12.7.4. Продукционная модель представления знаний

Продукция — один из распространенных в интеллектуальных системах способов представления знаний. Основу модели составляют системы продукций. Каждая продукция в наиболее общем виде записывается как стандартное выражение следующего вида:

«Имя продукции»"

Имя сферы;

Предусловие;

Условие ядра;

Если А, то В;

Постусловие.

Основная часть продукции — ее ядро имеет вид: «Если А, то В», где А и В могут иметь разные значения. Остальные элементы, образующие продукцию, носят вспомогательный характер. В наиболее простом виде продукция может состоять только из имени ( например, ее порядкового номера в системе продукций) и ядра.

«Если сверкнет молния, то гремит гром».

«Если в доме вспыхнул пожар, то вызывайте по телефону 01 пожарную команду».

«Если в путеводителе указано, что в городе есть театр, то надо пойти туда».

Первый пример иллюстрирует тот случай, когда ядро продукции описывает причинно-следственную связь явлений А и В. Во втором примере А и В представляют собой некоторые действия. В третьем примере А — это некоторые знания, а В — действие. Возможны и другие варианты ядра продукции. Таким образом, при помощи ядер можно представлять весьма разнообразные знания.

Имя сферы указывает ту предметную область, к которой относятся знания, зафиксированные в данной продукции. В интеллектуальной системе может храниться совокупность знаний (ее называют базой знаний), относящихся к разным областям (например, знания о различных заболеваниях человека или знания из различных разделов математики). Ясно, что если в данный момент решается задача из области физики твердого тела или из геометрии треугольника, то надо использовать знания, относящиеся именно к этой области. Сферы и выделяют такие подобласти знаний.

Когда речь шла о различных А и В в ядрах продукций, то практически было показано, что в такой форме можно представлять как декларативные знания, так и процедурные, хотя сама форма продукций весьма удобна для задания именно процедурных знаний.

Рассмотренные модели представления знаний широко используются в современных интеллектуальных системах и прежде всего в экспертных системах. Каждая из форм представлений знаний может служить основой для создания языка программирования, ориентированного на работу со знаниями. Такими, например, языками являются язык ФРЛ (Frame Representation Language), основанный на фреймовых представлениях, и язык Пролог, опирающийся на модель представления в виде продукций. Однако разные модели представления знаний имеют свои преимущества и недостатки. Поэтому в конце 80-х годов наметилась тенденция создавать комбинированные языки представления знаний. Чаще всего комбинируются фреймовые и продукционные модели.

Достаточно богатая предметная область содержит большое количество декларативных и процедурных знаний. Создание баз знаний большого размера—дело весьма сложное, ведь необходимо не только накапливать знания, представляя их выбранным способом, но и проверять полноту знаний и их непротиворечивость. Источниками знаний могут быть книги, документы, изобразительная продукция, устные тексты, получаемые от специалистов, и т.п. Эти различные источники знаний надо уметь объединять между собой, что приводит к сложным, интегрированным базам знаний. Отдельные базы знаний, территориально разнесенные между собой, могут совместно использоваться при решении задач. Так возникают распределенные базы знаний, образуются сложные по конфигурации сети баз знаний. Такие сети хранения и обработки знаний являются не только общенациональными, но и международными, доступными любому специалисту.