Принципы реализации

Давайте сначала расширим правила языка, с тем чтобы получить возможность работать с неопределенностью. К каждому, правилу мы можем добавить "силовой модификатор", определяемый двумя неотрицательными действительными числами S и N. Вот соответствующий формат:

Имя Правила: если

Условие

то

Заключение

с

Сила(N, S).

Примеры правил рис. 14.14 можно изобразить в этой форме так:

прав1: если

не давлоткр и

открклап

то

открклрано

с

сила(0.001, 2000).

прав2: если

сепзапвд

то

давлоткр

с

сила(0.05, 400).

Для того, чтобы произвести соответствующее расширение оболочки экспертной системы (разд. 14.5), нам понадобится внести изменения в большинство процедур. Давайте сосредоточимся только на одной из них, а именно на процедуре

рассмотреть(Цель, Трасса, Ответ)

Мы предположим, что утверждение Цель не содержит переменных (как это сделано в Prospector'e и в AL/X). Это сильно упростит дело (особенно в процедуре ответпольз). Таким образом, Цель будет логической комбинацией элементарных утверждений. Например:

не давлоткр и открклап

Цепочку целей-предков и правил Трасса можно представить таким же способом, как это сделано в разд. 14.5. Однако форму представления объекта Ответ придется модифицировать для того, чтобы включить в нее вероятности. Цель и ее вероятность можно соединить в один терм следующим образом:

Цель: Вероятность

Получим такой пример объекта Ответ:

индоткр: 1 было сказано

Смысл ответа: пользователь сообщил системе, что событие индоткр произошло, и что это абсолютно достоверно.

Представление объекта Ответ требует еще одной модификации, в связи с тем, что в одно и то же событие могут вести несколько независимых связей, которые все окажут влияние на вероятность этого события — его шанс будет помножен (рис. 14.15) на все множители. В этом случае Ответ будет содержать список всех ветвей вывода заключения. Приведем пример ответа такого рода для сети рис. 14.14 (для наглядности расположенный на нескольких строках):

давлоткр: 1 было 'выведено по'

[ прав2 из сепзапвд: 1 было сказано,

прав5 из диагсеп: 1 было сказано ]

Процедура рассмотреть, выдающая ответы в такой форме, показана на рис. 14.16. Она обращается к предикату

импликация(Р0, P, Сила, Вер0, Вер)

соответствующему отношению "мягкой импликации" (см. рис. 14.15). Р0 — априорная вероятность события E, а P — его апостериорная вероятность. Сила — сила импликации, представленная как

сила(N, S)

Вер0 и Вер — соответственно априорная и апостериорная вероятности гипотезы H.

Следует заметить, что наша реализация очень проста, она обеспечивает только изменение вероятностей при распространении информации по сети вывода и иногда ведет себя недостаточно разумно. Никакого внимания не уделяется отбору для анализа наиболее важной в данный момент информации. В более сложной версии следовало бы направлять процесс поиска ответа в сторону наиболее существенных фактов. Кроме того, необходимо стремиться к тому, чтобы пользователю задавалось как можно меньше вопросов.

Наконец, несколько замечаний относительно новой версии процедуры ответпольз. Она будет проще, чем процедура рис. 14.11, так как в запросах, передаваемых пользователю, уже не будет переменных. На этот раз пользователь в качестве ответа введет некоторую вероятность (вместо "да" или "нет"). Если пользователю ничего неизвестно о событии, содержащемся в вопросе, то вероятность этого события не изменится. Пользователь может также задать вопрос "почему" и получить изображение объекта Трасса в качестве объяснения. Кроме того, следует разрешить пользователю задавать вопрос: "Какова текущая вероятность моей гипотезы?" Тогда, если он устал вводить новую информацию (или у него мало времени), он может прекратить консультационный сеанс, довольствуясь ответом системы, полученным на основании неполной информации.

% Процедура

% рассмотреть(Цель, Трасса, Ответ)

%

% находит степень правдоподобия утверждения "цель это правда".

% Оценка правдоподобия содержится в объекте Ответ. Трасса - это

% цепочка целей-предшественников и правил, которую можно

% использовать в объяснении типа "почему"

рассмотреть(Цель, Трасса, (Цель: Вер) было

'выведено по' ПравОтв):-

bagof(Прав: если Условие то Цель с Сила, Правила),

% Все правила, относящиеся к цели

априори(Цель, Вер0),

% Априорная вероятность цели

модиф(Вер0, Правила, Трасса, Вер, ПравОтв).

% Модифицировать априорные вероятности

рассмотреть(Цель1 и Цель2, Трасса,

(Цель1 и Цель2: Вер было 'выведено из'

(Ответ1 и Ответ2)):-

!,

рассмотреть(Цель1, Трасса, Ответ1),

рассмотреть(Цель2, Трасса, Ответ2),

вероятность(Ответ1, В1),

вероятность(Ответ2, В2),

мин(В1, В2, Вер).

рассмотреть(Цель1 или Цель2, Трасса,

(Цель или Цель2:Вер) было 'выведено из'

(Ответ1 и Ответ2)):-

!,

рассмотреть(Цель1, Трасса, Ответ1),

рассмотреть(Цель2, Трасса, Ответ2),

вероятность(Ответ1, В1),

вероятность(Ответ2, В2),

макс(В1, В2, Вер).

рассмотреть(не Цель, Трасса,

(не Цель:Вер) было 'выведено из' Ответ):-

!,

рассмотреть(Цель, Трасса, Ответ),

вероятность(Ответ, В),

обратить(В, Вер).

рассмотреть(Цель, Трасса, (Цель: Вер) было сказано):-

ответпольз(Цель, Трасса, Вер).

% Ответ, выведенный пользователем

% Отношение

%

% модиф(Вер0, Правила, Трасса, Вер, ПравОтв)

%

% Существует Цель с априорной вероятностью Вер0. Правила имеют

% отношение к утверждению Цель; суммарное влияние этих правил

% (точнее, их условных частей) на Вер0 приводит к тому,

% что Вер0 заменяется на апостериорную вероятность Вер;

% Трасса - список целей-предков и правил, использовавшихся

% при выводе утверждения Цель;

% ПравОтв - результаты анализа условных частей

% правил из списка Правила.

модиф(Вер0, [], Трасса, Вер0, []).

% Нет правил - нет модификации

модиф(Вер0,

[ Прав: если Усл то Цель с Сила | Правила],

Трасса, Вер, [Прав из Ответ | ПравОтв]):-

рассмотреть(Усл, [Цель по Прав | Трасса], Ответ),

% Условие из первого правила

априори(Усл, В0),

вероятность(Ответ, В),

импликация(В0, В, Сила, Вер0, Вер1),

% "Мягкая" импликация

модиф(Вер1, Правила, Трасса, Вер, ПравОтв).

Рис. 14.16. Определение степени правдоподобия гипотезы при помощи распространения информации об оценке уверенности по сети вывода.