人工智能 第二章 产生式系统与专家系统.ppt

《人工智能 第二章 产生式系统与专家系统.ppt》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。

1、第二章产生式系统与专家系统7/28/202112.1产生式系统组成7/28/20212规则库、工作存储器、控制器1、规则库(知识库)规则库包含一序列产生式规则规则形式：前件后件规则的左边称为左件(LHS)规则的右边叫做后件(RHS)前件和后件可以命题或谓词表示。符号“”表示变换或推导例如，规则PQ意为若前件P满足，则可应用规则推导出结论Q，并把它放入已证明的结论集，或执行Q所代表的动作。7/28/20213从形式上看，与程序设计语言中的条件语句非常相似，但实际上两者之间存在根本的区别：①产生式规则的左部表达的是一组复杂的模式．而不仅仅是一个布尔表达式；②规则之间

2、的控制流不是象传统语言中从一条语句向其下一条语句传递，而且满足条件的规则被激活但不一定立即执行，这将取决于产生式系统的冲突消解策略，这是区分传统程序与产生式系统行为特征的关键。7/28/202142、工作存储器存储所求解问题的初始状态及已知事实，推理的中间结果及结论工作存储器又称动态数据库、综合数据库、短期数据库缓冲器随着产生式系统问题求解(推理)过程的进展，工作存储器的有些内容(如推理的中间结果)动态变化。工作存储器是产生式系统中主要的数据结构，可以通过简单的表、数组、带索引的文件结构、关系数据库等来实现。7/28/202153、控制器规则扫描的起点和顺序安排；又称

3、规则解释器，控制系统的运行和推理过程，包括：规则前件与工作存储器中事实的模式匹配；工作存储器的状态更新；多条规则被触发时的冲突消解；推理终止条件和判定等。7/28/202162.2产生式系统的工作周期7/28/20217规则库工作存储器模式匹配冲突集冲突消解推理控制规则触发规则执行模式匹配、选择、执行7/28/202181、匹配由顶向下(即从知识库中第一条规则开始)依次扫描规则库中所有规则，逐一比较工作存储器的所有元素与所有规则的前件，以搜索满足条件的规则。若一条规则前件中的所有条件都与工作存储器的当前事实匹配成功，则把此规则放入冲突集中，然后进行下一条规则的检测，直

4、到规则库中的所有规则都被检测。7/28/202192、选择(冲突消解)多条规则同时被匹配的情况称为冲突。这时，要根据预先确定的评价准则，求出所冲突规则的优先度，决定所冲突规则的优先度，决定使用哪一条规则。常用的冲突解决策略有以下7种：专一性排序，规则排序，数据排序，就近排序，上下文限制，按匹配度排序，按条件个数排序。不同的系统，可使用上述这些策略的不同组合，目的是尽量减少冲突的发生，使推理有较快的速度和较高的效率。如何选择冲突解决策略完全是由启发性知识决定的。7/28/2021103、执行把所选择规则的结论添加到工作存储器，作为新的事实。运行时，推理机制重复这三个阶段

5、的循环，根据规则库中的知识及工作存储器的事实，不断地由已知的前提推出未知的结论，并记录到工作存储器中，作为新的前提或事实继续推理过程，直到推出最终结论。7/28/202111例：某树类型辨识产生式系统，可模拟植物学家的思维过程，在一系列产生式规则的指导下，通过某些线索(如叶子的形状)来推断树的类型。该系统由规则库、工作存储器、控制器三部分组成。控制器仅提供了两个函数：on_wm(x)用来测试树的识别特征x是否存在于工作存储器WM中；put_on_wm(x)在一条规则被触发后，把树的识别特征x添加到WM中。举例7/28/202112规则库包含的基本规则如下：R1：ifo

6、n_wm(叶子脱落)thenput_on_wm(落叶树)R2：ifon_wm(叶子保持)thenput_on_wm(常青树)R3：ifon_wm(阔叶and非银杏)thenput_on_wm(被子植物)R4：ifon_wm(针叶)thenput_on_wm(稞子植物)R5：ifon_wm(一子叶)thenput_on_wm(单子叶植物)R6：ifon_wm(二子叶)thenput_on_wm(双子叶植物)R7：ifon_wm(单子叶植物)oron_vm(双子叶植物)thenput_on_wm(被子植物)R8：ifon_wm(松树球果)thenput_on_wm(稞子植

7、物)7/28/202113R9：ifon_wm(二针叶)oron_wm(三针叶)oron_vm(五针叶)oron_vm(簇针叶)thenput_on_wm(针叶)R10：ifon_wm(被子植物)andon_wm(落叶树)andon_vm(叶子密集)thenput_on_wm(糖槭)R11：ifon_wm(被子植物)andon_wm(常青树)andon_wm(叶子密集)thenput_on_wm(冬青树)R12：ifon_wm(被子植物)andon_wm(落叶树)andon_wm(复合叶子)thenput_on_wm(核桃树)R13：ifon_wm(