Главная > Системы искусственного интеллекта
НАПИШУ ВСЁ ЧТО ЗАДАЛИ
СЕКРЕТНЫЙ БОТ В ТЕЛЕГЕ
<< Предыдущий параграф Следующий параграф >>
Пред.
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
29
30
31
32
33
34
35
36
37
38
39
40
41
42
43
44
45
46
47
48
49
50
51
52
53
54
55
56
57
58
59
60
61
62
63
64
65
66
67
68
69
70
71
72
73
74
75
76
77
78
79
80
81
82
83
84
85
86
87
88
89
90
91
92
93
94
95
96
97
98
99
100
101
102
103
104
105
106
107
108
109
110
111
112
113
114
115
116
117
118
119
120
121
122
123
124
125
126
127
128
129
130
131
132
133
134
135
136
137
138
139
140
141
142
143
144
145
146
147
148
149
150
151
152
153
154
155
156
157
158
159
160
161
162
163
164
165
166
167
168
169
170
171
172
173
174
175
176
177
178
179
180
181
182
183
184
185
186
187
188
189
190
191
192
193
194
195
196
197
198
199
200
201
202
203
204
205
206
207
208
209
210
211
212
213
214
215
216
217
218
219
220
221
222
223
224
225
226
227
228
229
230
231
232
233
234
235
236
237
238
239
240
241
242
243
244
245
246
247
248
249
250
251
252
253
254
255
256
257
258
259
260
261
262
263
264
265
266
267
268
269
270
271
272
273
274
275
276
277
278
279
280
281
282
283
284
285
286
287
288
289
290
291
292
293
294
295
296
297
298
299
300
301
302
303
304
305
306
307
308
309
310
311
312
313
314
315
316
317
318
319
320
321
322
323
324
325
326
327
328
329
330
331
332
333
334
335
336
337
338
339
340
341
342
343
344
345
346
347
348
349
350
351
352
353
354
355
356
357
358
359
360
361
362
363
364
365
366
367
368
369
370
371
372
373
374
375
376
377
378
379
380
381
382
383
384
385
386
387
388
389
390
391
392
393
394
395
396
397
398
399
400
401
402
403
404
405
406
407
408
409
410
411
412
413
414
415
416
417
418
419
420
421
422
423
424
425
426
427
428
429
430
431
432
433
434
435
436
437
438
439
440
441
442
443
444
445
446
447
448
449
450
451
452
453
454
455
456
457
458
459
460
461
462
463
464
465
466
467
468
469
470
471
472
473
474
475
476
477
478
479
480
481
482
483
484
485
486
487
488
489
490
491
492
493
494
495
496
497
498
499
500
501
502
503
504
505
506
507
508
509
510
511
512
513
514
515
516
517
518
519
520
521
522
523
524
525
526
527
528
529
530
531
532
533
534
535
536
537
538
539
540
541
542
543
544
545
546
547
548
549
550
551
552
553
554
555
556
557
558
559
560
След.
Макеты страниц

Распознанный текст, спецсимволы и формулы могут содержать ошибки, поэтому с корректным вариантом рекомендуем ознакомиться на отсканированных изображениях учебника выше

Также, советуем воспользоваться поиском по сайту, мы уверены, что вы сможете найти больше информации по нужной Вам тематике

ДЛЯ СТУДЕНТОВ И ШКОЛЬНИКОВ ЕСТЬ
ZADANIA.TO

7.5.4. Производительность экспертных систем

Формализм продукционных правил представляет собой не что иное, как внешнее представление знаний. Большая часть систем “компилирует” базу правил, чтобы получить эффективное

внутреннее представление, которое выражается в структурировании знания путем группировки в списки правил и посылок (как в Лиспе). Мы опишем две такие системы: POLITICS, разработанную Дж. Карбонеллем (1978) и использующую структуру вложенных правил, более богатую чем исходный формализм, и PROSPECTOR (Duda, 1980). использующую мультиграфы. Отметим также машины вывода OPS и TANGO, которые интересны тем, что применяют другие пути оптимизации выполнения правил с помощью их внутреннего представления с уменьшением времени вычислений за счет использования большего объема памяти. В обеих системах интерпретация уступает место компиляции, так как облегчается определение фазы выполнения правил. Важно отметить, что структуризация знаний возлагается на систему, поскольку в общем случае она претерпевает глубокие изменения при изменении базы правил.

В последнее время некоторые специалисты по информатике используют моделирование с помощью сетей Петри (Petri, 62). Между этим моделированием и внутренними представлениями в экспертных системах существует глубокая связь. В частности, “предикатные” сети Петри являются не чем иным, как повторным открытием продукционных систем, основанных на логике первого порядка. Отметим также, что модульность систем правил является существенным показателем производительности систем. Действительно, активизация правила происходит ассоциативным образом, а не в порядке, строго заданном процедурой. Правила активизируются и, возможно, выполняются, активизируя тем самым новые правила, и т. д.

В общем случае, поскольку могут быть выполнены сразу несколько правил и все, кроме одного, должны ждать своей очереди, а также поскольку каждое правило может требовать выполнения нескольких заданий, задания обычно помещаются в очередь в “записную книжку” (агенда). Записная книжка представляет собой структуру данных, доступ к элементам которой регулируется с помощью приоритетов или, в более общем случае, предикатов. Нет необходимости рассматривать случаи, которые не соответствуют данной ситуации (инструкции и тесты в классическом программировании). Базой фактов или базой данных вызываются только те правила, которые нужны. Для различных данных также весьма различны выводы и решения. Представляется, что это должно быть непременным условием высокой производительности. Не следует обвинять случай, если сам человек не заботится о правильном построении алгоритма. Даже для такого тривиального случая, как умножение двух чисел, мы всякий раз учитываем имеющиеся данные: более длинное число пишем вверху, кроме тех случаев, когда оно

содержит нули, единицы или повторяющиеся цифры, а более короткое — внизу, если это возможно.

Практика показывает, что отладка правил осуществляется просто и быстро. Всего лишь несколько минут требуется после обнаружения ошибки при выполнении правила на ее исправление и/или добавление нового правила. В отличие от этого в программе обнаруженная ошибка не всегда может быть легко исправлена из-за “системного эффекта”, связанного с последовательным выполнением инструкций. На исправление ошибки в этом случае может потребоваться, например, несколько часов. Она должна выполняться обязательно программистом, который в данном случае выступает в роли дорогостоящего и медлительного посредника между экспертом и программой.

Структурированные правила в системе POLITICS

Жесткая структура ЕСЛИ-TO, использовавшаяся до сих пор, может быть легко дополнена и преобразована в структуру ЕСЛИ-ТО-ИНАЧЕ, а также использоваться во вложенных структурах ЕСЛИ. Рассмотрим это решение ниже. Его очевидное преимущество состоит прежде всего в том, что условия выполнения приближаются к собственно действию, а также, становится более экономной запись посылок, общих для нескольких ситуаций. Подобные системы были предложены И. Голстейном (1977) и Дж. Карбонеллом (1978).

Например, программа Карбонелла POLITICS вызывает правила по их контексту, используя «почерк» (Schank, 77) как результат исследований свойств естественных языков. Затем выполнение осуществляется много раз. Цель системы POLITICS — моделирование поведения человека в различных политических ситуациях со своими предубеждениями и мнениями. Ниже показана форма представления внутренних правил этой системы:

(см. скан)

Рис. 7.13. (см. скан) Часть сети выводов, образованная интерпретатором системы PROSPECTOR из набора классических продукционных правил. Стрелки указывают на предположения, позволяющие получить заключение.

Семантическая сеть системы PROSPECTOR

Система PROSPECTOR предназначена для оказания помощи при исследованиях в горной промышленности. Внутреннее представление правил в ней немного отличается от представления в предыдущей системе и является более эффективным. Для получения выводов здесь используется граф, вершинами которого являются элементарные предложения. Правило представляет собой подмножество дуг, связывающих вершины. Подмножество помечено И для посылок одного и того же правила, ИЛИ для идентичных заключений, получаемых с помощью нескольких правил (рис. 7.13).

Последовательные выводы из начальных фактов получаются очень просто с помощью переноса указателя в этом графе. Оптимизация достижения искомой цели (конечная вершина графа) производится с помощью классических методов, применяемых в искусственном интеллекте: поиск по дереву И-ИЛИ, алгоритм продвижения A (Nilsson 1980) (гл. 2).

Эти внутренние представления очень близки к семантическим сетям и фреймам, используемым при описании естественного языка (Minsky, 1975, Winograd, 1982, Pitrat, 1982).

Связь описываемых систем с сетями Петри

В 1962 г. Петри предложил, а в 1970 г. Холт развил общее представление процессов в форме графов. Холт назвал это представление «сетями Петри». Такие сети являются ориентированными графами, вершины которых представляют собой лнбо «позиции» (обозначаемые окружностями), либо «переходы» (обозначаемые вертикальными отрезками). Позиции могут содержать «жетоны».

Рис. 7.14. Пример сети Петри. Выполнение включает в работу и Затем выполнение и включает в работу но только один них может быть активным. Затем сеть возвращается в начальное состояние.

Если все позиции, предшествующие переходу, содержат жетон, то такой переход называется активным. В этом случае он выполняется, а каждая предыдущая позиция теряет жетон и передает его следующей позиции (рис. 7.14).

Очевидно, что графы переходов, как и конечные автоматы, являются частными случаями сетей Петри. Преимущество последних заключается в том, что они представляют не только сам процесс, но также и его управление, элементами которого являются жетоны и выполняемые правила. Они позволяют также моделировать процессы параллельной обработки и синхронизации, что является основой обработки информации, в частности для систем с продукционными правилами. Можно отметить еще два полезных свойства сетей Петри:

1) Выявление возможности конфликта между правилами (возможность одновременного выполнения правил).

2) Внутреннее представление набора правил для интерпретатора с целью оптимизации времени решения.

Зисман (1978) предложил следующую модификацию набора правил для обращения цепочки символов, приведенную в разд. 7.5.3. В правой части каждого правила указывается правило, которое система попытается выполнить после данного

правила:

Отметим, что в такой записи один из символов можно не указывать и число правил уменьшается на два.

Рис. 7.15. Представление системы продукционных правил в форме сети Петри. Для простоты переходы не указаны, имеются два типа жетонов: «истина» V и «ложь» зависимости от истинности левой части правила.

Представление этого набора правил для интерпретатора в форме сети получается сразу же (рис. 7.15). Очевидно, что представление, в котором стрелки соответствуют обычной последовательной передаче управления в программах и условным переходам, должно предназначаться только одному интерпретатору. Оно далеко от идей продукционных систем и от возможностей модульного программирования. Оно великолепно оправдывает себя в качестве внутреннего представления и с небольшими модификациями было использовано под именем ATN (Woods, 1972) для анализа письменных текстов (Kayser, 1981).

1
Оглавление
email@scask.ru