Изучение продукционной модели представления знаний. Лабораторная работа №2

1.

Лабораторная работа № 2
Изучение продукционной модели представления знаний

2.

Цель и задачи лабораторной работы
Цель лабораторной работы: получить навыки разработки продукционной модели
представления знаний и основы работы в среде Visual Prolog.
Задачи:
1. Провести формализацию экспертных знаний:
- провести исследование предметной области;
- описать предметную область и 10 выбранных экземпляров предметной области;
- описать процесс принятия решения.
2. Разработать и протестировать продукционную модель предметной области на
языке Prolog

3.

Теоретическое описание структуры программы на Visual
Prolog
Программа на языке Пролог не является последовательностью действий – она
представляет собой набор фактов и правил, обеспечивающих получение логических
заключений из данных фактов. Поэтому Пролог считается декларативным языком
программирования.
Пролог базируется на фразах (предложениях) Хорна, являющихся
подмножеством формальной системы, называемой логикой предикатов. Пролог
использует упрощенную версию синтаксиса логики предикатов, он прост для
понимания и очень близок к естественному языку.

4.

Теоретическое описание структуры программы на Visual
Prolog
Пролог имеет механизм вывода, который основан на сопоставлении образцов. С
помощью подбора ответов на запросы извлекает хранящуюся информацию. Пролог
пытается ответить на запрос, запрашивая информацию, о которой уже известно, что
она истинна.
Одной из важнейших особенностей Пролога является то, что он ищет не только
ответ на поставленный вопрос, но и все возможные альтернативные решения.
Вместо обычной работы программы на процедурном языке от начала и до конца,
Пролог может возвращаться назад и просматривать все остальные пути при решении
всех частей задачи.

5.

Теоретическое описание структуры программы на Visual
Prolog
Программист на Прологе описывает объекты и отношения, а также правила, при
которых эти отношения являются истинными.
Объекты рассуждения в Прологе называются термами – синтаксическими
объектами одной из следующих категорий:
- константы,
- переменные,
- функции (составные термы или структуры), состоящие из имени функции и списка
аргументов-термов, имена функций начинаются со строчной буквы.
Константа в Прологе служит для обозначения имен собственных и начинается со
строчной буквы.
Переменная в Прологе служит для обозначения объекта на который нельзя
ссылаться по имени.
Пролог не имеет оператора присваивания.

6.

Пример реализации экспертной системы(экспертные
данные)
Раса – это группа людей (популяция), которая имеет общее происхождение и
характеризуется сходством определенных наследственных признаков, которые
сформировались в качестве приспособления к условиям окружающей среды в
течение многих поколений.
Внешние особенности строения тела человека были основными критериями
подразделения человечества на расы.
Современное человечество разделяют на три основные расы: негроидную,
монголоидную и европеоидную.

7.

Выходная информация: раса человека
Негроидная раса.
Характерными чертами являются курчавые
черные
волосы,
темно-коричневая
кожа, карие глаза, слабое или среднее развитие третичного волосяного покрова,
умеренно выступающие скулы, сильно выступающие челюсти (прогнатизм), слабо
выступающий широкий нос, часто с поперечной, то есть параллельно плоскости
лица, расположенными ноздрями, утолщенные
губы.
Монголоидная раса.
Данной расе свойственны прямые жесткие темные волосы, слабое развитие третичного
волосяного покрова, желтоватые оттенки кожи, карие глаза, уплощенное
лицо
с
сильно выдающимися скулами,
узкий или средний широкий нос с низким
переносьем, умеренно увеличенные губы,
наличие особой кожной складки верхнего
века, прикрывающей слезный бугорок во внутренних углах глаз – эпикантус.

8.

Выходная информация: раса человека
Европеоидная раса.
Представители этой расы отличаются волнистыми
или
прямыми
мягкими
волосами
разных оттенков, сравнительно светлой кожей, большим разнообразием окраски радужки
глаз (от карих до светло-серых и голубых). Характерно сильное развитие третичного волосяного
покрова (в частности, бороды у мужчин), слабое выступание скул, незначительное выступание
челюстей (ортогнатизм), узкий выступающий нос с высоким переносьем, обычно тонкие или средние
губы.
Какие соответствия расовых признаков вы заметили ?

9.

Входными данными для системы являются вопросы
Каков цвет кожи человека?
Кожа может быть темной, смуглой и светлой.
Какова структура волоса человека?
Структура волоса может быть жесткой и мягкой.
Какова форма волос?
Форма волос может быть прямая и кудрявая(курчавая).
Какой цвет глаз?
Цвет глаз может быть темным и светлым.
Какой разрез глаз?
Цвет глаз может быть широкий и узкий.
И т.д таким образом строим таблицу соответствия расовых признаков

10.

Таблица соответствия расовых признаков.

11.

Процесс принятия решения
Первый вопрос, задаваемый при определении расы человека – это вопрос о цвете кожи, которая может быть
темной, смуглой и светлой.
В первом случае раса человека будет определена как негроидная.
Во втором случае раса человека будет определена как европеоидная.
В третьем случае человек может относиться как к монголоидной так и европеоидной расе. Для определения
принадлежности человека к расе задаются следующие вопросы:
Какова
структура волос? Если у человека жесткие
волосы, то есть вероятность, что он
принадлежит к монголоидной расе, если
мягкие – к европеоидной.
Каков
цвет глаз? Если у человека темные глаза,
то есть вероятность, что он
принадлежит
к монголоидной расе, если светлые – к
европеоидной.

12.

Каков
разрез глаз? Если у человека узкий разрез глаз, то есть вероятность, что
он принадлежит к монголоидной расе,
если широкий – к европеоидной.
Какой
уровень выступания скуловой кости?
Если
у
человека
сильно
выступает скуловая
кость, то есть вероятность, что он принадлежит к монголоидной расе, если
незначительный – к европеоидной.
Какой
уровень выступание челюстей? Если
у человека незначительный уровень
выступание челюстей, то есть вероятность,
что он принадлежит к монголоидной расе,
если средний – к европеоидной.
Какова
форма носа?
Если у человека средне широкий нос, то
есть
вероятность, что он принадлежит к монголоидной расе, если узкий – к
европеоидной.
Какова
высота переносья? Если
у человека низкое переносье, то есть
вероятность, что он принадлежит к монголоидной
расе,
если
высокое
–
к
европеоидной.
Какова
форма губ? Если у человека средне широкие губы, то
есть вероятность, что он
принадлежит
к монголоидной расе, если узкие – к
европеоидной.
Если
один из ответов на вышеперечисленные
вопросы не найдет, это означает, что
описываемый человек принадлежит к
промежуточной расе

13.

Таким образом выглядит БД правил и признаков в формате TXT

14.

Темы экспертных систем
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.
Определение породы Кошки
Определение ноутбука
Выбор автомобиля
Выбор wi-fi роутера
Определение породы собаки
Определение болезни
Выбор телефона
Выбор телевизора
Пример протокола , проекта и БД представлены в архиве.
https://drive.google.com/file/d/1tNtIqHuUuds1IFOOXdkWFZEVNElKjSGR/view?usp=sharing