Пример построения логической базы знаний

Рассмотрим пример построения базы знаний прототипа экспертной системы (см. раздел 1.1.5 "Лабораторной работы №1") с использованием логической модели представления знаний.

Имеются объекты предметной области "Транспортные средства":

1. Самолет. 2. Вертолет. 3. Катер. 4. Танкер. 5. Грузовик. 6. Такси.

Заданы свойства транспортных средств:

1. Имеет колеса. 2. Имеет винт. 3. Имеет крыло. 4. Возит грузы.

Построение базы знаний с использованием логической модели осуществляется в следующем порядке.

1) Вводятся предметные константы

sml, vrt, ktr, tnk, grz, tks (объекты);

kls, vnt, krl, vgr (свойства).

2) Вводятся предметные переменные: x - объект, y - свойство объекта.

3) Вводятся предикаты (табл.2.3):

P ( x, y ) – объект x имеет свойство y;

Q ( x ) – x является объектом;

R ( y ) – y является свойством.

Табл.2.3. Предикаты логической базы знаний

				1	2	3	4
				Свойства
				Имеет колеса	Имеет винт	Имеет крыло	Возит грузы
		Kонстанты		kls	vnt	krl	vgr
		Kонстан ты	Факты
№	Объекты			R (kls )	R (vnt )	R (krl)	R (vgr )
1	Самолет	sml	Q(sml)	P(sml, kls)	P(sml, vnt)	P(sml, krl)	P(sml, vgr)
2	Вертолет	vrt	Q(vrt)	P(vrt, kls)	P(vrt, vnt)	~P(vrt, krl)	P(vrt, vgr)
3	Катер	ktr	Q(ktr)	~P(ktr, kls)	P(ktr, vnt)	~P(ktr, krl)	P(ktr, vgr)
4	Танкер	tnk	Q(tnk)	~P(tnk, kls)	P(tnk, vnt)	~P(tnk, krl)	P(tnk, vgr)
5	Грузовик	grz	Q(grz)	P(grz, kls)	~P(grz, vnt)	~P(grz, krl)	P(grz, vgr)
6	Такси	tks	Q(tks)	P(tks, kls)	~P(tks, vnt)	~P(tks, krl)	~P(tks, vgr)

4) С учетом введенных предикатов (табл.2.3) утверждения базы знаний ЭС можно представить в виде пренексной нормальной формы:

P(sml, kls) & P(sml, vnt) & P(sml, krl) & P(sml, vgr)  Q(sml)

P(vrt, kls) & P(vrt, vnt) & (~ P(vrt, krl)) & P(vrt, vgr)  Q(vrt)

~ P(ktr, kls) & P(ktr, vnt) & (~ P(ktr, krl)) & P(ktr, vgr)  Q(ktr)

~ P(tnk, kls) & P(tnk, vnt) & (~ P(tnk, krl)) & P(tnk, vgr)  Q(tnk)

P(grz, kls) & (~ P(grz, vnt)) & (~ P(grz, krl)) & P(grz, vgr)  Q(grz)

P(tks, kls) & (~ P(tks, vnt)) & (~ P(tks, krl)) & (~ P (tks, vgr))  Q(tks)

P(sml, kls) & P(vrt, kls) & (~P(ktr, kls)) & (~P(tnk, kls)) & P(grz, kls) & P(tks, kls)  R (kls)

P(sml, vnt) & P(vrt, vnt) & P(ktr, vnt) & P(tnk, vnt) & (~P(grz, vnt)) & (~P(tks, vnt))  R (vnt)

P(sml, krl) & (~P(vrt, krl)) & (~P(ktr, krl)) & (~P(tnk, krl)) & (~P(grz, krl)) & (~P(tks, krl))  R (krl)

P(sml, vgr) & P(vrt, vgr) & P(ktr, vgr)) & P(tnk, vgr) & P(grz, vgr) & (~P(tks, vgr))  R (vgr)

5) Для осуществления логического вывода на знаниях приведенные утверждения необходимо представить в виде следующих фраз Хорна (табл.2.2):

~P(sml, kls)  ~P(sml, vnt)  ~P(sml, krl)  ~P(sml, vgr)  Q(sml)

~P(vrt, kls)  ~P(vrt, vnt)  ~P(vrt, vgr)  Q(vrt)

~P(ktr, vnt)  ~P(ktr, vgr)  Q(ktr)

~P(tnk, vnt))  ~P(tnk, vgr)  Q(tnk)

~P(grz, kls))  ~P(grz, vgr)  Q(grz)

~P(tks, kls)  Q(tks)

~P(sml, kls)  ~P(vrt, kls)  ~P(grz, kls)  ~P(tks, kls)  R (kls)

~P(sml, vnt)  ~P(vrt, vnt) P(ktr, vnt)  P(tnk, vnt)  R (vnt)

~P(sml, krl)  R (krl )

~P(sml, vgr)  ~P(vrt, vgr)  ~P(ktr, vgr)  ~P(tnk, vgr)  ~P(grz, vgr)  R (vgr)