PRODUKCIONI SISTEMI U VI

1. PRODUKCIONI SISTEMI U VI • Pojam produkcionih sistema • Problem predstavljanja • Vrste produkcionih sistema • Primeri

2. POJAM PRODUKCIONIH SISTEMA • Produkcioni sistem predstavlja računarski formalizam, koji sadrži jasnu podelu na komponente: • globalna baza podataka (GB) • skup pravila produkcije • strategija upravljanja • Globalna baza podataka je centralna struktura podataka koju koristi sistem produkcije • Pravila produkcije se primenjuju na GB i menjaju njeno stanje. Svako pravilo ima sledeći strukturni oblik

3. Pravilo (Uslov primene, Akcija) Uslov primene je stanje koje zadovoljava GB da bi zadato pravilo bilo primenljivo. • Startegija upravljanja odredjuje koje od primenljivih pravila se aktivira u svakom koraku rada produkcionog sistema i proverava da li GB zadovoljava terminalni uslov, nakon čijeg dostizanja zaustavlja rad sistema.

4. Razlike produkcionih sistema i klasičnih programskih sistema sa hijerarhijskom strukturom: • GB je dostupna svim pravilima produkcije • Jedno pravilo produkcije ne indukuje neko drugo pravilo. Veza izmedju pravila se ostvaruje samo preko GB. • Sistem je u najvećem stepenu modeularan, tako da se izmene u GB, produkcionim pravilima i sistemu upravljanja može vršiti relativno nezavisno.

5. Procedura PRODUCTION • DATA polazna GB • Until DATA zadovoljava terminalni uslov Do: • begin • select pravilo P iz skupa primenljivih pravila • DATA rezultat primene P na DATA • end

6. P2 P1 P3 P4 Pn Globalna baza

7. RAD PRODUKCIONOG SISTEMA P1 P2 Razrešenje konfliktnog skupa Akcija Poredjenje Pn Globalna baza

8. Primer: Izračunati najveći zajednički delilac Euklidov klasičan algoritam • UNTIL A i B nisu jednaki • BEGIN • IF A > B, A A - B • ELSE • B B – A • END • D A (ILI B)

9. Primer: Produkcioni sistem za izračunavanje najvećeg zajedničkog delioca (NZD) GB0 – skup brojeva čiji se NZD traži Pravila produkcije: P1: preduslov – postoje dva različita broja A i B u GB akcija – A=A-B, A≥B B=B-A, B>A. P2: preduslov – postoji bilo koji broj u GB akcija – STOP. Strategija upravljanja: Pravilo P1 je uvek u prednosti u odnosu na pravilo P2.

10. PROBLEM PREDSTAVLJANJA • Transformacija izvorne formulacije problema na jezik produkcionih sistema (identifikacija GB, skupa pravila, pocetnog i terminalnog uslova i strategije upravljanja) naziva se problem predstavljanja • Moguće je više različitih predstavljanja jednog istog zadatka. Iskustvo izbora dobrog predstavljanja je suštinsko u efikasnoj primeni metoda VI u praktičnim problemima.

11. VRSTE PRODUKCIONIH SISTEMA • Monotoni produkcioni sistemi: su oni u kojima primena nekog pravila ne sprečava kasniju primenu nekog drugog pravila, koje je moglo biti primenjeno u momentu primene prvog pravila. • Parcijalno komutativni sistemi poseduju svojstvo invarijantnosti u odnosu na permutovanje sekvence pravila. Naime ako jedna sekvenca pravila prevodi GB iz stanja X u stanje Y, tada to važi i za svaku permutaciju ovih pravila. • Komutativni produkcioni sistemi su oni koji poseduju i svojstvo monotonosti i parcijalne komutativnosti

12. ODNOS IZMEDJU VRSTE PRODUKCIONIH SISTEMA I TIPOVA PROBLEMA • Tipovi problema: • Ignorantni – pojedini koraci u rešavanju se mogu u potpunosti ignorisati (dokazivanje teorema) • Povratni – u kojima se koraci rešavanja mogu opovrgnuti (igra 8 kockica) • Nepovratni – u kojima se koraci rešavanja ne mogu opovrgnuti (šah)

14. Odnos kontrolnih strategija i tipova problema • Ignorantni problemi mogu biti rešavani jednostavnim kontrolnim strategijama, koje ne moraju imati mehanizam povratka na prethodne korake rešavanja problema. • Povratni problemi zahtevaju nešto kompleksnije strategije, koje moraju sadržati mehanizam povratka na prethodne korake rešavanja u cilju eliminacije učinjenih grešaka. • Nepovratni problemi zahtevaju najkompleksnije strategije, budući da je svaki korak u rešavanju problema konačan i neispravljiv.

15. VRSTE PRODUKCIONIH SISTEMA U ODNOSU NA SMER PRETRAGE • Direktni sistemi: ako se mogu izdvojiti stanja i ciljevi. GB opisuje stanja. Pravila se primenjuju na opise stanja i generišu nova stanja. To su tzv. Π - pravila produkcije. • Reverzni sistemi: ako se opisi ciljeva koriste kao GB. Tada se pravila primenjuju na opise ciljeva i generišu podciljeve. To su tzv. O -pravila. • Dvostrani sistemi: GB obuhavata i opise stanja i ciljeva zadatka. Na svakom koraku se primenjuju i O i ∏ pravila.

16. Razloživi produkcioni sistemi: su oni kod kojih se GB i terminalni uslovi mogu razložiti na komponente koje dozvoljavaju nezavisnu primenu pravila. • U ovim sistemima je neophodno izraziti globalni terminalni uslov kroz parcijalne terminalne uslove komponenti.Za praksu je najvažniji slučaj kada se ovaj uslov može izraziti u vidu konjukcije terminalnih uslova komponenti.

17. Procedura SPLIT • DATA početna GB • {Di} dekompozicija GB . Svako {Di} se razmatra kao posebna GB • UNTIL svi {Di} zadovoljavaju terminalni uslov DO: • BEGIN • SELECT D* iz {Di}, koje ne zadovoljava terminalni uslov • udaljiti D* iz {Di} • SELECT neko pravilo P iz skupa pravila koje se može primeniti na D* • D rezultat primene P na D* • {di} dekompozicija D • dodati {di} na {Di} • END

18. Za opis rada razloživih sistema produkcije koriste se i-ili grafovi sa sledećim značenejm • čvorovi su globalne baze i njihove komponente i mogu biti i-ili tipa • čvorovi koji odgovaraju komponentama GB su i tipa jer sve moraju biti obradjene • čvorovi na koje se primenjuju pravila daju nove GB, koje su ili tipa • Graf rešenja u i-ili grafovima je onaj čiji su krajnji čvorovi terminalni uslovi

19. P1: C D,L P2: C B,M P3: B M,M P4: Z B,B,M C,B,Z C B Z P1 P2 P3 P4 B,B,M M,M D, L B, M B M B D L B M M M P3 P3 P3 M,M M,M M,M M M M M M M