7. Продукционные экспертные системы. Простая диагностирующая экспертная система

П ри построении ЭС возникает проблема организации диалога с пользователем. Диалог должен быть организован таким образом, чтобы задаваемые вопросы поступали к пользователю в нужное время и выглядели бы естественными для сложившейся в процессе вывода ситуации. Поэтому техника ведения диалога должна быть тщательно продумана на стадии создания ЭС. Ниже излагается один из известных

(Г. С. Поспелов) подходов к созданию диагностирующих продукционных ЭС. Соответствующие интерпретации могут быть весьма разнообразными и поэтому область применимости обсуждаемых конструкций оказывается достаточно широкой.

Задано множество фактов: , состоящее из элементов двух типов. Элементы а_ij определяют обычные декларативные знания из конкретной предметной области. Элементы q_i определяют вид взаимодействия с внешней средой и в данном случае представляют собой вопросы пользователю в виде альтернативного меню: . Некоторые из q_i имеют другой смысл — результирующих заключений или диагнозов, оформленных в виде соответствующих сообщений пользователю. Продукции в данной системе имеют вид . Все множество фактов и продукций организованы в некоторую систему, представленную в виде графа "ИЛИ".

При такой структуре ЭС достаточно просто может быть реализована подсистема объяснений как важнейшая составная часть любой ЭС. Для этого достаточно каждой вершине q_i графа сопоставить соответствующий текст, описывающий мотивации выбора в данной вершине.

8. Продукционные экспертные системы. Формальное представление продукционной экспертной системы

Формальные модели продукционных ЭС играют большую роль не только для изучения конкретных ЭС, но и при построении новых ЭС. В частности, на основе таких формализмов могут изучаться вопросы эффективности различных механизмов вывода, вопросы непротиворечивости и полноты знаний и т. д. Рассмотрим один из возможных подходов. Будем предполагать, что база знаний ЭС состоит из конечного набора правил: . И мысленно возможного конечного набора фактов (ситуаций): .

Рассмотрим далее процедуру прямого вывода. С учетом информации, поступающей от пользователя, каждое правило устанавливает новый факт , расширяя тем самым набор установленных фактов, находящихся в рабочем поле A₁.

Применимость любого следующего правила зависит только от состояния рабочего поля A₁ (с учетом фактов, введенных пользователем). Множество A₁ рассматривается при этом как состояние самой ЭС, а продукции являются операторами, изменяющими это состояние.

Состояние ЭС описывается с помощью вектора состояния: , где: n — количество элементов базового множества фактов A; x_i = 1, если и x_i = 0, если .

Каждая продукция приводит систему из состояния х в новое состояние, если она применима: P_i*x^j-1 = x^j.

Сама цель работы ЭС формализуется как оценка возможности перехода динамической системы из заданного множества начальных состояний x₀ (в частном случае это может быть одно состояние) в некоторое целевое множество , в котором оказывается установленным хотя бы один из фактов заданного множества В: .