2.3--产生式表示法

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1、人工智能第2章知识表示2.1概述2.2谓词逻辑表示法2.3产生式表示法2014-3-3中国矿业大学计算机学院1人工智能2.3产生式表示法产生式系统(ProductionSystem):1943年,由珀斯特(Post)提出，他用这种规则对符号串作替换运算。1965年美国的纽威尔和西蒙利用这种原理建立了认知模型。同年，斯坦福大学设计第一个专家系统DENDRAL时，就采用产生式系统的结构。产生式系统是目前已建立的专家系统中知识表示的主要手段之一,如MYCIN、CLIPS/JESS系统等。在产生式系统中，把推理和行为的过程用产

2、生式规则表示，所以又称基于规则的系统。2014-3-3中国矿业大学计算机学院2人工智能2.3.1规则的表示一般地，一个规则由前项和后项两部分组成。前项表示前提条件，各个条件由逻辑连接词（合取、析取等）组成各种不同的组合。后项表示当前提条件为真时，应采取的行为或所得的结论。产生式系统中每条规则是一个“条件→结论”或“前提→结论”的产生式，起简单形式为：IF〈前提〉THEN〈结论〉IF〈条件〉THEN〈动作〉2014-3-3中国矿业大学计算机学院3人工智能为了严格地描述产生式，下面用巴科斯范式给出它的形式描述和语义：<规则>

3、∷=<前提>→<结论><前提>∷=<简单条件>

4、<复合条件><结论>∷=<事实>

5、<动作><复合条件>∷=<简单条件>And<简单条件>[(And<简单条件>)…]

6、<简单条件>Or<简单条件>[(Or<简单条件>)…]<动作>∷=<动作名>[(<变元>,…)]2014-3-3中国矿业大学计算机学院4人工智能2.3.2事实的表示1．确定性和不确定性规则知识的产生式表示确定性规则知识可用前面介绍的产生式的简单形式表示即可。不确定性规则知识对基本形式作一定的扩充，用如下形式表示P→Q（可信度）或者IFPTHENQ（可信度）其

7、中，P是产生式的前提或条件，用于指出该产生式是否是可用的条件；Q是一组结论或动作，用于指出该产生式的前提条件P被满足时，应该得出的结论或因该执行的操作。这一表示形式主要在不确定推理中当已知事实与前提中的条件不能精确定匹配时，只要按照“可信度”的要求达到一定的相似度，就认为已知事实与前提条件匹配，再按照一定的算法将这种可能性（或不确定性）传递到结论。2014-3-3中国矿业大学计算机学院5人工智能2．确定性和不确定性事实性知识的产生式表示确定性事实性知识一般使用三元组（对象，属性，值）或（关系，对象1，对象2）来表示，其中

8、对象就是语言变量，这种表示的机器内部实现就是一个表。如事实“老李年龄是35岁”，便可以表示成（Lee，Age，35）其中，Lee是事实性知识涉及的对象，Age是该对象的属性，而35岁是该对象属性的值。而老李、老张是朋友，可表示成（Friend，Lee，Zhang）2014-3-3中国矿业大学计算机学院6人工智能而有些事实性知识带有不确定性和模糊性，若考虑不确定性，这种知识就可以用四元组的形式表示如下（对象，属性，值，不确定度量值）或（关系，对象1，对象2，不确定度量值）如不确定性事实性知识“老李年龄可能是35岁”，这里老

9、李是35岁的可能性取90%，便可以表示成（Lee，Age，35，0.9）而老李、老张是朋友的可能性不大，这里老李、老张是朋友的可能性取20%，可表示成（Friend，Lee，Zhang，0.2）2014-3-3中国矿业大学计算机学院7人工智能2.3.3产生式系统的组成部分产生式系统一般由三个基本部分组成：规则库、综合数据库和推理机。它们之间的关系如图所示。推理机规则库综合数据库产生式系统的基本结构2014-3-3中国矿业大学计算机学院8人工智能1.规则库:用于描述某领域内知识的产生式集合，是某领域知识(规则)的存储器，

10、其中的规则是以产生式形式表示的。规则库中包含着将问题从初始状态转换成目标状态(或解状态)的那些变换规则。规则库是专家系统的核心，也是一般产生式系统赖以进行问题求解的基础，其中知识的完整性和一致性、知识表达的准确性和灵活性以及知识组织的合理性，都将对产生式系统的性能和运行效率产生直接的影响。2014-3-3中国矿业大学计算机学院9人工智能2.综合数据库:综合数据库又称为事实库，用于存放输入的事实、从外部数据库输入的事实以及中间结果(事实)和最后结果的工作区。当规则库中的某条产生式的前提可与综合数据库中的某些已知事实匹配时，

11、该产生式就被激活，并把用它推出的结论放入综合数据库中，作为后面推理的已知事实。显然，综合数据库的内容是在不断变化的，是动态的。2014-3-3中国矿业大学计算机学院10人工智能3.推理机:推理机是一个或一组程序，用来控制和协调规则库与综合数据库的运行，包含了推理方式和控制策略。控制策略的作用就是确定选用什么规则或如何