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Sistema de producción

A sistema de producción (o sistema de la regla de producción) es un programa de computadora usado típicamente para proporcionar una cierta forma de inteligencia artificial, que consiste sobre todo en un sistema de reglas sobre comportamiento. Estas reglas, llamadas producciones, es un básico representación encontró útil adentro Planeamiento del AI, sistemas expertos y selección de la acción. Un sistema de producción proporciona el mecanismo necesario para ejecutar producciones para alcanzar una cierta meta para el sistema.

Las producciones consisten en dos porciones: una condición previa sensorial (o “SI” declaración) y una acción (o “ENTONCES”). Si la condición previa de una producción empareja la corriente estado del mundo, entonces la producción reputa accionado. Si es la acción de una producción ejecutado, se dice para tener encendido. Un sistema de producción también contiene una base de datos, llamada a veces memoria de trabajo, que mantiene datos sobre estado actual o conocimiento, y un intérprete de la regla. El intérprete de la regla debe proporcionar un mecanismo para las producciones el dar la prioridad cuando más se acciona de una.

Operación básica

Los intérpretes de la regla ejecutan generalmente a encadenamiento delantero algoritmo para seleccionar producciones ejecutarse para satisfacer las metas actuales, que pueden incluir la puesta al día de los datos del sistema o creencia. La porción de la condición de cada regla (lado izquierdo o el lado izquierdo) se prueba contra el estado actual de la memoria de trabajo.

En sistemas de producción idealizados o dato-orientados, hay una asunción que cualquier condición accionada debe ser ejecutada: las acciones consiguientes (lado derecho o el lado derecho) pondrá al día el conocimiento del agente, quitando o agregando datos a la memoria de trabajo. El sistema para el procesar de cualquiera cuando el usuario interrumpe el lazo del encadenamiento delantero; cuando un número dado de ciclos se ha realizado; cuando se ejecuta un lado derecho del “alto”, o cuando ningunas reglas tienen LHSs verdadero.

Los sistemas en tiempo real y expertos, en cambio, tienen que elegir a menudo entre mutuamente las producciones de la exclusiva --- puesto que las acciones toman tiempo, sólo una acción puede ser tomada, o (en el caso de un sistema experto) ser recomendada. En tales sistemas, el intérprete de la regla, o motor de inferencia, ciclos con dos pasos: reglas de producción que emparejan contra la base de datos, seguida seleccionando que de las reglas emparejadas a aplicarse y ejecutando las acciones seleccionadas.

Reglas de producción que emparejan contra memoria de trabajo

Los sistemas de producción pueden variar en la energía expresiva de condiciones en reglas de producción. Por consiguiente, concordancia con el modelo el algoritmo que recoge reglas de producción con condiciones emparejadas puede extenderse del ingenuo -- intentando todas las reglas en orden, parando en el primer fósforo -- a la haber optimizado, en las cuales las reglas “se compilan” en una red de condiciones correlacionadas.

El último es ilustrado por RETE algoritmo, diseñado cerca Charles L. Forgy en 1983, que se utiliza en una serie de sistemas de producción, llamado OPS y convertido originalmente en Universidad Carnegie-Mellon el culminar adentro OPS5 en los años ochenta tempranos. OPS5 se puede ver como lenguaje de programación hecho y derecho para la programación de sistema de producción.

Elegir qué reglas para evaluar

Los sistemas de producción pueden también diferenciar en la selección final de las reglas de producción para ejecutarse, o fuego . La colección de reglas que resultan del algoritmo que empareja anterior se llama sistema del conflicto , y el proceso de selección también se llama a estrategia de la resolución del conflicto .

Aquí otra vez, tales estrategias pueden variar del simple -- utilice la orden en la cual las reglas de producción fueron escritas; asigne los pesos o las prioridades a las reglas de producción y clasifique el conflicto fijado por consiguiente -- al complejo -- clasifique el conflicto fijado según los tiempos en los cuales las reglas de producción fueron encendidas previamente; o según el grado de las modificaciones inducidas por su RHSs. Se pone en ejecución cualquier estrategia de la resolución del conflicto, el método es de hecho crucial a la eficacia y a la corrección del sistema de producción.

Usar sistemas de producción

El uso de los sistemas de producción varía de secuencia simple el reescribir reglas a modelar de procesos cognoscitivos humanos, de sistemas el reescribir del término y de reducción a sistemas expertos.

Una secuencia simple que reescribe ejemplo del sistema de producción

Este ejemplo demuestra un sistema de las reglas de producción para invertir una secuencia de un alfabeto que no contenga los símbolos “$” y “*” (cuáles se utilizan como símbolos del marcador).

P1: $$ -> *
 P2: *$ -> *
 P3: *x -> x*
 P4: * -> nulo y alto
 P5: $xy -> y$x
 P6: falta de información -> $

En este ejemplo, las reglas de producción se eligen para probar según su orden en esta lista de la producción. Para cada regla, la secuencia de la entrada se examina de izquierda a derecha con una ventana móvil para encontrar un fósforo con el lado izquierdo de la regla de producción. Cuando se encuentra un fósforo, la subsecuencia emparejada en la secuencia de la entrada se substituye por el lado derecho de la regla de producción. En este sistema de producción, x y y están variables emparejando cualquier carácter de la entrada encadene el alfabeto. El emparejar reasume con P1 una vez que se haya hecho el reemplazo.

La secuencia “ABC”, por ejemplo, experimenta la secuencia siguiente de transformaciones bajo estas reglas de producción:

$ABC (P6)
 B$AC (P5)
 BC$A (P5)
 $BA (P6)
 C$B$A (P5)
 B$A (P6)
 $$B$A (P6)
 *B$A (P1)
 C*$B$A (P3)
 C*B$A (P2)
 CB*$A (P3)
 CB*A (P2)
 CBA* (P3)
 CBA (P4)

En un sistema tan simple, el ordenar de las reglas de producción es crucial. A menudo, la carencia de la estructura del control hace sistemas de producción difíciles de diseñar. Es, por supuesto, posible agregar la estructura del control al modelo de sistemas de producción, a saber en el motor de inferencia, o en la memoria de trabajo.

Un ejemplo de la regla de producción OPS5

En un mundo de la simulación del juguete donde un mono en un cuarto puede asir diversos objetos y subir en otros, una regla de producción del ejemplo para asir un objeto suspendido del techo parecería:

(asimientos de p:: Objeto-Techo
 {(el ^type activo del ^status de la meta lleva a cabo el ^objid <O1>) <meta>}
 {(^id
 O1 <del físico-objeto>
^at ligero
 p <del ^weight>
techo) del ^on <object-1>}
 {(^at p de la escala del ^id <del físico-objeto> piso) del ^on <object-2>}
 {(mono de la NADA de los ^holds de la escala del ^on del mono <)>}
 - (^on O1 <del físico-objeto>)
-->
(escriba el gancho agarrador O1 (del crlf <)> (crlf))
(modifique <object1> NADA del ^on)
 (modifique <el mono> ^holds <O1>)
 (modifique <la meta> ^status satisfecho)
)

En este ejemplo, los datos en memoria de trabajo se estructuran y las variables aparecen entre los soportes de ángulo. El nombre de la estructura de datos, tal como “meta” y “físico-objeto”, es el primer literal en condiciones; los campos de una estructura se prefijan con el “^”. “-” Indica una condición negativa.

Las reglas de producción en OPS5 se aplican a todos los casos de las estructuras de datos que el fósforo condiciona y se conforman con los atascamientos variables. En este ejemplo, varios objetos se suspendieran del techo, cada uno con una diversa escala próxima apoyando con las manos vacías un mono, el sistema del conflicto contendría tantos casos de la regla de producción derivados asimientos de la misma producción los “:: Objeto-Techo”. El paso de la resolución del conflicto seleccionaría más adelante que la producción cita como ejemplo para encender.

Observe que el atascamiento de las variables que resultan de la concordancia con el modelo en el lado izquierdo está utilizado en el lado derecho para referir a los datos que se modificarán. Observe también que la memoria de trabajo contiene datos explícitos de la estructura del control bajo la forma de casos de la estructura de datos de la “meta”. En el ejemplo, una vez que un mono lleve a cabo el objeto suspendido, el estado de la meta se fija a “satisfecho” y la misma regla de producción puede aplicarse no más que su primera condición falla.

Referencias

• Brownston, L., Farrell R., Kant E. (1985). Sistemas expertos de programación en OPS5 Lectura, Massachusetts: Addison-Wesley. ISBN 0-201-10647-7

• Waterman, D.A., Hayes-Roth, F. (1978). Sistemas Patrón-Dirigidos de la inferencia Nueva York: Presión académica. ISBN 0127375503

• Klahr, D., Langley, P. y Neches, R. (1987). Modelos de sistema de producción de aprender y del desarrollo. Cambridge, masa.: La presión del MIT.

Vea también

• Mecanismo de la selección de la acción
• Sistema experto
• Motor de inferencia
• OPS5
• Algoritmo de Rete