14.6.3. Принципы реализации

Давайте сначала расширим правила языка, с тем чтобы получить возможность работать с неопределенностью. К каждому, правилу мы можем добавить "силовой модификатор", определяемый двумя неотрицательными действительными числами S и N . Вот соответствующий формат:

Имя Правила: если

              Условие

             то

              Заключение

             с

              Сила( N, S).

Примеры правил рис. 14.14 можно изобразить в этой форме так:

прав1 : если

         не давлоткр и

         открклап

        то

         открклрано

        с

         сила( 0.001, 2000).

прав2 : если

         сепзапвд

        то

         давлоткр

        с

         сила( 0.05, 400).

Для того, чтобы произвести соответствующее расширение оболочки экспертной системы (разд. 14.5), нам понадобится внести изменения в большинство процедур. Давайте сосредоточимся только на одной из них, а именно на процедуре

рассмотреть( Цель, Трасса, Ответ)

Мы предположим, что утверждение Цель не содержит переменных (как это сделано в Prospector'e и в AL/X). Это сильно упростит дело (особенно в процедуре ответпольз). Таким образом, Цель будет логической комбинацией элементарных утверждений. Например:

не давлоткр и открклап

Цепочку целей-предков и правил Трасса можно представить таким же способом, как это сделано в разд. 14.5. Однако форму представления объекта Ответ придется модифицировать для того, чтобы включить в нее вероятности. Цель и ее вероятность можно соединить в один терм следующим образом:

Цель : Вероятность

Получим такой пример объекта Ответ:

индоткр : 1 было сказано

Смысл ответа: пользователь сообщил системе, что событие индоткр произошло, и что это абсолютно достоверно.

Представление объекта Ответ требует еще одной модификации, в связи с тем, что в одно и то же событие могут вести несколько независимых связей, которые все окажут влияние на вероятность этого события — его шанс будет помножен (рис. 14.15) на все множители. В этом случае Ответ будет содержать список всех ветвей вывода заключения. Приведем пример ответа такого рода для сети рис. 14.14 (для наглядности расположенный на нескольких строках):

давлоткр : 1 было 'выведено по'

 [ прав2 из сепзапвд : 1 было сказано,

   прав5 из диагсеп : 1 было сказано ]

Процедура рассмотреть, выдающая ответы в такой форме, показана на рис. 14.16. Она обращается к предикату

импликация( Р0, P, Сила, Вер0, Вер)

соответствующему отношению "мягкой импликации" (см. рис. 14.15). Р0 — априорная вероятность события E , а P — его апостериорная вероятность. Сила — сила импликации, представленная как

сила( N, S)

Вер0 и Вер — соответственно априорная и апостериорная вероятности гипотезы H .

Следует заметить, что наша реализация очень проста, она обеспечивает только изменение вероятностей при распространении информации по сети вывода и иногда ведет себя недостаточно разумно. Никакого внимания не уделяется отбору для анализа наиболее важной в данный момент информации. В более сложной версии следовало бы направлять процесс поиска ответа в сторону наиболее существенных фактов. Кроме того, необходимо стремиться к тому, чтобы пользователю задавалось как можно меньше вопросов.

Наконец, несколько замечаний относительно новой версии процедуры ответпольз. Она будет проще, чем процедура рис. 14.11, так как в запросах, передаваемых пользователю, уже не будет переменных. На этот раз пользователь в качестве ответа введет некоторую вероятность (вместо "да" или "нет"). Если пользователю ничего неизвестно о событии, содержащемся в вопросе, то вероятность этого события не изменится. Пользователь может также задать вопрос "почему" и получить изображение объекта Трасса в качестве объяснения. Кроме того, следует разрешить пользователю задавать вопрос: "Какова текущая вероятность моей гипотезы?" Тогда, если он устал вводить новую информацию (или у него мало времени), он может прекратить консультационный сеанс, довольствуясь ответом системы, полученным на основании неполной информации.

% Процедура

% рассмотреть( Цель, Трасса, Ответ)

%

% находит степень правдоподобия утверждения "цель это правда".

% Оценка правдоподобия содержится в объекте Ответ. Трасса - это

% цепочка целей-предшественников и правил, которую можно

% использовать в объяснении типа "почему"

рассмотреть( Цель, Трасса, ( Цель: Вер) было

 'выведено по' ПравОтв) :-

 bagof( Прав: если Условие то Цель с Сила, Правила),

  % Все правила, относящиеся к цели

 априори( Цель, Вер0),

  % Априорная вероятность цели

 модиф( Вер0, Правила, Трасса, Вер, ПравОтв).

  % Модифицировать априорные вероятности

рассмотреть( Цель1 и Цель2, Трасса,

 ( Цель1 и Цель2 : Вер было 'выведено из'

   ( Ответ1 и Ответ2) ) :-

 !,

 рассмотреть( Цель1, Трасса, Ответ1),

 рассмотреть( Цель2, Трасса, Ответ2),

 вероятность( Ответ1, В1),

 вероятность( Ответ2, В2),

 мин( В1, В2, Вер).

рассмотреть( Цель1 или Цель2, Трасса,

 ( Цель или Цель2:Вер) было 'выведено из'

   ( Ответ1 и Ответ2) ) :-

 !,

 рассмотреть( Цель1, Трасса, Ответ1),

 рассмотреть( Цель2, Трасса, Ответ2),

 вероятность( Ответ1, В1),

 вероятность( Ответ2, В2),

 макс( В1, В2, Вер).

рассмотреть( не Цель, Трасса,

 ( не Цель:Вер) было 'выведено из' Ответ) :-

 !,

 рассмотреть( Цель, Трасса, Ответ),

 вероятность( Ответ, В),

 обратить( В, Вер).

рассмотреть( Цель, Трасса, ( Цель: Вер) было сказано) :-

 ответпольз( Цель, Трасса, Вер).

% Ответ, выведенный пользователем

% Отношение

%

% модиф( Вер0, Правила, Трасса, Вер, ПравОтв)

%

% Существует Цель с априорной вероятностью Вер0. Правила имеют

% отношение к утверждению Цель; суммарное влияние этих правил

% (точнее, их условных частей) на Вер0 приводит к тому,

% что Вер0 заменяется на апостериорную вероятность Вер;

% Трасса - список целей-предков и правил, использовавшихся

% при выводе утверждения Цель;

% ПравОтв - результаты анализа условных частей

% правил из списка Правила.

модиф( Вер0, [], Трасса, Вер0, []).

  % Нет правил - нет модификации

модиф( Вер0,

 [ Прав : если Усл то Цель с Сила | Правила],

 Трасса, Вер, [Прав из Ответ | ПравОтв] ):-

 рассмотреть( Усл, [Цель по Прав | Трасса], Ответ),

  % Условие из первого правила

 априори( Усл, В0),

 вероятность( Ответ, В),

 импликация( В0, В, Сила, Вер0, Вер1),

  % "Мягкая" импликация

 модиф( Вер1, Правила, Трасса, Вер, ПравОтв).

Рис. 14.16.  Определение степени правдоподобия гипотезы при помощи распространения информации об оценке уверенности по сети вывода.