Построение систем, основанных
На знаниях
Создание систем, основанных на знаниях, является в большей
степени искусством, чем наукой, поэтому их качество во многом
зависит от уровня практических навыков разработчика. Во второй
части книги основное внимание сосредоточено на описании деталей
программной реализации экспертных систем. С этой целью мы во-
спользовались языком Форт - достаточно распространенным и лег-
ким в освоении программным средством. Гл. 6 знакомит читателя с
языком Форт, на базе которого в дальнейшем ведется изложение
методов программирования экспертных систем. Гл. 7 посвящена
обработке списков - основному элементу программ, предназначен-
ных для решения задач искусственного интеллекта. В гл. 8 рас-
сматриваются некоторые из более сложных методов, применяемых
при разработке таких программ. Затем с помощью введенных по-
нятий описывается процесс построения ядра системы, основанной
на знаниях, - интерпретатора продукций, аналогичного интерпре-
татору языка Пролог, и приводится подробное объяснение всех
ключевых моментов данного процесса. В заключение (гл. 10 и 11)
обсуждаются некоторые новые результаты в области искусственно-
го интеллекта, не связанные с построением Пролог-системы. Уп-
ражнения, которые приведены в конце каждой главы, помогут
читателю приобрести необходимые навыки в составлении
программ для решения задач искусственного интеллекта.
Деннис Фохт
Программы, реализующие экспертную систему, могут быть
составлены практически на любом языке программирования.
Интерпретатор продукций и базу знаний можно построить даже с
помощью таких языков-" ветеранов", как Бейсик и Фортран.
Современные языки, в частности Си, Паскаль и Модула-2, облада-
ют в этом отношении большими возможностями, однако и они не
совершенны с точки зрения задач искусственного интеллекта. Дело
в том, что ни один из них не располагает структурами данных,
позволяющими эффективно представлять знания, а также поддер-
живать процессы доступа, обновления и логического вывода на
знаниях.
Средствами специализированных языков искусственного ин-
теллекта факты и правила представляются более легко и естест-
венно. При работе с ними программист получает возможность рас-
суждать в терминах решаемой задачи, а не конструкций и опера-
торов Языка программирования. Среди таких языков по наилучше-
му представлению предметной сущности задачи следует выделить
Пролог и Смоллток. Один из старейших языков - Лисп - до сих
пор не утратил своей популярности, несмотря на то, что по возрас-
ту он не уступает Фортрану.
Язык Лисп более универсален, чем Пролог или Смоллток, по-
скольку его функции обеспечивают выполнение обработки данных
на более низком уровне. Основным назначением Лиспа считается
обработка списков. Поскольку список - это достаточно общая и
естественная структура для выражения знаний, средствами Лиспа
могут быть построены самые разнообразные модели представления
знаний и механизмы вывода. Именно благодаря своей гибкости и
богатой истории Лисп продолжает оставаться в США основным
языком построения систем искусственного интеллекта.
Основное внимание на протяжении нескольких последующих
глав будет уделено Форту, который был разработан в начале
семидесятых годов как язык для управления процессами в реаль-
ном масштабе времени. Однако популяризироваться специальной
Рабочей группой по языку Форт (Fort Interest Group - FIG) южнее
Сан-Франциско он начал только в конце семидесятых, когда его
сторонники создали версии трансляторов, работающих на универ-
сальных компьютерах. Компанией General Electric на Форте разра-
ботана экспертная диагностическая система, предназначенная для
поиска неисправностей в локомотивах.
113
Форт был выбран в качестве средства, с помощью которого
объясняются детали программной реализации систем, основанных
на знаниях, по следующим причинам: во-первых, транслятор с
этого языка имеется практически на всех типах микрокомпьюте-
ров, во-вторых, он достаточно дешевый, и, наконец, имеет много
общего с языками искусственного интеллекта, в частности с Лис-
пом. В гл. 7 описывается расширение языка Форт, приближающее
его по своим возможностям к Лиспу, а в приложении А приведены
листинги Форт-программ.
В последующих главах мы рассмотрим элементы Лиспа, Про-
лога и Смоллтока, причем основное внимание сосредоточим на
особенностях этих языков, позволяющих применять их для реше-
ния задач искусственного интеллекта. Язык Форт будет описан в
деталях, поскольку с его помощью объясняется процесс программи-
рования основных элементов экспертной системы, и в дальнейшем
нам придется достаточно часто обращаться к нему. Существует ряд
изданий, которые содержат более полное изложение Форта и могут
быть рекомендованы для углубленного изучения этого языка. Их
список приведен в конце нашей книги'.
Главными достоинствами языка Форт как средства разработки
систем, основанных на знаниях, являются его широкие выразите-
льные возможности, интерактивное исполнение программ, наличие
интерпретирующей среды и концептуальная ясность. К недостат-
кам Форта следует отнести необходимость уделять большее, чем в
других языках, внимание деталям реализации программ, особенно
при работе с переменными, передаваемыми через стек.
