《产生式系统》ppt课件

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1、第五章产生式系统产生式表示方法产生式系统基本原理产生式系统与图搜索产生式系统应用7/6/20211第五章产生式系统产生式系统的体系结构是实现图搜索的理想程序结构，产生式已是人工智能系统的一种最典型最普遍的结构形式。许多专家系统和机器学习系统都是用产生式系统实现的。从结构形式上看很多人工智能系统都是产生式系统。7/6/20212第五章产生式系统产生式表示方法产生式系统基本原理产生式系统与图搜索产生式系统应用7/6/20213产生式表示法产生式产生式一词是从波斯特机中借用来的。波斯特机是一种自动机，它是根据串替换规则提出的一种计算模型。其中的每一条规则就叫一个产生式。也称产生式规则，简称规则。这里

2、产生式就是前面讨论过的操作、逻辑蕴含式、推理规则以及各种关系（包含经验性联想）的一种逻辑抽象。7/6/20214产生式表示法产生式的一般形式为：前件后件（情况行为）前件是前提，规则的执行条件。后件是结论或动作，规则体。产生式规则的语义：如果前提满足，则可得结论或者执行相应的动作，即后件由前件触发。从基本事实到结论之间的复杂推理可以借助中间结论形成小型简单产生式。7/6/20215产生式表示法例：一条知识的原始形态是R:((AB)(CD))((EF)G)=>S引入中间结论S1，S2，形成一些小型的产生式:R1：AB=>S1R2：CD=>S1R3：EF=>S2R4：S1G=

3、>SR5:S1S2=>S7/6/20216产生式表示法给定一组事实之后可用匹配技术寻找可用产生式，其基本思想是将已知事实代入产生式的前件，若前件为真，则该产生式是可用的。提高匹配效率的方法索引匹配。为状态建立可用产生式索引表，减少可用产生式搜索范围。分层匹配。将产生式分成若干层或组，按一定特征进行分层搜索。过滤匹配。边匹配边按某些附加特征或参数对可用产生式进行精选。7/6/20217产生式表示法如果一组事实可以同时使几个产生式前提为真，常用以下方法进行选择（冲突消解策略）：将所有产生式排序，选最早匹配成功的一个，不管其余的产生式；在所有匹配成功的产生式中取最强的，即前提条件最多或情况元素最多

4、者；最近用过的产生式优先（或反之）；给情况元素以不同的优先权；使用估计函数f(x)排序；利用上下文限制。7/6/20218产生式表示法在产生式系统中，从前提到结论通常也是一棵与或树。合取，与节点：一个产生式的前提包含了几个事实，那么它的结论对应这些事实的合取。析取，或节点：一个结论可以由多个产生式得到，则这个结论对应这些产生式的析取。每个产生式系统都隐含着许多这样的与或树。7/6/20219产生式表示法F1P1F3F4F5F6BCDAP2P3P4P5F2事实中介事实B、C、D产生式规则P1、P2、P3、P4、P5结论7/6/202110产生式表示法（例）例三个聪明人问题。古代有个国王想知道他的

5、三个大王中谁最聪明，就在他们每个人前额上都画了一个点，他们都能看到别人点的颜色，但看不到别人点的颜色。国王说，你们中间至少有一个人的点式白色的。于是重复地问他们：“谁知道自己点地颜色？”三位大臣们头两次都回答说不知道。题目要求证明下一次他们全都会说“知道”，并且所有的点都是白色。7/6/202111产生式表示法（例）分析：这类问题的特点是有有限个受试者，每个人对问题都只有部分了解，无法直接求解。但在推理过程中每个人又可以从别人那里获得新的知识，重新进行推理。可以用产生式来表达推理过程中所用到的各种知识。7/6/202112产生式表示法（例）状态集合表示：用x1,x2,x3表示三个人点的颜色，1

6、表示白色，0表示非白色。X＝(x1,x2,x3)表示颜色分布状态。全部可能的状态集合(可能界PW0)：{(0,0,0),(0,0,1),(0,1,0),(0,1,1),(1,0,0),(1,0,1),(1,1,0),(1,1,1)}实际给定的状态为现实界X0＝(x10,x20,x30)用排除法找到X0。7/6/202113产生式表示法（例）排除过程：第一次，大臣只知道至少有一个人是白点，排除X0＝{(0,0,0)}状态。这时如果有人看到两个非白点，根据排除的状态可推知自己是白点。第二次大臣根据没有一个人知道自己点颜色的事实推知至少两人为白点。排除{(0,0,1)(0,1,0)(1,0,0)}状

7、态。这时如果有人看到一个非白点，根据排除后得到的状态可推知自己的点是白的。第三次，大臣们根据仍无人知道自己点颜色的新事实推知没有一个非白点出现，即X0＝{(1,1,1)}。于是三人都知道自己点的颜色是白的。7/6/202114产生式表示法（例）引入中介状态并定义下述符号：Si——i大臣看到的非白点数；Wi——i大臣猜出自己点的颜色否。如果他宣布已知道自己点的颜色，为1，否则为0；n——X0中白点的