高中信息技术粤教版选修5 人工智能初步2.5 产生式规则表示法优秀课件ppt

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在日常生活中，人们会自觉地运用一些简单的规则来认识和解决问题。例如：一个人在阴天感觉到闷热、空气潮湿，他会猜测可能要下雨。这种具有因果关系的知识，我们可以用产生式规则来表示。
为了说明问题，我们再看看下面的例子。 例：如果某种动物是有蹄动物，且它有黑条纹，那么这种动物是斑马。这种具有因果关系的知识可以概括为： if 有蹄动物 and 有黑条纹 then 这种动物是斑马 这就是一个产生式。其中，“有蹄动物and有黑条纹”是前提，“这种动物是斑马”是结论。
在自然界的各种知识单元之间存在着大量的因果关系，或者说前提和结论的关系，其基本形式如下： P→Q 或者 if P then Q 其中，P是产生式的前提，P可以是一组条件P1、P2、P3等，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所表示的条件被满足时，应该得出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，则可推出结论Q或执行Q所规定的操作。
产生式又称为产生式规则，或简称为规则；产生式的“前提”有时又称为“条件”、“前提条件”、“前件”、“左部”等；“结论”部分有时又称为“后件”或“右部”等。
动物识别系统的产生式规则
动物识别系统是一个动物知识丰富的“专家”。如果你告诉它某动物有长的脖子、长的腿，有蹄和有暗斑点，而且还能产奶，它的脑袋里就会闪现出长颈鹿的影子。如果你再告诉它某种动物食肉，浑身以黄褐色为主色，且有暗斑点，那么系统就会猜出这种动物很可能是金钱豹。如果你提供的信息是某种动物是有蹄动物且有黑条纹，那它可能猜出这种动物是斑马。
通过四种动物的基本特征，我们来认识一下动物识别系统的一些产生式规则，看看动物识别系统的格式化表示。
R1：如果该动物有毛发，那么它是哺乳动物R2：如果该动物产奶，那么它是哺乳动物R3：如果该动物吃肉，那么它是食肉动物R4：如果该动物有爪、有犬齿，眼视前方，那么它是食肉动物R5：如果该动物是哺乳动物，且它反刍食物，那么它是有蹄动物R6：如果该动物是哺乳动物，且它有蹄，那么它是有蹄动物R7：如果该动物既是哺乳动物，又是食肉动物，且它的颜色是黄褐色、有暗斑点，那么它是金钱豹R8：如果该动物既是哺乳动物，又是食肉动物，且它的颜色是黄褐色、有黑条纹，那么它是老虎R9：如果该动物是有蹄动物，且它有长腿、长脖、暗斑，那么它是长颈鹿R10：如果该动物是有蹄动物，且它有黑条纹，那么它是斑马
其中R1，R2，…，R10代表规则的编号。由上述产生式规则可以看出，虽然该系统是用来识别四种动物的，但它并没有简单地只设计4条规则，而是设计了10条。其基本思想是：首先根据一些比较简单的条件，如“毛发”、“产奶”等动物特征进行比较粗的分类，如“哺乳动物”、“食肉动物”等；然后随着条件的增加，逐步缩小分类范围，最后分别给出识别四种动物的规则。这样做有两个好处，一是当已知的事实不完全时，虽不能推出最终结论，但可以得到分类结果；二是当需要增加对其他动物（如：牛、马）的识别时，规则库中只需增加关于这些动物个性方面的知识，如R7到R10一样，而对R1至R6可直接利用，这样增加的规则就不会太多。
根据上述规则，很容易形成识别各种动物的示意图，例如判断某动物是老虎和长颈鹿的示意图如图所示。
用产生式规则表示知识比较自然，而且便于用程序设计语言表达及计算机存储处理，可以方便地表示控制性知识。
谈谈对建立产生式规则的体会，在身边的生活、学习中，有哪些系统、规则可以用产生式规则来表示。