---

Модель продукции

Модель продукции лучше всего выражает процедурный характер знаний. Основным конструктивным элементом данной модели является так называемое правило продукции, которое можно представить следующим образом:

ЕСЛИ <условие> ТОГДА <вывод или действие>

Левая часть продукции «ЕСЛИ» может содержать несколько условий, которые объединены знаками конъюнкции и дизъюнкции. Правая часть продукции выполняется тогда, когда левая часть истинная.

Компонент «ТОГДА» может содержать выводы, утверждение, вероятности, указания, т.е. набор определенных процедур преобразования данных.

Экспертные системы, которые построены на базе моделей продукции, называются продукцонными. Продукционная система состоит из компонентов:

- набор правил продукции;

- база данных (набор фактов);

- интерпретатора, который управляет последовательностью использования правил.

В основу правил продукции заложен простой принцип: правило определяет путь (т.е. определенный набор разрешенных преобразований), с помощью которых выполняется переход от начального состояния к конечному решению задачи. Текущее состояние выражается с помощью множества фактов, которые фиксируются в базе данных.

Работа продукционной системы состоит в выполнении определенной последовательности итераций. Каждая итерация содержит процедуру принятия решения о вызове следующего правила и выполнение действий, которые определяются последним. Действия способствуют к изменениям во множестве фактов, влияющих на выбор соответствующего правила. Идентификация основывается на сравнении условия левой части правила продукции с содержимым базы данных. Из множества правил, для которых части совпали,  формируется так называемый конфликтный набор. После чего используется та или другая процедура разрешения конфликта. В результате их выполнения выбирается определенное правило из конфликтного набора, используется его правая часть, и цикл повторяется. Существует ряд приемов, с помощью которых выполняется выбор нужного правила из конфликтного набора. Наиболее часто используемые процедуры:

C упорядочение продукций - отмечается последовательность использования правил;

C задания параметров, свидетельствующих о возрасте данных — с помощью этих параметров можно отфильтровать последние данные, более «свежими»;

C использование продукции с «жесткими» ограничениями, т.е. с наибольшим списком условий.

Процедура разрешения конфликта и информация о последовательности использования продукций является ядром стратегии управления продукционной системой. Поиск решения  в продукционной системе связан с просмотром и согласованием определенной последовательности правил. Такие последовательности могут быть разными относительно построения, а именно:

- прямыми. Продукционные системы с прямым выводом (П-продукция) - это системы, где поиск решения  выполняется от начального состояния к целевому;

- обратными. Системы с обратным поиском (О-продукция) характеризуются тем, что в них, в отличие от П-продукции, при поиске решения происходит обратный процесс - от целевого к начальному состоянию;

- смешанными. В системах смешанного типа при выполнении вывода имеется возможность использовать как прямой, так и обратный метод поиска.

Любая ЭС является системой автоматизированной, а не автоматической, т.е. в работе системы предполагается наличие и участие человека. При этом пользователь задает в начале данные, т.е. факты, которые необходимые для обеспечения функционирования системы.

Для того, чтобы пользователь смог ввести необходимые данные, ему выдается альтернативное меню. Набор фактов, которые необходимы для функционирования системы, и состав правил определяются при ее проектировании.

Рассмотрим пример нахождения решения ЭС с прямым поиском.

Пример. Задан фрагмент правил продукции ЭС, которая функционирует на фондовой бирже как консультирующая и учебная система для брокеров-начинающих.

1. ЕСЛИ <процентная ставка падает> ТО <уровень цен на бирже растет>

2. ЕСЛИ <процентная ставка растет> ТО <уровень цен на бирже падает>

3. ЕСЛИ <валютный курс доллара падает> ТО <% ставки растут>

4. ЕСЛИ <валютный курс доллара растет> ТО <% ставки падают>

Пусть пользователь для определения поведения на бирже обратился с просьбой выдать ответ на следующий запрос: «Валютный курс доллара падает относительно основных валют других стран».

В случае прямой цепочки соображений система пересматривает левые части правил. Для приведенного примера истинным (т.е. таким, что будет совпадать) будет правило 3, но на этом процесс соображений не заканчивается. Полученная правая часть «процентные ставки растут» снова сверяется с левыми частями сдачи правил и выбирается правило 2 и т.д. В результате ЭС формирует и выдает такой ответ на поставленный запрос:«Если валютный курс доллара падает, то процентные ставки растут и уровень цен на бирже падает».

Алгоритм работы  система прямого решения:

Шаг 1. Система содержит описание ряда ситуаций.

Шаг  2. Для каждой ситуации система выполняет поиск в базе знаний соответствующего правила,  в левой части которого содержится соответствующее условие.

Шаг  3. Согласно правой части «ТОГДА» каждое правило генерирует новые ситуации, которые дополняют уже выявленные.

Шаг  4. Система обрабатывает каждую вновь  сгенерированную ситуацию. При наличии хотя бы одной такой ситуации выполняются действия начиная с шага 2. Соображения заканчиваются тогда, когда уже больше нет не-обработанных ситуаций.

В случае обратной продукции соображения всегда начинаются из следствий («ЕСЛИ» - правая часть правила). Система, которая реализует обратную систему соображений по имеющимся выводами, проводит поиск соответствующих условий.

Например, пользователя может интересовать вопрос о том, какова должна сложиться ситуация на фондовой бирже, чтобы цены на ней выросли. Тогда для получения ответа система выполнит обратные соображения. Представление знаний на базе правил продукции очень легко воспринимается пользователями, построенные на этом принципе ЭС также весьма простые.