Visual Prolog 的 Web 专家系统 (10)
GENI的核心 -- 推理机(4)求证过程分析
1、GENI知识库结构
专家系统推理机的设计执行,与其知识库结构紧密相关。
GENI知识库结构是一棵逻辑推理树。
根节点是animal,即求证的目标。
Animal有2个子节点,即求证的子目标。节点或子目标。用rule表示。比如:
rule(8,"animal","mammal",[12,13],"")
rule(9,"animal","bird",[9,14],"")
注意,rule的第2參数是求证的目标,第3參数是其子目标。
这2个參数的关系,构成推理树。
规则8和9,是逻辑或or的关系。有一条规则证明为真,目标animal为真。
规则8,子目标是mammal。哺乳动物,证明为真的条件是[12,13]。
规则9,子目标是bird,鸟类。证明为真的条件是[9,14]。
证明条件[12,13]是逻辑与。and的关系。[9,14]也是。也就是说。2个条件都为真,子目标才为真。
证明条件在知识库中表示为cond。
比如以上4个条件:
cond(12,"it has hair","animals\\animals.htm")
cond(13,"it does give milk","animals\\animals.htm")
条件12、13是说,哺乳动物要有毛发、分泌乳汁。
cond(9,"it has feathers","animals\\bird3.htm")
cond(14,"it lays eggs","<img src=\"animals/egg.jpg\">")
条件9、14是说,鸟类要有羽毛、会下蛋。
注意,cond的第3參数。是显示网页用的,与求证推理无关。
目标mammal和bird以下。还有子目标。
以mammal为例:
rule(10,"mammal","carnivore",[15],""),子目标是carnivore,食肉动物
rule(11,"mammal","ungulate",[16],"") ,子目标是ungulate,偶蹄类动物
2个或关系的目标carnivore 和ungulate 之下。还有子目标。以carnivore为例:
rule(1,"carnivore","cheetah",[1,2],"animals\\cheetah.htm")。子目标是猎豹
rule(2,"carnivore","tiger",[1,3],"<img src=\"animals/tiger02.jpg\">") ,子目标是老虎
cheetah 和tiger 是以上推理树的叶节点,最后的子目标。
假设rule 1 的证明条件[1,2],或者rule 2 的证明条件[1,3]为真,就形成完整的证明链条,得出证明结论。
2、推理求证的起点与终点:谓词go
go( _, Mygoal, Rulexpl ):-is_htmlfile(Rulexpl),!,consult_htm(Rulexpl,HTMLtext),gethtmlbody(HTMLtext,Bodytext),not(rule(_,Mygoal,_,_,_)),!,nl, write("I think the answer is : ",Mygoal),nl,write(Bodytext),nl,endpage("").go( _, Mygoal, Rulexpl ):-not(rule(_,Mygoal,_,_,_)),!,nl,write("I think the answer is : ",Mygoal),nl,write(Rulexpl),nl,endpage("").go( HISTORY, Mygoal,_ ):-rule(RNO,Mygoal,NY,COND,Rulexpl),check(RNO,HISTORY, COND),go([RNO|HISTORY],NY,Rulexpl).go( _, Mygoal,_ ):-rule(_RNO,Mygoal,_NY,_COND,_Rulexpl),!,true,write("<H> Sorry, but I have no answer for this problem! </H>\n"),endpage("").
谓词go以递归进行循环,有下面特点:
(1)、子句1和2是全然同样的递归终止条件,not(rule(_,Mygoal,_,_,_))
它的含意是。当前处理的目标Mygoal。不是动物的“类别”,而是动物的名称。
这时,该详细动物的证明条件为真。即animal的所有子目标都为真,目标证明为真。
复习一下rule的数据格式,第2參数是动物类别。
子句1和2的不同之处,是它们处理网页显示的方法不同,与推理求证无关。
(2)、第3子句。取出当前目标Mygoal(动物类别)的rule,用check求证Mygoal是否为真。即证明条件是否所有为真;
假设求证为真,接着做3件事情:
①、把Mygoal的rule编号放在列表HISTORY的表头,记录下试过的rule,以供处理why问题时使用;
②、把Mygoal的子目标NY作为下一个求证的目标,以保障逐步向终于目标求证下去。
③、曾经2个设置为參数。进行递归推理求证。
(3)、第4个子句。本次求证失败,告知用户。
能求证本子句。说明前3个子句都求证失败。
也就是说,即未证明是何种动物,又无法继续递归,仅仅能以证明失败告终。
注意,谓词go的第3子句,颇有“技术含量”,值得多看几眼。
3、求证规则成立的条件的真假:谓词check
这是去掉“无用子句”的版本号:
check( RNO, HISTORY, [CNO|REST] ):-yes(CNO),!,check(RNO, HISTORY, REST).check( _, _, [CNO|_]):-no(CNO),!,fail.check( RNO, HISTORY, [CNO|REST] ):-cond(CNO,TEXT,OPTIONS),!,inpq(HISTORY,RNO,CNO,TEXT,OPTIONS),check(RNO, HISTORY, REST). check( _, _, []).
Check有下面特点:
(1)、子句1用递归方式,对第3參数[CNO|REST],所有证明条件逐一求证。
假设各个条件所有yes。返回go第3子句交差。Go则又一次设置參数,对本规则做下一步求证。
(2)、子句2专门处理证明条件为假,从而否定规则的情况。
当发现有no(CNO)后。用“!,fail”强制失败并取消回溯。不再求证其它no(X)条件,而且,不回溯再试第3和第4子句。
子句2的这一失败,返回给go子句3之后,造成后者的失败。引发其对rule回溯求证,寻找新的rule重试。
go子句3若找到合法的新rule,就開始新的递归;否则,求证失败。
(3)、子句3处理证明条件CNO未定真假的情况。
若没有事实yes(CNO)和no(CNO) 存在,子句1和2都失败。则回溯到子句3。
子句3有逻辑错误。
求证的inpq若成功,会调用内建谓词exit,geni.exe关闭;
若inpq失败。则check子句3也失败。
而且,因已有”!”,不会回溯到check子句4.
不管哪种情况。check子句3的末尾一句,check(RNO, HISTORY, REST)不会求证。
正确的逻辑应该例如以下。
check( RNO, HISTORY, [CNO|REST] ):-cond(CNO,TEXT,OPTIONS),!,inpq(HISTORY,RNO,CNO,TEXT,OPTIONS).
改动了check子句3。程序又一次编译执行,结果正常。
4、分析GENI推理机的其它办法
第一种办法。是借助VIP自有的debugger。使用的难度不大。仅仅是过程琐碎,视界较小,效果有限。
我推荐一个办法。
主要讲详细操作,道理不多啰嗦。
(1)、启动Apacheserver。
(2)、在浏览器中,打开http://localhost/default.htm
(3)、下拉框选中 animal
(4)、button:Select Problem
(5)、在之后出现的网页中。一律button:yes
(6)、直至出现网页:“I think the answer is : cheetah”,和猎豹的图像
(7)、右击鼠标,点击:“查看页面源码”,可见下面“变量”:
<input type="hidden" name="knowledgebase" value="animal"> <input type="hidden" name="cond_12" value="yes"> <input type="hidden" name="cond_13" value="yes"> <input type="hidden" name="cond_15" value="yes"> <input type="hidden" name="cond_1" value="yes"> <input type="hidden" name="cond_2" value="yes">
依据前面几节的介绍。已知这些变量值,在推理机执行之前,进行了初始化处理,进入了事实库:
kb(animal),yse(12)。yse(13),yse(15),yse(1),yse(2)
有了这些前提条件和事实依据,就能够打开geni.pro,開始观察分析GENI推理机的执行。
转载于:https://www.cnblogs.com/clnchanpin/p/6805327.html
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