Листинг 5.1. Оргправило системы mycin, записанное на языке clips

(defrule diagnosis

(patient (name Jones)

(organism organism-1))

(organism (name organism-1)

(morphology rod)

(aerobicity aerobic)) => (assert

(organism

(name organism-1)

(identify enterobacteriaceae)

(confidence 0.8)))

На языке CLIPS представление правила имеет следующий формат:

(defrule <наименование правила> <предпосылка1>

<предпосылка m > =>

<действие 1>

<действие n>

Перечень предпосылок в таком правиле представляет собой образец вектора, которому должно соответствовать состояние рабочей памяти. Действия, такие как (assert ...) в приведенном выше примере, задают изменения, которые должны быть внесены в состояние рабочей памяти. Например, специфицированное в приведенном выше правиле действие добавит в рабочую память новый вектор

(organism (name organism-1)

(identify enterobacteriaceae)

(confidence 0.8)).

Таким образом, правило diagnosis означает следующее: если у определенного пациента обнаружена связь с определенным микроорганизмом, который имеет перечисленные в правиле свойства, то мы можем с определенным шансом на успех предполагать, что этот микроорганизм принадлежит такому-то классу. Это правило не является общим, поскольку применимо только к конкретному пациенту (Jones) и конкретному микроорганизму (organism-1). Гораздо чаще нам придется применять правила, которые пригодны для любого пациента и любого микроорганизма. В такие правила поле имени пациента вовсе не включается.

Желание сформировать общие правила требует включения в него переменных, которые играют роль местодержателя. В правиле, представленном в листинге 5.2, такие переменные отличаются от прочих членов наличием префикса ? перед именем. Обратите внимание на то, что переменная ?pat не появляется в заключительной части правила, а значит, использование поля имени пациента в предпосылках правила действительно является избыточным.

Листинг 5.2. Правило, в котором используются переменные

(defrule diagnosis

(patient (name ?pat)

(organism ?org))

(organism (name ?org)

(morphology rod)

(aerobicity aerobic)) => (assert

(organism

(name ?org)

(identify enterobacteriaceae) (confidence 0.8)))

При использовании правила интерпретатором вместо всех одноименных переменных подставляется одно и то же значение.

 

5.2.2. Рабочая память

Основная функция рабочей памяти — хранить данные в формате векторов объект-атрибут-значение. Эти данные используются интерпретатором, который в случае присутствия (или отсутствия) определенного элемента данных в рабочей памяти активизирует те правила, предпосылки в которых удовлетворяются наличными данными. Как это делается, рассмотрим на примере.

Пусть в рабочей памяти содержатся векторы

(patient (name Jones) (age 40)

(organism organism-1))

(organism (name organism-1)

(morphology rod) (aerobicity .aerobic)).

В очередном цикле интерпретатор просмотрит имеющийся список правил и отыщет в нем то, которое содержит условия, удовлетворяющиеся этими векторами.

Если предпосылка в правиле не содержит переменных, она удовлетворяется при точном совпадении выражений в правиле и в рабочей памяти. Если же предпосылка в правиле содержит переменные, т.е. является образцом, то она удовлетворяется, если в рабочей памяти содержится вектор, включающий такую пару атрибут-значение, которая остается постоянной при удовлетворении всех остальных условий в том же правиле.

В самом простом случае соответствие проверяется присвоением постоянных значений переменным, которые делают предпосылку совпадающей с вектором в рабочей памяти. Так, вектор состояния в рабочей памяти

(patient (name Jones) (age 40)

(organism organism-1))

удовлетворяет предпосылку в правиле

(patient (name ?pat) (organism ?org))

подстановкой Jones вместо ?pat и Organism-1 вместо ?org.

Обратите внимание на то, что мы опускаем при анализе соответствия пары, которые отсутствуют в предпосылке правила. Поскольку другая предпосылка в этом же правиле также удовлетворяется при указанной подстановке, то новый вектор

(organism (name organism-1)

(identify enterobacteriaceae) (confidence 0.8))

добавляется интерпретатором в рабочую память.

Поскольку для заключения правила значение ?pat безразлично, поле имени пациента можно в условии вообще игнорировать.

Теперь рассмотрим набор правил, представленный в листинге 5.3, вместе с множеством векторов в рабочей памяти. Этот пример основан на планировщике STRIPS, о котором шла речь в главе 3. Программа состоит из выражений трех типов:

• деклараций (или шаблонов), которые определяют формат векторов в рабочей памяти;

• определений фактов, которыми задается начальное состояние проблемы;

• порождающих правил, которые определяют возможные трансформации состояния проблемы.

Строки, которые начинаются символами ";;", являются комментариями.