Классификация систем продукций

В зависимости от отношения к проблеме активации продукций СП делятся на два больших класса: простые СП и управляемые СП:

• • Простые системы продукций
• • Управляемые системы продукций

СП с независимым управляющим языком Иерархические СП Последовательные СП Параллельно-последовательные СП.

В простых СП активными считаются все продукции. Обычно такой способ активации продукций применяется в СП, небольших по объему, а также в СП, характеризующихся тем, что структуризация множества продукций и принудительная активация противоречат положенным в их основу принципам или используемой ими стратегии выбора продукций. Это относится, например, к семейству языков OPS [27], использующих специальный алгоритм быстрого сопоставления образцов (Rete-алгоритм), и языку ПРОЛОГ [11], в основе которого лежит бэктрекинг и обратный вывод.

В управляемых СП предусмотрены средства управления активацией продукциями. Выделяется четыре вида управляемых систем продукций: СП с независимым управляющим языком, иерархические СП, последовательные и параллельно-последовательные СП.

Системы продукций с независимым управляющим языком состоят из «чистой» СП и управляющего языка, с помощью которого на каждом шаге вычислений явно и независимо от эвристических процедур разрешения конфликта указывается подмножество продукций, подлежащих активации.

Например, если «чистая» система продукций включает следующее множество правил: pi, р2, … /;/?, то стратегия активации правил может быть задана выоажением.

где круглые скобки задают группы правил, исполняемых на одном этапе, числа в степени задают количество повторений, а звездочка означает, что данная группа исполняется до тех пор, пока ее правила применяются.

Достоинством таких СП является то, что они позволяют повысить эффективность СП без повышения сложности продукций, недостатком — статичность и жесткость управления.

Другой способ управления активацией продукций — использование метапродукций, т. е. продукций, обладающих информацией о других продукциях, и активирующих (деактивирующих) на основе этих знаний и анализа текущей ситуации определенное подмножество продукций. Системы продукций могут включать несколько уровней метапродукций (рис. 4.3), поэтому такие СП называются иерархическими.

Рис. 4.3. Структура иерархической СП.

Таким образом, аппарат метапродукций позволяет организовать довольно гибкое динамическое управление активацией продукций.

В последовательных СП (рис. 4.4) множество продукций разбивается на несколько подмножеств, каждое из которых представляет собой автономный модуль обработки данных (продукционный модуль). При этом фиксируется следующий порядок применения правил: сначала применяются правила из первого подмножества, затем из второго и т. д.

Рис. 4.4. Структура последовательной СП.

Такая организация СП может использоваться в системах, в которых возникает необходимость в многоуровневом представлении знаний, причем эти уровни могут быть четко разделены. Например, в лингвистических процессорах семейства ЗАПСИБ [16, 17], обрабатывающих запросы к ре;

ляционной базе данных на естественном языке, каждому уровню знаний соответствует определенный продукционный модуль.

Параллельно-последовательные СП (рис. 4.5) характеризуются тем, что в них множество правил разбито на непересекающиеся подмножества, каждое из которых имеет свою рабочую память, т. е. фактически СП состоит из нескольких систем продукций, процессы обработки информации в которых протекают независимо. Взаимодействие между этими процессами осуществляется через общую память и только в строго определенные моменты времени посредством включенных в систему двух множеств так называемых «параллельных продукций». СП такого типа получили распространение на многопроцессорных ЭВМ.

Рис. 4.5. Структура параллельно-последовательной СП.