任务描述

本关任务:掌握产生式表示法的相关理论,并完成相应的选择题。

相关知识

为了完成本关任务,你需要掌握:
1、产生式表示法;
2、产生式表示法的特点。

产生式表示法

产生式通常用于表示事实、规则以及它们的不确定性度量,适合用于表示实时性知识和规则性知识。主要有以下几类:
1、确定性规则知识的产生式表示
确定性规则知识的产生式表示的基本形式如下:

            IF  P  THEN Q
或者
           P→Q

其中:P是产生式的前提,用于指出该产生式是否可用的条件;Q 是一组结论或操作,用于指出当前提P所指示的条件满足时,应该得出的结论或应执行的操作。
整个产生式的含义是:如果前提P被满足,则可得到结论Q或执行Q所规定的操作。例如:

r4:  IF 动物会飞 AND 会下蛋 THEN 该动物是鸟

这是一个产生式。其中r4是该产生式的编号;“动物会飞 AND 会下蛋”是前提P,“该动物是鸟”是结论Q。

2、不确定性规则知识的产生式表示
不确定性规则知识的产生式表示的基本形式如下:

            IF  P  THEN Q(置信度)
或者
           P→Q(置信度)

例如在专家系统 MYCIN 有这样一条产生式:

IF     本微生物的染色斑是革兰式阴性
       本微生物的形状呈杆状
       病人是中间宿主
THEN   该微生物是绿脓杆菌,置信度是0.6

它表示当前提中列出的各个条件都得到满足时,“该微生物是绿脓杆菌”可以相信的程度是 0.6。这里,用 0.6 指出了知识的强度。

3、确定性事实知识的产生式表示
确定性事实一般用三元组表示:

          (对象,属性,值)
或者
          (关系,对象1,对象2)

例如:老李的年龄是40岁,表示为(Li, Age, 40) 。老王和老李是朋友,表示为(Friend, Li, Wang)。

4、不确定性事实知识的产生式表示 不确定性事实一般用四元组表示:

          (对象,属性,值,置信度)
或者
          (关系,对象1,对象2,置信度)

例如:老李的年龄可能是40岁,表示为(Li, Age, 40, 0.8)老王和老李是朋友,表示为(Friend, Li, Wang, 0.1)。

与前面我们学习的谓词逻辑相比,产生式与谓词逻辑的蕴含式的基本形式相同,但蕴含式只是产生式的一种特殊情况,具体原因如下:
1、除逻辑蕴含外,产生式还包括各种操作、规则、算子、函数等。
2、蕴含式只能表示确定性知识,其真值或者为真,或者为假,而产生式不仅可以表示确定性的知识,而且还可以表示不确定的知识。

由于产生式与蕴含式存在这些区别,导致它们在处理方法及应用等方法都有较大的差别。为了严格描述产生式,下面用巴克斯范式给出它的形式进行描述

<产生式>::=<前提><条件>
<前提>::=<简单条件>|<复合条件>
<结论>::=<事实>|<操作>
<复合条件>::=<简单条件>AND<简单条件>[AND<简单条件>...]
            |<简单条件>OR<简单条件>[OR<简单条件>...]
<操作>::=<操作名>[(<变元>,...)]

其中“::=”表示为“定义为”,符号“∣”表示为“或者是”,符号“[]”表示可省略。

产生式表示法的特点

产生式表示法的优点

1、自然性 产生式表示法用“如果……,则……”的形式表示知识,这是人们常用的一种表达因果的关系,简单自然。
2、模块性 产生式是规则库中最基本的知识单元,它们同推理机构相对独立,而且每条规则都具有相同的形式。这就便于进行模块化管理。
3、有效性 产生式表示法既可表示确定的知识,又可表示不确定的知识;有利于表示启发式知识,又有利于表示过程性知识。
4、清晰性 产生式有固定的格式。每一条产生式规则都由前提和结论组成,而且每一部分的知识量都较少,这便于对规则进行设计及对规则库中知识的一致性进行检测。

产生式表示法的缺点

1、效率不高 产生式表示法求解问题时,首先要用产生式的前提部分与综合数据库中已知事实进行匹配,从规则库中选用可使用的规则。而规则库一般都比较庞大并且匹配又是一件十分费时的操作,所以其工作效率不高。
2、不能具有结构性的知识 产生式适合于表达具有因果关系的过程性知识,是一种非结构化的知识表示方法,所以对具有结构化关系的知识却无能为力。

产生式表示法适合表示的知识

由于产生表示法的特点,可以看出产生式表示法适合于表示具有下列特点的领域知识:
1、由许多相对独立的知识组成的领域知识,彼此之间关系不密切,不存在结构关系,如化学反应方面的知识。
2、具有经验性及不确定性的知识,而且相关领域中对这些知识没有严格、统一的理论,如医疗诊断、故障诊断等方面的知识。
3、领域问题的求解过程可被表示为一系列相对队列的操作,而且每个操作可被表示为一条或多条产生式规则。

作答要求

根据相关知识,按照要求完成选择题任务。

题目

1、下面哪个选项是确定性规则知识的产生式表示的基本形式( )
A、IF P THEN Q
B、IF P THEN Q(置信度)
C、(对象,属性,值)
D、(对象,属性,值,置信度)
2、老李的年龄可能是40岁,表示为(Li,Age,40,0.8),这属于哪种表示法( )
A、确定性规则知识的产生式表示
B、不确定性规则知识的产生式表示
C、确定性事实知识的产生式表示
D、不确定性事实知识的产生式表示
3、产生式与谓词逻辑的蕴含式的基本形式相同,但蕴含式只是产生式的一种特殊情况。
A、对
B、错
4、(多选题)下列关于产生式表示法的特点,那些是产生式表示法的优点( )
A、自然性
B、模块性
C、清晰性
D、有效性
5、(多选题)以下适合用产生式表示法表示的是( )
A、化学反应方面的知识
B、医疗诊断方面的知识
C、故障诊断方面的知识
D、领域问题的求解

文档更新时间: 2025-09-02 11:58   作者:yyq