Методы, основанные на правилах

Представление знаний, основанное на правилах, построено на использовании выражений вида ЕСЛИ(условие) – ТО (действие). Например:

«ЕСЛИ пациент был по профессии изолировщиком,

ТО пациент работал с асбестом.»

«ЕСЛИ пациент работал с асбестом И пациент находился при этом в закрытом помещении

ТО пациент получил большую дозу асбестовой пыли».

Когда текущая ситуация (факты) в задаче удовлетворяют или согласуются с частью правила ЕСЛИ, то выполняется действие, определяемое частью ТО. Это действие может оказаться воздействием на окружающую среду (например, вызовет распечатку текста), может повлиять на управление программой (например, вызвать проверку и запуск некоторого набора правил), или может сводиться к указанию системе о получении определенного заключения (например, необходимо добавить новый факт или гипотезу в БЗ).

Сопоставление частей ЕСЛИ правил с фактами может породить так называемую цепочку выводов. На рисунке 38.2 изображена цепочка выводов, образованная последовательным применением правил из вышеприведенного примера. Эта цепочка показывает, как система использует правила для вывода о том, насколько серьезную дозу канцерогенного вещества получил пациент при работе с асбестом.

Рисунок 38.2 Цепочка вывода для получения заключения о накопленной дозе асбестовой пыли

Правила обеспечивают естественный способ описания процессов, управляемых сложной и быстро изменяющейся внешней средой. Через правила можно определить, как программа должна реагировать на изменение данных; при этом не нужно заранее знать алгоритм управления обработкой данных. Кроме того, использование правил упрощает объяснение того, что и как сделала программа, т.е. каким образом она пришла к конкретному заключению.

В ЭС, основанных на правилах, предметные знания представляются набором правил, которые проверяются на группе фактов или знаний о текущей ситуации. Когда часть правила ЕСЛИ удовлетворяет фактам, то действие, указанное в части ТО, выполняется. Когда это происходит, то говорят, что правило выполнено. Интерпретатор правил сопоставляет части правила ЕСЛИ с фактами и выполняет то правило, часть ЕСЛИ которого согласуется с фактами.

Действия правила могут состоять в модификации набора фактов в БЗ, например, в добавлении нового факта. Новые факты, добавленные к БЗ, сами могут быть использованы для сопоставления с частями правил ЕСЛИ. Действие, предпринимаемое при выполнении правила, может непосредственно взаимодействовать с внешней средой. В примере о накоплении асбестовой пыли к фактам можно отнести следующие утверждения:

· «Пациент был по профессии изолировщиком»

· «Пациент работал с асбестом»

· «Пациент находился в закрытом помещении».

Набор известных фактов в ЭС называется базой данных.

Процесс сопоставления с фактами частей ЕСЛИ правил может порождать то, что называется цепочкой выводов. Цепочка выводов, полученная в результате выполнения правил из приведенного примера о накоплении асбестовой пыли, как раз и представлена на рис. 2. Эта цепочка выводов показывает, как система, используя правила, выводит заключение о полученной дозе пыли. Если предъявить пользователю цепочки выводов, то он сможет понять, как система достигает своих заключений. Этот механизм реализован во всех ЭС.