人工智能课件 21.3--产生式表示法.pptVIP

产生式系统(Production System): 1943年,由珀斯特(Post)提出，他用这种规则对符号串作替换运算。 1965年美国的纽威尔和西蒙利用这种原理建立了认知模型。同年，斯坦福大学设计第一个专家系统DENDRAL时，就采用产生式系统的结构。 产生式系统是目前已建立的专家系统中知识表示的主要手段之一,如MYCIN、CLIPS/JESS系统等。 在产生式系统中，把推理和行为的过程用产生式规则表示，所以又称基于规则的系统。 2.3.3 产生式系统的组成部分 3. 应用实例——八数码游戏 综合数据库 规则库 冲突解决策略 可交换的产生式系统 如果一个产生式系统对规则的使用次序是可交换的，那么无论先使用哪一条规则，都可以达到目的，即规则的使用次序对问题的最终求解是无关紧要的。我们称这样的产生式系统为可交换的产生式系统。 可恢复的产生式系统 在可交换产生式系统中，要求每条规则的执行只能为综合数据库增添新的内容，且不能删除和修改综合数据库已有的内容。这一要求是很强的，在许多规则的设计中难以达到。因此就需要产生式系统具有回溯功能，一旦问题求解到某一步发现无法继续下去时，就撤销在此之前得到的某些结果，恢复到先前的某个状态，然后选用别的规则继续求解。在问题求解过程中既可以对综合数据库添加新内容、又可删除或修改老内容的产生式系统称为可恢复的产生式系统。 2.3.5 产生式系统的优缺点 例题 *中国矿业大学计算机学院 人工智能 * 2.3 产生式表示法 第2章 知识表示 2.1 概 述 2.2 谓词逻辑表示法 2.3 产生式表示法 一般地，一个规则由前项和后项两部分组成。前项表示前提条件，各个条件由逻辑连接词（合取、析取等）组成各种不同的组合。后项表示当前提条件为真时，应采取的行为或所得的结论。产生式系统中每条规则是一个“条件→结论”或“前提→结论”的产生式，起简单形式为： IF〈前提〉THEN〈结论〉 IF〈条件〉THEN〈动作〉 2.3.1 规则的表示 为了严格地描述产生式，下面用巴科斯范式给出它的形式描述和语义： 规则∷=前提→结论 前提∷=简单条件|复合条件 结论∷=事实|动作 符合条件∷=简单条件 And 简单条件[(And 简单条件)…] |简单条件 Or 简单条件[(Or 简单条件)…] 动作∷=动作名[(变元,…)] 1. 产生式规则 通常用于表示事物间的因果关系； 【基本形式】 IF P then Q 或 P ? Q，其中 P表示规则的条件（或称前提）； 谓词、多元组、常量、变量、关系运算…… Q表示规则激活时应该执行的动作（或得到的结论）； 激活——规则条件P满足； 【规则分类】 ①前提-结论型 ②条件-动作型 1. 产生式规则 ①前提-结论型规则（P ? Q） 例如，关于动物世界的产生式系统中有规则 IF 动物是哺乳动物，且吃肉； Then 这种动物是食肉动物。 或形式化为： Mammal(x) ∧ Eat(x,Meat)?Carnivore(x) (Mammal,?x) ∧ (Eat,?x,Meat) ? (Carnivore,?x) P——谓词、多元组、关系表达式和真值函数的任意∧∨ ?组合； 不要求遵从一阶谓词演算的表示形式 变量视为隐含地受全称量词?约束； Q——结论 任意数据结构，如向量、数组、表格等。 1. 产生式规则 ②条件-动作型规则（P ? Q） P——谓词、多元组、关系表达式和真值函数的任意∧∨ ?组合； 不要求遵从一阶谓词演算的表示形式 变量可视为隐含地受全称量词?约束； Q——动作，任意操作函数 操作综合数据库； 屏幕、图像、文件操作； 执行各种预定的计算功能； 例如： x-1 1 ∧ null(y) ? x:=0 1. 产生式规则 ①前提-结论型规则（P ? Q） ②条件-动作型规则（P ? Q） 左部（前件） 右部（后件） 谓词 关系表达式 真值函数 1．确定性和不确定性规则知识的产生式表示 确定性规则知识可用前面介绍的产生式的简单形式表示即可。 不确定性规则知识对基本形式作一定的扩充，用如下形式表示 P→Q （可信度） 或者 IF P THEN Q （可信度） 其中，P是产生式的前提或条件，用于指出该产生式是否是可用的条件；Q是一组结论或动作，用于指出该产生式的前提条件P被满足时，应该得出的结论或因该执行的操作。这一表示形式主要在不确定推理中当已知事实与前提中的条件不能精确定匹配时，只要按照“可信度”的要求达到一定的相似度，就认为已知事实与前提条件匹配，再按照一定的算法将这种可能性（或不确定性）传递到结