產(chǎn)生式系統(tǒng)（構(gòu)造知識(shí)型系統(tǒng)和建立認(rèn)知模型時(shí)常用的知識(shí)）

產(chǎn)生式系統(tǒng)（構(gòu)造知識(shí)型系統(tǒng)和建立認(rèn)知模型時(shí)常用的知識(shí)）

產(chǎn)生式系統(tǒng) （構(gòu)造知識(shí)型系統(tǒng)和建立認(rèn)知模型時(shí)常用的知識(shí)） 次瀏覽 | 2022.08.12 13:10:12 更新 來(lái)源 ：互聯(lián)網(wǎng) 精選百科 本文由作者推薦 產(chǎn)生式系統(tǒng)構(gòu)造知識(shí)型系統(tǒng)和建立認(rèn)知模型時(shí)常用的知識(shí)

產(chǎn)生式系統(tǒng)，是構(gòu)造知識(shí)型系統(tǒng)和建立認(rèn)知模型時(shí)常用的知識(shí)表示的形式系統(tǒng)。1943年E.波斯特首先將他提出的一種計(jì)算形式體系命名為產(chǎn)生式系統(tǒng)。50年代末期，A.紐厄爾和H.A.西蒙在研究人類問(wèn)題求解的認(rèn)知模型時(shí)也使用了產(chǎn)生式系統(tǒng)這一術(shù)語(yǔ)。產(chǎn)生式系統(tǒng)現(xiàn)代已成為研制人工智能系統(tǒng)時(shí)采用的最典型的體系結(jié)構(gòu)之一。

中文名

產(chǎn)生式系統(tǒng)

類別

知識(shí)表示的形式系統(tǒng)

時(shí)間

1943年

提出人

E.波斯特

簡(jiǎn)稱

產(chǎn)生式

產(chǎn)生式規(guī)則

簡(jiǎn)稱產(chǎn)生式。它是指形如α─→β或IFαTHENβ或其等價(jià)形式的一條規(guī)則,其中α稱為產(chǎn)生式的左部或前件;β稱為產(chǎn)生式的右部或后件。

①如果α、β分別代表需要注視的一組條件及其成立時(shí)需要采取的行動(dòng)，那么稱為條件-行動(dòng)型產(chǎn)生式。

②如果α、β分別代表前提及其相應(yīng)的結(jié)論,那么稱為前提-結(jié)論型產(chǎn)生式。人工智能中的推理很多是建立在直觀經(jīng)驗(yàn)基礎(chǔ)上的不精確推理，而產(chǎn)生式在表示和運(yùn)用不精確知識(shí)方面具有靈活性，因此許多專家系統(tǒng)采用產(chǎn)生式系統(tǒng)為體系結(jié)構(gòu)。

組成

一個(gè)產(chǎn)生式系統(tǒng)由下列3部分組成：

一個(gè)總數(shù)據(jù)庫(kù)(global databa)，它含有與具體任務(wù)有關(guān)的信息；隨著應(yīng)用情況的不同，這些數(shù)據(jù)庫(kù)可能像數(shù)字矩陣那樣簡(jiǎn)單，也可能像檢索文件結(jié)構(gòu)那樣復(fù)雜。

一套規(guī)則，它對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行操作運(yùn)算。每條規(guī)則由左右兩部分組成，左部鑒別規(guī)則的適用性或先決條件，右部描述規(guī)則應(yīng)用時(shí)所完成的動(dòng)作。應(yīng)用規(guī)則來(lái)改變數(shù)據(jù)庫(kù)。

一個(gè)控制策略，它確定應(yīng)該采用哪一條適用規(guī)則，而且當(dāng)數(shù)據(jù)庫(kù)的終止條件滿足時(shí)，就停止計(jì)算。

自由帕斯卡中

free pascal 中的產(chǎn)生式系統(tǒng)的組成

產(chǎn)生式系統(tǒng)由一個(gè)綜合數(shù)據(jù)庫(kù)、一組產(chǎn)生式規(guī)則和一個(gè)控制系統(tǒng)三個(gè)基本 要素組成。其中：綜合數(shù)據(jù)庫(kù)是產(chǎn)生式系統(tǒng)所用的主要數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，它主要用來(lái)表示問(wèn)題的狀態(tài)，即初始狀態(tài)、中間狀態(tài)和目標(biāo)狀態(tài)等，以及狀態(tài)之間的關(guān)系。它不是固定不變的，在求解的過(guò)程中，它的內(nèi)容將越來(lái)越多，狀態(tài)之間的關(guān)系也越來(lái)越復(fù)雜。

目前計(jì)算機(jī)法律應(yīng)用中進(jìn)行法條檢索或案例歸納總結(jié)的基礎(chǔ)上,把人工智能方法和法律推理理論結(jié)合起來(lái),提出了一種既符合我國(guó)法律規(guī)定及法律推理理論又切實(shí)可行的計(jì)算機(jī)法律推理方法。該方法改變了單獨(dú)使用演繹推理或歸納推理的傳統(tǒng)法律推理方式,結(jié)合司法實(shí)務(wù),把演繹推理和歸納推理兩種推理方式結(jié)合起來(lái)一起使用,演繹推理進(jìn)行法條的檢索和適用,歸納推理進(jìn)行判例的歸納和學(xué)習(xí)。該方法把法條看做一個(gè)謂詞邏輯,將其拆解為構(gòu)成要件和適用后果兩個(gè)部分,當(dāng)案件符合構(gòu)成要件時(shí)執(zhí)行該法條的適用后果部分,最后在判例知識(shí)庫(kù)中找到適用了相同法條規(guī)則的參考判例。[1]

經(jīng)常用來(lái)表示數(shù)據(jù)庫(kù)的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)有串、集合、數(shù)組、樹(shù)、表、記錄、隊(duì)列等。

產(chǎn)生式規(guī)則是對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行操作的一系列規(guī)則。規(guī)則的一般形式是：

IF 條件 THEN 操作

即滿足應(yīng)用的先決條件后，就對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)實(shí)行后面的操作。

控制策略規(guī)定了操作的順序，即在任何條件下用什么規(guī)則進(jìn)行操作，什么條件下停止運(yùn)行，它規(guī)定了問(wèn)題的求解的搜索策略和路線。控制策略一般可分為不可撤回方式和試探法兩大類，試探法又包括回溯法和圖搜索法兩種。

工作方式

產(chǎn)生式是系統(tǒng)的單元程序，它與常規(guī)程序不同之處在于，產(chǎn)生式是否執(zhí)行并不在事前硬性規(guī)定，各產(chǎn)生式之間也不能相互直接調(diào)用，而完全決定于該產(chǎn)生式的作用條件能否滿足，即能否與全局?jǐn)?shù)據(jù)庫(kù)的數(shù)據(jù)條款匹配。因此在 人工智能中常將產(chǎn)生式稱為一種守護(hù)神(demon),即“伺機(jī)而動(dòng)”之意。另一方面，產(chǎn)生式在執(zhí)行之后工作環(huán)境即發(fā)生變化，因而必須對(duì)全局?jǐn)?shù)據(jù)庫(kù)的條款作相應(yīng)修改，以反映新的環(huán)境條件。全部工作是在控制程序作用下進(jìn)行的。現(xiàn)代產(chǎn)生式系統(tǒng)的一個(gè)工作循環(huán)通常包含匹配、選優(yōu)、行動(dòng)三個(gè)階段。匹配通過(guò)的產(chǎn)生式組成一個(gè)競(jìng)爭(zhēng)集，必須根據(jù)選優(yōu)策略在其中選用一條,當(dāng)選的產(chǎn)生式除了執(zhí)行規(guī)定動(dòng)作外,還要修改全局?jǐn)?shù)據(jù)庫(kù)的有關(guān)條款。因此現(xiàn)代產(chǎn)生式系統(tǒng)的控制程序常按功能劃分為若干程序。

推理方向

產(chǎn)生式系統(tǒng)的推理分為正向推理和逆向推理。正向推理指的是從現(xiàn)有條件出發(fā)，自底向上地進(jìn)行推理（條件的綜合），直到預(yù)期目標(biāo)實(shí)現(xiàn)。逆向推理則從預(yù)期目標(biāo)出發(fā)，自頂向下地進(jìn)行推理（目標(biāo)的分析），直到符合當(dāng)前的條件。運(yùn)用逆向推理時(shí)，后件而不是前件引導(dǎo)產(chǎn)生式的搜索工作，因此按推理方向可將產(chǎn)生式系統(tǒng)分為前件驅(qū)動(dòng)和后件驅(qū)動(dòng)兩種類型。條件－行動(dòng)型產(chǎn)生式系統(tǒng)采用前件驅(qū)動(dòng)的工作方式。

優(yōu)缺點(diǎn)

產(chǎn)生式系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)是：

①模塊性,每一產(chǎn)生式可以相對(duì)獨(dú)立地增加、刪除和修改。

②均勻性，每一產(chǎn)生式表示整體知識(shí)的一個(gè)片段，易于為用戶或系統(tǒng)的其他部分理解。

③自然性，能自然地表示直觀知識(shí)。它的缺點(diǎn)是執(zhí)行效率低，此外每一條產(chǎn)生式都是一個(gè)獨(dú)立的程序單元，一般相互之間不能直接調(diào)用也不彼此包含，控制不便，因而不宜用來(lái)求解理論性強(qiáng)的問(wèn)題。

參考資料