8. Продукционная система
В состав продукционной системы входят база правил, база данных и интерпретатор правил (рис. 2.1).
База правил – это область памяти, которая содержит базу знаний – совокупность знаний, представленных в форме правил вида ЕСЛИ … ТО; база данных – это область памяти, содержащая фактические данные (факты), которые описывают вводимые данные и состояния системы.
Базы данных у различных систем имеют различную форму, однако, все они могут быть описаны как группа данных, содержащих имя данных, атрибуты и значения атрибутов. Интерпретатор представляет собой механизм вывода, и он является тем компонентом системы, который формирует заключения, используя базу правил и базу данных.
9. Прямой и обратный вывод
В прямых выводах осуществляется продвижение к поставленной цели с последовательным применением правил к данным (фактам), которые принимаются за отправную точку.
В прямых выводах выбирается один из элементов данных, содержащихся в БД, и если при сопоставлении этот элемент согласуется с посылкой правила, то из правила выводится соответствующее заключение и помещается в БД, или же исполняется действие, определяемое правилом, и соответствующим образом изменяется содержимое базы данных.
Зачастую такие выводы называют выводами, управляемыми данными, или восходящими выводами, когда последовательно выводятся новые результаты, начиная с уже известных данных. Выводы, при которых процесс движется в направлении от поставленной цели к отправной точке, являются обратными. Они называются также нисходящими, или выводами, ориентированными на цель. Процесс нисходящих выводов начинается от поставленной цели. Если эта цель согласовывается с заключением правила, то посылка правила принимается за подцель или гипотезу. Этот процесс продолжается до тех пор, пока не будет получено совпадение подцели или гипотезы с полученными данными.
10. Фреймы
Фрейм – это абстрактный образ для представления некоего стереотипа восприятия [1]. Во фреймовой системе единицей представления знания является объект, называемый фреймом. Он является формой представления некоторой ситуации, которую можно (или целесообразно) описывать некоторой совокупностью понятий и сущностей. В качестве идентификатора фрейму присваивается имя. Это имя должно быть единственным во всей фреймовой системе. Фрейм имеет определенную внутреннюю структуру, состоящую из множества элементов, называемых слотами, которым также присваиваются имена. Каждый слот, в свою очередь, представляется определенной структурой данных. Иногда слот включает компонент, называемый фасетом, который задает диапазон или перечень его возможных значений. Фасет указывает также граничные значения заполнителя слота (например, максимально допустимое число братьев).
Помимо конкретного значения, в слоте могут храниться процедуры и правила, которые вызываются при необходимости вычисления этого значения.
Совокупность фреймов, моделирующая какую-либо предметную область, представляет собой иерархическую структуру, в которую фреймы соединяются с помощью родовидовых связей (рис. 2.2). На верхнем уровне иерархии находится фрейм, содержащий наиболее общую информацию, истинную для всех остальных фреймов.
Фреймы обладают способностью наследовать значения характеристик своих родителей, находящихся на более высоком уровне иерархии. Так, фрейм АФРИКАНСКИЙ СЛОН наследует от фрейма СЛОН значение СЕРЫЙ характеристики ЦВЕТ.
Значения характеристик фреймов могут передаваться по умолчанию фреймам, находящимся ниже их в иерархии, но если последние содержат собственные значения данных характеристик, то в качестве истинных применяются именно они [4]. Это обстоятельство позволяет легко учитывать во фреймовых системах различного рода исключения. В частности, во фрейме АЗИАТСКИЙ СЛОН значением слота ЦВЕТ будет КОРИЧНЕВЫЙ, а не СЕРЫЙ, которое могло бы в нем находиться, если бы предпочтение при выборе отдавалось не собственному значению, а наследуемому от фрейма СЛОН (рис. 2.3).