Синтаксис представления правил

5.2.1. Синтаксис представления правил

В настоящее время порождающие правила обычно реализуются в форме правил, манипулирующих с символическими структурами типа списка векторов, а не строк символов. В этом сказывается влияние языков программирования вроде LISP и тех структур данных, которые они поддерживают. (В ранних реализациях использовались языки манипулирования символами, например SNOBOL.)

В результате алфавит канонической символьной системы заменяется словарем символов или атомов и довольно простой грамматикой формирования символических структур. Словарь, как правило, состоит из трех подмножеств:

• подмножества N имен объектов предметной области;
  
• подмножества Р имен свойств, которые рассматриваются в качестве атрибутов объектов;
  
• подмножества V допустимых значений атрибутов.
  

На практике подмножества N и V перекрываются.

Используемая грамматика, как правило, имеет вид триад объект-атрибут-значение. Триада (v, л, w) существует, если v принадлежит N и л принадлежит Р, w принадлежит V. Например, триада

(ОРГАНИЗМ-1, морфология, палочка)

представляет определенный микроорганизм, имеющий форму палочки.

Представленная синтаксическая форма обобщается в том случае, когда нужно для некоторого объекта v представить « вариантов пар атрибут-значение (л1,w1) ..., (лn,wn). В таком случае они объединяются в вектор в форме

(v, л1, w1,..., лn, wn).

На языке CLIPS тот факт, что определенный микроорганизм имеет форму палочки и активно развивается в воздушной среде, будет представлен вектором

(organism-1 (morphology rod) (aerobicity aerobic)).

В дальнейшем мы будем повсеместно использовать именно такой синтаксис, поскольку CLIPS будет нашим основным программным инструментом.

Имея в своем распоряжении словарь символов и грамматику, регламентирующую порождение символических структур, можно представить в машинном виде исходное состояние интересующих нас проблем. Эти представления соответствуют аксиомам канонической системы — они представляют собой некоторую символическую структуру, которую нужно преобразовывать, применяя имеющиеся правила в определенном порядке.

Теперь перейдем к самим правилам. В этих правилах антецеденты должны соответствовать допустимым символическим структурам, а консеквенты — содержать специальные операторы манипулирования такими структурами. Детали этого процесса станут вам понятны после изучения следующего раздела, где будет описан вычислительный механизм применения таких правил.

Продукционная система (production system) состоит из множества правил (иногда этот набор правил называют продукционной памятью — production memory), интерпретатора правил, который решает, когда надлежит применить каждое из них, и рабочей памяти, содержащей данные, описание цели и промежуточные результаты, в совокупности определяющие текущее состояние проблемы. Именно структуры данных в рабочей памяти анализируются и преобразуются порождающими правилами. Обращение к правилам синхронизируется текущими данными, а интерпретатор правил управляет выбором и активизацией определенных правил в каждом цикле.

Схематически правила в продукционной системе имеют такую обобщенную форму:

P1,..., Pm,->Q1,..., Qn

которая читается следующим образом:

если предпосылки Р1 и ... и Рт верны, то выполнить действия Q1 и ... и Qn.

Предпосылки часто называются условиями, а действия — заключениями, поскольку один из видов действий — сделать заключение, если встретилось такое сочетание условий, которое делает истинным или вероятным определенное порождающее правило, как это было показано в главе 3. Иногда используется и другая терминология, согласно которой предпосылки называются левой частью правила, а действия — правой.

Предпосылки обычно бывают представлены в форме вектора объект-атрибут— значение, как, например:

(organism-1 (morphology rod) (aerobicity aerobic)).

В данном случае предпосылка состоит в том, что определенный микроорганизм имеет форму палочки и размножается в воздушной среде.

Правило, которое включает такую предпосылку, на языке CLIPS имеет вид, показанный в листинге 5.1.