Метаструктура модуля правил

Модуль правил служит для размещения и исполнения правил. Главными параметрами, определяющими схему и функциональные характеристи­ки конкретной версии такого модуля, являются: число правил, выбор ме­ханизма активации, способ реализации ассоциативного выбора правил, процедура разрешения конфликта и внутреннее представление правил.

Основные составляющие этого модуля — аппарат активации, база правил (П-база) и интерпретатор. Опишем выделенные составляющие более подробно.

Аппарат активации

В ПСМ, не включающем аппарата управления активацией, все правила находятся в активированном состоянии в течение всего процесса. Это означает, что условия применимости каждого правила проверяются при каждом изменении состояния базы. Такая организация естественна при небольшом числе правил, отсутствии достаточных оснований для содер­жательного структурирования правил по их функциям и удовлетвори­тельной эффективности ПСМ.

В общем случае возникает необходимость ограничивать совокупность правил, проверяемых на текущем этапе процесса, для чего в ПСМ вво­дится аппарат управления активацией.

Очевидно, что существует множество способов организовать такое ограничение. Механизм активации может быть:

- статическим, т.е. определенным заранее и не меняющимся в про­цессе работы ПСМ;

- динамическим, т.е. управляемым ходом процесса;

- смешанным, комбинирующим статические и динамические элемен­ты управления активацией.

Порядок активации может определяться с помощью явно задаваемой структуры, разделяющей множество правил на группы. При этом воз­можен выбор разных вариантов внутри- и межгрупповой организации правил.

Другим средством управления активацией является включение в опе­ратор правила указания о переходе к одному или нескольким следующим правилам. В случае, если такое указание зависит от условия, проверяе­мого оператором, оно относится к динамической составляющей аппарата активации.

Одним из широко распространенных средств активации правил явля­ется использование метаправил (правил над правилами), при котором правила разбиваются на классы и в зависимости от состояния базы дан­ных активируется тот или иной класс [84].

Механизм активации правил может осуществляться с помощью про­верки сопоставленных им специальных условий, выполнение которых зависит не от текущего состояния базы данных, а от значений особых переменных, посредством которых процесс управляет активацией.

Структура правил

Как уже отмечалось, продукция представляет собой тройку:

< имя, условие применимости, оператор >,

где имя однозначно специфицирует правило. Условие применимости пра­вила может быть разделено на две части:

- условия к базе данных,

- внешние условия.

Результат проверки части а) полностью определяется текущим со­стоянием базы данных, в то время как проверка б) требует обращения "вовне", т.е. к другим модулям, внешней среде или пользователю. Ниже будем рассматривать только условия а), поскольку содержание и оформ­ление внешних условий определяется функциями данного ПСМ в системе и его проблемной ориентацией.

В самом общем виде условия к базе данных представляют собой конъюнкцию двух типов условий, которые называются положительны­ми (+УП) и отрицательными (-УП). Первые специфицируют сочетания компонент, наличие которых в базе означает выполнение соответствую­щего положительного образца, а вторые — сочетание компонент, наличие которых означает невыполнение данного отрицательного образца.

Как +УП, так и -УП представляют собой совокупность условий:

- на компоненты, входящие в данное сочетание, взятые в отдельно­сти;

- на согласование значений тех или иных характеристик этих ком­понент в случаях, когда эти значения взаимосвязаны;

- на отношения, связывающие соответствующие компоненты в кар­касе базы.

Оператор правила представляет собой сочетание действий, которые могут быть отнесены к одному из следующих классов:

- редактированию базы данных;

- воздействию на аппарат активации;

- обращению вовне данного ПСМ;

- редактированию системы правил.

Редактирование базы данных сводится к использованию операций до­бавления и исключения компонент. Как уже говорилось выше, каждая из этих операций требует спецификации своих аргументов.

Для операции "добавление" — это новый фрагмент, добавляемый к базе данных, и адрес его подклейки к вершинам каркаса базы данных. Описание нового фрагмента и его адреса могут быть включены в опера­тор либо вычисляться на основании информации о компонентах, описан­ных в условиях применимости.

Для операции "исключение" — это фрагмент, который следует уда­лить из базы. Вместе с удалением фрагмента происходит корректировка каркаса базы.

Воздействие на аппарат активации определяется выбором конкретно­го варианта управления активацией. Это может быть:

- явное указание о переходе на определенное правило или группу правил;

- изменение значений специальных управляющих переменных, определя­ющих условия активации.

Обращение вовне может заключаться в обращении к другим модулям системы, к внешней среде (например, к операционной систем), а также к пользователю при интерактивном режиме.

Перечисленные действия определяют класс статических систем про­дукций. Переход к динамическим системам требует введения такого класса действий, которые позволяют редактировать систему правил, а именно: исключать, добавлять или изменять правила в системе.

2.5.6.3. Представление правил и интерпретатор

Вопрос о внутреннем представлении правил в П-модуле может решаться по-разному. В частности, существенным является выделение и использо­вание локальной и глобальной информации, служащей для оптимизации работы ПСМ за счет возможно большего сокращения неудачных прове­рок условий применимости активированных правил. На основании этой информации строится ассоциативная надстройка П-модуля, которая по­зволяет эффективно реализовывать поиск по образцу среди активирован­ных правил.

Уровень внутреннего представления может быть самым разным, на­пример:

- язык типа специализированного автокода. В этом случае интерпрета­тор представляет собой программную машину с автокодом в качестве языка команд;

- правила написаны на том же языке, на котором реализуется весь ПСМ, при этом интерпретатор становится излишним.

Очевидно, что здесь перечислены лишь самые общие точки специ­фикации П-модуля, которые в значительной степени взаимообусловлены. Например, существует тесная связь между аппаратом активации и ассо­циативной надстройкой.