Продукционная модель

Представление знаний

Существует  множество  моделей  представления  знаний.  Наиболее распространены  три  модели  представления  знаний:  фреймовая, продукционная  и  семантическая.  Выбор  метода  представления  знаний зависит  от  особенностей  предметной  области  (какие  структуры  знаний наиболее  часто  встречаются,  присутствуют  ли  иерархичность  или  сетевые конструкции, характер входных и выходных данных в задачах  и т.д.), опыта когнитолога, выбранного инструментария разработки. 

Продукционная модель

Продукция  –  это  предложение-образец  вида  «Если,  то»,  по  которому осуществляется поиск в базе знаний.  В  продукции  выделяют  левую  часть  (начинается  с  «если»  и  заканчивается  перед  «то»)  и  правую  (начинается  после  «то»).  Левая  часть  продукции  -  антецедент  –  условие  выполнения  правой  часть  продукции.  Правая  часть  –  консеквент  –  действие,  выполняемое  в  случае  нахождения элементов,  удовлетворяющих  левой  части.  Действие  может  быть промежуточным  и  выступать  затем  в  качестве  консеквента  или  целевым, завершающим  процедуру вывода.  

Антецедент  формируется  из  фактов,  входных  данных  задачи  и логических  связок  (и,  или,  не).  Консеквент  может  представлять  из  себя действие  по  изменению фактов,  данных,  рекомендацию,  решение задачи. Кроме этого,  любая продукция имеет имя и приоритет,  определяющий последовательность проверки продукций машиной вывода. 

Продукции  отражают  причинно-следственные  связи,  которые  и позволяют  человеку  принимать  решения,  базируясь  на  знаниях  и предположениях о том, что есть и что будет, если что-то сделать.

Задача.  Построить продукционную  модель представления знаний в предметной области «Торговый центр».

 Описание процесса решения.  Для построения продукционной модели представления знаний необходимо выполнить следующие шаги:

1)  Определить целевые  действия задачи (являющиеся решениями).

2)  Определить  промежуточные   действия  или  цепочку  действий,  между начальным  состоянием  и  конечным  (между  тем,  что  имеется,  и целевым  действием).

3)  Опередить  условия   для  каждого  действия,  при  котором  его целесообразно   и  возможно  выполнить.  Определить  порядок выполнения действий.

4)  Добавить  конкретики  при  необходимости,  исходя  из  поставленной задачи.

5)  Преобразовать  полученный  порядок  действий  и  соответствующие   им условия в продукции. 

6)  Для  проверки  правильности  построения  продукций   записать  цепочки  продукций,  явно проследив связи между  ними. Этот  набор  шагов   предполагает  движение  при   построении продукционной модели  от результата к начальному  состоянию, но возможно и движение  от начального состояния к  результату.

решение:

1. Обязательное действие  в торговом центре – это  покупка товара и его оплата. Значит, есть уже два целевых  действия: «покупка товара» и  «оплата».

2. Прежде, чем купить товар,  нужно прийти в торговый центр,  найти товар и купить его.  Кроме того, нужно выбрать в  какой торговый центр пойти.  Соответственно, выделяем промежуточные  действия «выбор торгового центра  и дорога туда», «поиск товара  и его покупка».

3. Прежде чем пойти  в торговый центр, нужно убедиться,  что имеется достаточное количество  денег, для покупки товара. Торговый  центр можно выбирать по нескольким  признакам. Например, территориальный  признак. То есть идем в тот  торговый центр, который ближе.  Или же по типу торгового  центра. То есть идем в тот   торговый центр, в котором наличие  необходимого товара наиболее  вероятнее. Кроме того, в каждом  торговом центре работает разный  персонал. Значит, с начала нужно определить, имеется ли достаточное количество денег, для покупки товара. Затем определить в какой торговый центр нужно идти.

4. В задаче будем рассматривать  торговые центры «Фуршет» и  «Сельпо». В Фуршете работают Татьяна и Марина.  В Сельпо работают Анна и Светлана.

Преобразуем все вышесказанное  в предложения типа «Если, то»

• Если субъекту нужен какой-либо товар и у него достаточная сумма денег, то он может пойти в торговый центр.
• Если субъекту ближе к торговому центру «Фуршет» и он может пойти в торговый центр, то субъект идет в торговый центр «Фуршет».
• Если субъект считает, что необходимый ему товар вероятнее всего купить в торговом центре «Сельпо» и он может пойти в торговый центр, то он пойдет в торговый центр «Сельпо».
• Если субъект пошел в торговый центр «Фуршет» и нашел необходимый товар, то он идет  с товаром к кассе.
• Если субъект пошел в торговый центр «Сельпо» и нашел необходимый товар, то он идет  с товаром к кассе.
• Если субъект пошел в торговый центр «Фуршет» и не нашел необходимый товар, то он идет  домой без товара.
• Если субъект пошел в торговый центр «Сельпо» и не нашел необходимый товар, то он идет  домой без товара.
• Если субъект пришел в «Фуршет», нашел нужный товар и в это день работает Татьяна, то его обслуживает кассир Татьяна.
• Если субъект пришел в «Фуршет», нашел нужный товар и в это день работает Марина, то его обслуживает кассир Марина.
• Если субъект пришел в «Сельпо», нашел нужный товар и в это день работает Анна, то его обслуживает кассир Анна.
• Если субъект пришел в «Сельпо», нашел нужный товар и в это день работает Светлана, то его обслуживает кассир Светлана.
• Если субъект нашел нужный товар, то он оплачивает его на кассе.

Введем обозначения для  фатов (Ф), действий (Д), и продукций (П), тогда:

Ф1 = субъект хочет купить товар.

Ф2 = у субъекта есть достаточное количество денег.

Ф3 = субъект ближе к  торговому центру «Фуршет», чем к  торговому центру «Сельпо».

Ф4 = вероятность наличия товара в торговом центре «Фуршет» меньше, чем в торговом центре «Сельпо».

Ф5= товар имеется в наличии.

Ф6 = товар не имеется в наличии.

Ф7 = в торговом центре «Фуршет» работает кассир Татьяна.

Ф8 = в торговом центре «Сельпо» работает кассир Анна.

Ф9 = в торговом центре «Фуршет» работает кассир Марина.

Ф10 = в торговом центре «Сельпо» работает кассир Светлана.

Ф11 = на смене в Сельпо Анна.

Ф12 = на смене в Сельпо Светлана.

Ф13 = на смене в Фуршете  Татьяна.

Ф14 = на смене в Фуршете Марина.

Д1 = субъект может пойти в торговый центр.

Д2 = субъект идет в торговый центр «Фуршет».

Д3 = субъект идет в торговый центр «Сельпо».

Д4 = субъект находит нужный товар в торговом центре «Фуршет».

Д5 = субъект находит нужный товар в торговом центре «Сельпо».

Д6 = субъект не находит нужный товар.

Д7 = субъекта обслуживает кассир Марина.

Д8 = субъекта обслуживает кассир Светлана.

Д9 = субъекта обслуживает кассир Анна.

Д10 = субъекта обслуживает кассир Татьяна.

Д11 = субъект уходит, ничего не купив.

Д12 = субъект оплачивает товар.

П1 (5, Ф1,Ф2) = Д1

П2 (4, Ф3, Д1) = Д2

П3 (4, Ф4, Д1) = Д3

П4 (3, Ф5, Д2) = Д4

П5 (3, Ф5, Д3) = Д5

П6 (3, Ф6, Д2 или Д3) = Д6

П7 (2, Ф7, Ф13, Д4) = Д10

П8 (2, Ф9, Ф14, Д4) = Д7

П9 (2, Ф8, Ф11, Д5) = Д9

П10 (2, Ф10, Ф12, Д5) = Д8

П12 (1, Д7 или Д8 или Д9 или Д10) = Д12

П13 (1, Д6) = Д11

 

Д11

Д12

П12 (1, Д7 или Д8 или Д9 или Д10)

Д8

Д9

Д7

Д101

П10 (2, Ф10, Ф12, Д5)

П9 (2, Ф8, Ф11, Д5)

П8 (2, Ф9, Ф14, Д4)

П7 (2, Ф7, Ф13, Д4)

П13 (1, Д6)

Д6

Д4

П6 (3, Ф6, Д2 или Д3)

Д5

П5 (3, Ф5, Д3)

П4 (3, Ф5, Д2)

Д3

Д2

П3 (4, Ф4, Д1)

П2 (4, Ф3, Д1)

Д1

П1 (5, Ф1,Ф2)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Рис. 1. Схема продукций предметной области «Торговый центр».