Детерминированные продукции могут быть:

1. Однозначными (если А, то В)
2. Альтернативные (если А, то чаще В1, реже В2)

Продукции могут быть прогнозирующего типа (если А, то с вероятностью Р можно ожидать В).

  Рисунок 2 – схема движения информации по ядрам продукции

         

      Таблица 1 – классификация ядер продукции

 

 х;  у; Ах => Ву

1. А3 =>  В3 (берутся исходные первоначальные значения и из них выводят новые З).
2. Ад  => В3  (берутся данные – итог знания).

      Продукционной называется система знаний, которая использует понятие продукции в качестве основного элемента.

      В общем случае продукционная система  знаний включает следующие компоненты:

   1. Базу данных, содержащую множество  фактов;

   2. Базу правил, содержащую набор  продукций;

   3. Механизм логического вывода  или решатель;

   4. ЭВМ;

   5. Система общения с внешней  средой.

Продукционную систему делят на 2 типа:

1. С прямым выводом, т.е. рассуждения, идут от данных к гипотезе.
2. С обратным выводом, когда вначале выдвигается гипотеза, а потом для нее ищутся доказательства.

Достоинства продукционных систем:

1. модульность (5 основных модулей);
2. единообразие структуры (позволяет применять оболочку продукционных систем в различных проблемных областях);
3. естественность вывода знаний;
4. гибкость родовидовой иерархии понятий (изменение правил влечет изменения в иерархии).

Недостатки  продукционных систем:

1. процесс вывода может быть менее эффективен, чем в других системах.
2. процесс вывода новых знаний трудно поддается управлению.
3. линейный рост объема базы знаний по мере включения новых фрагментов знаний. Если используются деревья решений, то изменения происходят по логарифмическому закону.

2.4 Модель знаний с использованием фреймов

  (Фреймовая модель).

      Frame (рамка) – единица представления знаний, детали которой могут изменяться в соответствии с текущей ситуацией.

      Фреймы  часто используют как структуру  для представления стереотипных ситуаций. Структура фрейма такова, что он состоит из характеристик описаемых ситуаций и их значений, которые называются соответственно слотом  и заполнителем слота.

Имя фрейма:

       Имя слота 1 (Значение слота  1);

       Имя слота 2 (Значение слота  2);

       ……………………

       Имя слота k (Значение слота k).

      Эта структура, пока она не заполнена  какими-то значениями, называется протофреймом.   

      Значение  слота: число, математическое выражение, текст на естественном языке, программа для ЭВМ, правила вывода, ссылки на другие слоты данного фрейма или других фреймов.

      При заполнении фрейма, имени слота и  значения слотов из протофрейма получают фрейм – экземпляр (экзофрейм).

Пример:

 Список  работников: Фамилия (значение слота  1);

                                     Год рождения (значение слота 2);

                                     ………………………………

                                     Стаж работы (значение слота k).

Список  работников:  Фамилия (Попов –  Сидоров – Иванов);

                                     Год рождения (1965 – 1946 – 1925);

                                     ……………………………….

                                     Стаж работы (5 – 20 – 30).

            Совокупность фреймов, которая моделирует какую либо предметную область, представляет собой иерархическую структуру, которую фреймы собирают с помощью родовидовых связей.

      Фреймы  обладают способностью наследовать значения характеристик своих родителей, находящиеся на более высоком уровне иерархии.

Полученная  система фреймов может носить как статический, так и динамический характер. Системы программирования, основанные на фреймах, являются объектно-ориентированными. 
 
 

Достоинства фреймовых систем:

1. позволяют манипулировать как декларативными, так и процедурными знаниями, т.е. значения любого слота может быть вычислено с помощью соответствующих процедур или найдено эвристическим методом;
2. экономное размещение базы знаний в памяти компьютера;

Недостатки  фреймовых систем:

1. относительно высокая сложность этих систем, что приводит к уменьшению скорости работы механизма вывода;
2. целесообразная область применения там, где родовидовые связи меняется не часто, и предметная область имеет не много исключений.

2.5.  Представление знаний с помощью сценариев

      В системе представления знаний могут  быть стереотипы знания, описывающие известные стандартные ситуации.

      Сценарием – называется формализованное описание стандартной последовательности взаимосвязанных фактов, определяющих типичную ситуацию предметной области.

Область использования сценариев искусственного интеллекта:

1. процедуры обучения
2. процедуры принятия решений
3. процедуры понимания естественных текстов; и др.

      Пример: сценарий изображен в виде сети, где в качестве связей между вершинами сети используется причинно–следственные отношения.

Рисунок 3 – пример сценария (изображен в виде сети) 

      В качестве вершин выступают следующие факты:

Ф1 –  станок простаивает;

Ф2 –  на рабочем месте нет рабочего;

Ф3 –  станок неисправен;

Ф4 –  в цехе нет заготовок;

Ф5 –  обеденный перерыв;

Ф6 – рабочий  покинул станок в рабочее время; 
Ф7 – рабочий находится в столовой.

      Область применения: сценарии могут рассматриваться как средства представления проблемно зависимых казуальных знаний и могут задаваться в виде фреймоподобных списочных структур. Значения слотов в этих структурах следующие: роли сценария; участники сценария, цели и мотивы деятельности участников; ключевые события сценария; место, время, и средства проведения сценария и т.д.

2.6 Другие методы представления знаний

1. Представление знаний по примерам.

      В предметной области задаются примеры решения задач. На основе примеров строят базу знаний для решения других задач из этой области.

      Достоинства: простота данного способа представления знаний, поскольку пользователь не может знать о логическом исчислении, фреймах и т.д. (предикаты).

      Недостатки: пользователь такой базы знаний отстранен от создания базы знаний и не контролирует связи между понятиями в этой базе знаний.

2. Использование «доски объявлений»

      С помощью доски объявления реализуется  взаимодействие независимых источников знаний.