Правила за производство, производствени системи
Методи за прилагане на производствените правила
Методите за прилагане на производствените правила са преминали през еволюционен процес от средата на ХХ век. Тъй като методът за представяне на знания, базиран на производствени правила, е класическо средство за създаване на експертни системи, техните разработчици трябва да разполагат със системна информация относно методологичното съдържание на етапите на развитие на концепцията за правила.
Система за постпродукция
Производствени системи са използвани за първи път в символична логика от американския логик Емил Пост, така че името на този учен е включено в имената на тези системи. Основната идея на Post беше, че въз основа на логически и математически системи може да си представим набор от правила, които установяват реда, в който низ от символи се преобразува в друг последователен набор от символи. Това означава, че правилото за производство, след като получи входния низ (антецедент), е в състояние да създаде нов низ (последващ), например:
В това правило стрелка означава, че един символен низ трябва да бъде преобразуван в друг. Това правило може да се тълкува, като се използва нотацията IF-THEN, както следва:
Трябва да се отбележи, че манипулирането на низове се основава на синтаксис, а не на семантика. С други думи, производствената система на Post се използва само като начин за трансформиране на един ред в друг, без да се разбира значението на думите: „постоянен доход“ и „кредитоспособен клиент“.
Правилата за производство също могат да имат множество предшественици, разделени с И, както е показано в следния пример:
Разбира се, производствените правила на Post бяха необходими, за да формират определена част от основата на експертни системи, но те не бяха достатъчни за програмиране на продукти с практическа стойност. Основното ограничение на производствените правила на Post от гледна точка на програмирането е липсата на стратегия за контрол, която би позволила да се регулира прилагането на правилата. Това ограничение може лесно да се разбере, като си представим хипотетична ситуация с посещение в библиотеката. Ако не използвате никаква система за контрол на процеса, за да намерите книгата, която искате, можете да прекарате много време в разглеждане на всички възможни опции.
Алгоритми на Марков
Следващата важна стъпка в развитието на методите за прилагане на производствените правила е откритието, направено от Марков, което дава възможност да се определи структурата на управление на производствените системи. Алгоритъм на Марков Подредена група от продукции, приложена според приоритета към въведения низ от символи. Ако правилото с най-висок приоритет не е валидно, тогава се използва следващото правило с най-нисък приоритет и т.н. Алгоритъмът на Марков завършва работата си, след като открива едно от следните условия: първо, последното производство не е приложимо за низа, или, второ, производството е приложено, което завършва с точка.
Алгоритмите на Марков могат да се прилагат и към сегменти от символни низове, започвайки отляво. Например производствената система се състои от едно правило:
След прилагането му се формира нов ред „изтегляне“ към входния ред „АТРАКТ“. Тъй като продукцията вече е приложена към нов ред, крайният резултат е редът "изтриване".
Алгоритмите на Марков използват специални символи. По-специално специалният знак ^ означава празен низ без символи. Следното производство премахва всички появявания на символа A във входния низ:
Други специални символи на алгоритъма на Марков могат да представляват други набори от символи и се означават с буквите a, b, c, ..., y, z. Тези символи са едносимволни променливи и представляват важна част от съвременните езици на експертната система. Например, следното правило разменя A и B в низ, ако между тях има някакъв знак: