продукционная модель или модель, основанная на правилах, позволяет представить знания в виде предложений типа «Если (условие), то (действие)».

Под условием понимается некоторое предложение — образец, по которому осуществляется поиск в базе знаний, а под действием — действия, выполняемые при успешном исходе.

Способы реализации механизма исполняемых утверждений часто называют парадигмами программирования. К основным парадигмам относят:

• процедурное программирование. Активная роль отводится процедурам, а не данным; причем любая процедура активизируется вызовом. Подобные способы задания поведения удобны для описаний детерминированной последовательности действий одного процесса или нескольких взаимосвязанных процессов.

• программирование, ориентированное на данные. Активная роль принадлежит данным, а не процедурам. Здесь со структурами активных данных связывают некоторые действия (процедуры), которые активизируются тогда, когда осуществляется обращение к этим данным.

• программирование, ориентированное на правила. Поведение определяется множеством правил вида «условие-действие». Условие задает образ данных, при возникновении которого действие правила может быть выполнено. Правила в данной парадигме играют такую же роль, как и операторы в процедурной парадигме. Подход, ориентированный на правила, удобен для описания поведения, гибко и разнообразно реагирующего на большое многообразие состояний данных.

• объектно-ориентированное программирование. Программа организуется вокруг сущностей, называемых объектами, которые включают локальные процедуры (методы) и локальные данные (переменные).

Существуют два типа продукционных систем - с прямыми и обратными выводами. Прямые выводы реализуют стратегию «от фактов к заключениям». При обратных выводах выдвигаются гипотезы вероятных заключений, которые могут быть подтверждены или опровергнуты на основании фактов, поступающих в рабочую память. Существуют также системы с двунаправленными выводами.

8. Представлений знаний на основе формальных систем. Логические концепции представления знаний. Аристотелева логика, логика предикатов первого порядка, логика Хорна, модальные и многозначные логики, логика возможного-необходимого, физические и псевдофизические логики.

Основная идея подхода при построении логических моделей представления знаний — вся информация, необходимая для решения прикладных задач, рассматривается как совокупность фактов и утверждений, которые пред­ставляются как формулы в некоторой логике. Знания отображаются совокупнос­тью таких формул, а получение новых знаний сводится к реализации процедур логического вывода

Основу аристотелелвой логики составляют 4 соотношения.

• Все A являются B.

• Никакие A не являются B.

• Некоторые A являются B.

• Некоторые A не являются B.

Главная идея логики предикатов заключается во взаимно-однозначном сопоставлении каждого уникального объекта с индивидуальной объектной константой, обозначаемой именем объекта, а класс однотипных объектов – с объектной переменной, значением которой являются объектные константы. Предикатом называют высказывательную функцию, определенную на множестве наборов значений объектных переменных.

Модальная логика — логика, в которой кроме стандартных логических связок, переменных и/или предикатов есть модальности (модальные операторы). Модальности бывают разные; наиболее распространены временные и пространственные.

Многозначная логика — тип формальной логики, характерный наличием более чем двух возможных истинностных значений (истинности и ложности).

Особенности псевдофизических логик: переменные в моделях являются лингвистическими, т.е. имеют в качестве своих значений либо слова естественного языка, либо функции принадлежности, соответствующие этим словам; все переменные измеряются в порядковых шкалах с отношением строгого порядка (для лингвистических переменных используются порядковые шкалы, для нелингвистических — метрические); правила, используемые в псевдофизических логиках, учитывают порядковые или метрические шкалы и расположение на них фактов и событий.