<<
>>

4.4.1. Механизм логического вывода в продукционных системах

Из всех известных механизмов вывода данный механизм является наиболее формализованным (предопределенным).

Различают два типа логического вывода:

♦ прямой вывод (прямая цепочка рассуждений);

♦ обратный вывод (обратная цепочка рассуждений).

Сущность прямого логического вывода в продукцион­ных ЭС состоит в построении цепочки выводов (продукций или правил), связывающих начальные факты с результатом вы­вода.

В терминах "факты — правила" формирование цепочки вывода заключается в многократном повторении элементар­ных шагов "сопоставить — выполнить".

Рассмотрим следующий пример [54]. В базе знаний неко­торой ЭС содержатся три правила, а в рабочей памяти до начала вывода — пять фактов: В, С, Н, О, Е (см. рис. 4.4.1, а). Пусть на вход системы (в РП) поступил факт А. Механизм вывода "просматривает" левые части правил с целью нахож­дения таких из них, которые позволяют извлечь новые фак­ты (процедура "сопоставить"). В нашем примере на основе третьего правила выводится факт И. Происходит элементар­ный шаг "выполнить" — данный факт заносится в РП (рис. 4.4.1, б). Процедура "сопоставить" по фактам С и Б выявляет факт Г. После шага "выполнить" в РП попадает этот факт (рис. 4.4.1, в). По фактам Г и В выводится факт Ъ, и дальней­ший "просмотр" правил БЗн новой информации не дает.

Таким образом, прямая цепочка рассуждений состоит из следующих фактов: А — О — Г — Ъ. Иными словами, из фак­та А на основе имеющихся в БЗн правил "получен" факт Z.

сопоставить
Рис. 4.4.1. Иллюстрация прямой цепочки рассуждений
V-"" О

< г

г

(конец вывода)

выполнить

Отметим, что, несмотря на очевидную простоту прямого вывода для пользователя ЭС, от которого требуется лишь сообщить системе о вновь поступивших или интересующих его фактах, для БЗн со значительным числом правил могут возникнуть две проблемы:

♦ когда завершить вывод;

♦ как обеспечить непротиворечивость правил.

Последнее обстоятельство требует формирования и хра­нения в ЭС так называемых метаправил — правил "работы с правилами". Кроме того, прямая цепочка рассуждений иног­да требует значительного времени.

Механизм обратного вывода имеет совершенно иной ал­горитм. Его идея заключается в проверке справедливости не­которой гипотезы (некоторого суждения, факта), которая выдвигается пользователем и проверяется ЭС. При этом осу­ществляется проверка истинности не левых, а правых частей продукций, а вопрос формулируется так: "Что нужно, чтобы правая часть данного правила была справедлива, и есть ли необходимые суждения в рабочей памяти?" На рис. 4.4.2 пока­зана работа механизма обратного вывода для того же приме­ра, что для прямой цепочки рассуждений (в предположении, что факт А занесен в РП).

При реализации данного механизма пополнения РП новы­ми (выведенными) фактами не производится, а лишь прове­

ряется наличие необходимых суждений на очередном шаге алгоритма. Как следует из рис. 4.4.2, а, поскольку непосред­ственно факта Ъ в РП нет, производится анализ правых час­тей правил до поиска такого правила, которое обосновывает справедливость суждения Z. Чтобы факт Ъ был истинным, не­обходимы факты РиВ. Факт В есть, факта Е — нет (рис. 4.4.2, б). Чтобы факт Е был истинным, необходимы факты С и Б. Факт С есть, факта Б — нет (рис. 4.4.2, в). Наконец, чтобы был справедлив факт И, нужно наличие факта А, и так как он в РП имеется, обратный вывод закончен. Окончательный результат — на основании имеющихся в ЭС правил и фактов гипотеза о справедливости факта Ъ подтверждается.

Очевидно, что обратная цепочка рассуждений предъяв­ляет к квалификации пользователя ЭС определенные требо­вания — он должен уметь формулировать "правдоподобные" гипотезы. В противном случае легко представить весьма не­продуктивную работу ЭС, проверяющей и отвергающей одну гипотезу за другой (в качестве примера аналогичной ситуа­ции представим себе врача, ставящего один диагноз за дру­гим и пользующего пациента лекарствами от самых разных болезней). Платой за выполнение данного требования служит, как правило, сокращение времени реакции ЭС на запрос пользователя.

"г" есть?

«- "А" есть,

обратный вывод закончен

Р?

О?

Чв/

г

нет

—V5

р

нет

в/ нет
т=&в —г я&в —г р&в — г
с&о-— Р -4» с&о —-р с&о-—Р
А — 0 А " — о 1-* А — О
нужны РиВ

нужны Си Б

нужно А

Рис.
4.4.2. Иллюстрация обратной цепочки рассуждений

Для обеспечения уверенности пользователя в получаемых ЭС суждениях после обратного вывода часто прибегают к прямой цепочке рассуждений. Совпадение результатов рабо­ты обоих механизмов служит гарантией получения истинного вывода.

На рис. 4.4.3 представлен фрагмент блока "Контроль" ЭС (решающей задачи обучения), позволяющий оценивать отве­ты студентов на зачетах и экзаменах по следующей схеме: обучаемый получает три основных вопроса и отвечает на них.

1. ЕСЛИ по одному из вопросов получена оценка 2 ТО итоговая оценка не может быть выше 3.

2. ЕСЛИ по двум и более вопросам получены оценки 2 ТО итоговая оценка — 2.

3. ЕСЛИ по итогам ответов на основные вопросы обучаемый набрал 14 баллов

ТО необходимо задать дополнительный вопрос. ЕСЛИ ответ на дополнительный вопрос оценивается 5 ТО итоговая оценка — 5.

ЕСЛИ ответ на дополнительный вопрос оценивается 4 ТО итоговая оценка — 4.

ЕСЛИ ответ на дополнительный вопрос оценивается 3 ТО итоговая оценка — 4.

4. ЕСЛИ по итогам ответов на основные вопросы обучаемый набрал 8 баллов

ТО необходимо задать дополнительный вопрос. ЕСЛИ ответ на дополнительный вопрос оценивается 5 ТО итоговая оценка — 3.

ЕСЛИ ответ на дополнительный вопрос оценивается 4 ТО итоговая оценка — 3.

ЕСЛИ ответ на дополнительный вопрос оценивается 3 ТО итоговая оценка — 3.

5. ЕСЛИ по одному из вопросов получена оценка 3 ТО итоговая оценка не может быть выше 4.

6. ЕСЛИ по итогам ответов на основные вопросы набрано 9—10 баллов

ТО итоговая оценка — 3.

7. ЕСЛИ по итогам ответов на основные вопросы набрано 11—13 баллов

ТО итоговая оценка — 4.

Рис. 4.4.3. Фрагмент продукционной базы правил блока "Контроль" автоматизированной обучающей системы

Преподаватель оценивает каждый ответ по четырехбал­льной шкале.

Экспертная система либо сразу рекомендует выставить итоговую оценку, либо "советует" задать дополнительный воп­рос и уже по результату ответа на него рекомендует итого­вую оценку. В ЭС хранятся знания о существующих в инсти­туте правилах оценивания уровня подготовленности обучае­мых. Так, например, если на экзамене некий студент на "от­лично" ответит два вопроса билета, а третий будет оценен на "хорошо", рекомендуется задать ему дополнительный вопрос. Если на него дается отличный ответ, общая оценка — "от­лично"; хороший или удовлетворительный ответ — "хоро­шо"; неудовлетворительный ответ — "удовлетворительно".

<< | >>
Источник: Балдин К. В., Уткин В. Б.. Информационные системы в экономике: Учебник. — 5-е изд. — М.: Издательско-торго- вая корпорация «Дашков и К0», — 395 с.. 2008

Еще по теме 4.4.1. Механизм логического вывода в продукционных системах:

  1. 4.4.3. Понятие о механизме логического вывода во фреймовых системах
  2. 4.4.2. Понятие о механизме логического вывода в сетевых системах
  3. 4.4.4. Механизм логического вывода в диагностических системах байесовского типа
  4. Основы построения и использования механизмов логического вывода
  5. 4.4. Основы построения и использования механизмов логического вывода
  6. 6.1.2. Расчетно-логические системы с базами знаний
  7. 32. Механизм функционирования кредитной системы
  8. Стабильность социальной системы и ее механизмы
  9. 2.3. Механизм организации системы управления персоналомпредприятия
  10. Глава 5 МЕХАНИЗМ РЫНОЧНОЙ СИСТЕМЫ
  11. Вопрос 25 СТРУКТУРА И МЕХАНИЗМ ФОРМИРОВАНИЯ ПОЛИТИЧЕСКОЙ СИСТЕМЫ
  12. Конкуренция и монополия в системе рыночного механизма
  13. 26. ЛОГИЧЕСКИЕ ОПЕРАЦИИ С СУЖДЕНИЯМИ
  14. 5.5 Мероприятие 3: Проектирование логической структуры
  15. 3.2. ЛОГИЧЕСКИЙ УРОВЕНЬ
  16. 11.3. Кредитный механизм в Европейской валютной системе до введения евро