知識(shí)工程讀書(shū)報(bào)告

1、知識(shí)工程課程報(bào)告一一CLIPS學(xué)習(xí)總結(jié).概述CLIPS是一種被用來(lái)編寫(xiě)專(zhuān)家系統(tǒng)應(yīng)用程序的計(jì)算機(jī)語(yǔ)言。專(zhuān)家系統(tǒng)是一組計(jì)算機(jī)程序，專(zhuān)門(mén)用來(lái)模仿人類(lèi)專(zhuān)家的技能和知識(shí)。相比之下，一些普通的程序如報(bào)表程序，文本處理器，電子表格，電腦游戲等等，并沒(méi)有包含人類(lèi)的技能 和知識(shí)。CLIPS之所以被稱(chēng)之為專(zhuān)家系統(tǒng)工具，是因?yàn)樗且粋€(gè)開(kāi)發(fā)專(zhuān)家系統(tǒng) 的完整環(huán)境，包括一個(gè)整合版本和一個(gè)調(diào)試工具。殼這一詞被保留在CLIPS負(fù)責(zé)推理的部分中。CLIPS的殼提供了專(zhuān)家系統(tǒng)的基本元素：.事實(shí)表和實(shí)例表：數(shù)據(jù)的全局存儲(chǔ)。.數(shù)據(jù)庫(kù)：包括所有的規(guī)則和規(guī)則表。.推理機(jī)：控制所有規(guī)則的執(zhí)行。CLIPS的程序一般包含有規(guī)則，事實(shí)和對(duì)象。推

2、理機(jī)決定了哪條規(guī)則應(yīng)該被執(zhí)行和在什么時(shí)候被執(zhí)行。一個(gè)用CLIPS寫(xiě)成的基于規(guī)則庫(kù)的專(zhuān)家系統(tǒng)程序是一個(gè)數(shù)據(jù)-驅(qū)動(dòng)型程序，程序里的事實(shí)，對(duì)象數(shù)據(jù)通過(guò)推理機(jī)的激活執(zhí)行。.工具的使用事實(shí)啟動(dòng)CLIPS將看到CLIPS的提示如下所示：CLIPSA。此時(shí)在CLIPS中直 接輸入命令，這種直接輸入命令的方式被稱(chēng)之為最高階層。如果有 CLIPS的圖 形界面版本(GUI),也可以用鼠標(biāo)選擇相應(yīng)的菜單來(lái)代替輸入命令行。離開(kāi) CLIPS的一般方式是輸入 exit命令，如下：(exit),按照CLIPS提示點(diǎn)擊返回 鍵。與其他編程語(yǔ)言一樣，CLIPS也有關(guān)鍵字?？梢允褂?assert命令在事實(shí)表 中輸入數(shù)據(jù)。命令如下

3、： CLIPS(assert (duck)。這里，assert命令以(duck)作為 其參數(shù)。點(diǎn)擊回車(chē)鍵將命令行發(fā)送到 CLIPS,并有如下響應(yīng)：Fact-1。這表示 CLIPS已經(jīng)存儲(chǔ)了 duck的事實(shí)，并將其標(biāo)識(shí)為1。并用(facts*看事實(shí)，(watch facts)監(jiān)聽(tīng)事實(shí)，(clear)清除所有事實(shí)。規(guī)則完成一項(xiàng)有價(jià)值的工作，專(zhuān)家系統(tǒng)必須得有事實(shí)和規(guī)則。CLIPS語(yǔ)言的規(guī)則 與程序語(yǔ)言如Java, C或Ada中的IF THEN表述非常相似。規(guī)則的常規(guī)語(yǔ)法 如下所示：(defrule rule_name “optinal_comment ”(pattern_1);由一些在“=”之前的元

4、素組成的規(guī)則左部分(pattern_2)(pattern_N)=(action_1);由一些在“二”之后的元素組成的規(guī)則右部分(action_2)(action_M);最后一個(gè)“)”是與defrule”前面的“)”配套的。；保證你的圓括弧完整， 否則你將得到錯(cuò)誤消息提示。CLIPS試圖將模式與事實(shí)表中的事實(shí)進(jìn)行匹配，如果規(guī)則的模式與事實(shí)匹 配成功，規(guī)則將會(huì)被激活(activated)而放入到議程(agenda沖。議程中存放的是所 有被激活的規(guī)則集合。議程中通常包含零個(gè)或多個(gè)激活的規(guī)則。當(dāng)議程中沒(méi)有激活的規(guī)則時(shí)，程序停止執(zhí)行；當(dāng)議程中有多條激活規(guī)則時(shí)，CLIPS自動(dòng)決定哪條規(guī)則將被合理的觸發(fā)。C

5、LIPS依照增加優(yōu)先權(quán)和特權(quán)(salience冰對(duì)議程的激 活排序。規(guī)則中箭號(hào)之前的被稱(chēng)之為左部(LHS),箭號(hào)之后的部分被稱(chēng)之為右部 (RHS)o如果沒(méi)有指定模式，則CLIPS會(huì)在輸入(reset命令后自動(dòng)的激活該條規(guī) 則。詳細(xì)介紹在專(zhuān)家系統(tǒng)中，strategy術(shù)語(yǔ)的一個(gè)用法是激活的沖突消解。CLIPS提供了七種不同的沖突消解策略：深度優(yōu)先(depth),廣度優(yōu)先(breadth), LEX, MEA , complexity, simplicity和隨機(jī)(random)。在不考慮具體的應(yīng)用軟件程序時(shí)，很難 說(shuō)清哪一種策略更好。深度優(yōu)先策略(depth strategy)是CLIPS標(biāo)準(zhǔn)默認(rèn)

6、策略(default strategy)。當(dāng)CLIPS第一次啟動(dòng)時(shí)，該默認(rèn)設(shè)置便會(huì)被自動(dòng)設(shè)置，后面， 你可以更改默認(rèn)設(shè)置。在深度優(yōu)先策略中，在高權(quán)值的激活后，同權(quán)值或低權(quán)值 之前，新的激活將會(huì)被放到議程中。這就是說(shuō)議程中是從高權(quán)值到低權(quán)值進(jìn)行排 序的。自定義事實(shí)的關(guān)鍵字是deffacts。CLIPS(clear)CLIPS(deffacts facts-name “explaination ” (fact1);被聲明的事實(shí)(factN);被聲明的事實(shí)CLIPS(reset) ;引入被自定義聲明的事實(shí)自定義事實(shí)聲明，必需指定一個(gè)事實(shí)名，如上面的walk,跟在關(guān)鍵字deffacts 的后面，事實(shí)名

7、后面可以跟由雙引號(hào)包含的注釋。同規(guī)則中的注釋一樣，當(dāng)CLIPS 載入(deffacts*實(shí)時(shí)，(deffacts)的注釋將會(huì)被保留。事實(shí)名或注釋后面便是將要 被聲明到事實(shí)表中的事實(shí)，自定義的事實(shí)由 CLIPS的(reset命令聲明添加。(reset命令較之(clear)命令的一個(gè)好處是，它不會(huì)丟棄所有的規(guī)則。(reset渝令使規(guī)則完整無(wú)缺，而(clear)命令將會(huì)移除所有議程中的規(guī)則，并移除所有事實(shí) 表中的舊的事實(shí)。用(reset渝令是開(kāi)始一個(gè)程序執(zhí)行的首選方法，特別是之前程 序已經(jīng)在運(yùn)行并且事實(shí)表已經(jīng)被舊的事實(shí)打亂時(shí)?？偠灾?reset病令作用于事實(shí)有三點(diǎn)：(1)將存在的事實(shí)從事實(shí)表中移

8、除，同時(shí)也會(huì)移除議程中的激活規(guī)則。(2)聲明事實(shí)(initial-fact)(3)聲明已自定義(deffacts)聲明的事實(shí)。事實(shí)上，(resetm令對(duì)于對(duì)象也有相似的作用。它可以刪除實(shí)例，創(chuàng)建initial-object,聲明添加自定義實(shí)例(definstances)undeffacts命令的作用是通過(guò)消除內(nèi)存中的自定義事實(shí)來(lái)撤銷(xiāo)(deffacts)聲明的事實(shí)：CLIPS(undeffacts fact-name變量與通配符同其他編程語(yǔ)言一樣，CLIPS也通過(guò)變量(variables)來(lái)存儲(chǔ)值。與事實(shí)不同 的是，事實(shí)是靜態(tài)的且不會(huì)改變，而變量的內(nèi)容是隨著其分配的值的改變而動(dòng)態(tài) (dynami

9、c)變化的。變量名，或者稱(chēng)之為變量標(biāo)識(shí)符(variable identifier),通常被寫(xiě) 在一個(gè)問(wèn)號(hào)的后面，即變量名。通用格式如下：?在一個(gè)變量能夠被使用之前，它必須被分配一個(gè)值。一個(gè)變量的慣用方式是：在 LHS中匹配一個(gè)值，隨后在 RHS中對(duì)該變量進(jìn)行約束。舉例如下： (defrule make-quack (duck-sound ?sound)=(assert (sound-is ?sound)最簡(jiǎn)單的通配符格式被稱(chēng)之為單字段通配符，以一個(gè)問(wèn)號(hào)“？”來(lái)表示。一個(gè)單字段通配符僅代表一個(gè)字段。多字段通配符的符號(hào)是在問(wèn)號(hào)前面加上一個(gè)美 元符號(hào)，為“ $?，該符號(hào)指代零個(gè)或多個(gè)字段。通配符的另

10、外一個(gè)作用是，它 可附屬于一個(gè)符號(hào)字段來(lái)創(chuàng)建一個(gè)變量，如？x, $?x, ?name或者$?nama依照LHS中“？”或“$?”的使用，變量可以是單字段變量或多字段變量。注意在 RHS中，只能用？x,這里的x可以是任意名。你可以將“ $”理解成一個(gè)函數(shù)， 函數(shù)的參數(shù)是一個(gè)單字段通配符或者一個(gè)單字段變量，分別返回多字段通配符或多字段變量。格式自定義模板(deftemplate奘似于C語(yǔ)言中的結(jié)構(gòu)定義。deftemplate定義模式 中一組相關(guān)的字段類(lèi)似于 C語(yǔ)言中用結(jié)構(gòu)來(lái)定義一組相關(guān)數(shù)據(jù)。自定義模板是 由一些被命名為slot的字段構(gòu)成的表。在專(zhuān)家系統(tǒng)程序中，自定義模板有助于 編寫(xiě)好的格式，同時(shí)它

11、在軟件工程中也是非常有用的。示例如下：(deftemplate prospect ;自定義模板關(guān)系名可選注釋字段名可選注釋字段名字段類(lèi)型字段“名字”的默認(rèn)值(slot name(type STRING)(default ?DERIVE)(slot assets(type SYMBOL)(default rich)(slot age(type NUMBER) ; NUMBER 類(lèi)型可以是整型 INTEGER 或浮點(diǎn) FLOAT(default 80)通常，一個(gè)有N個(gè)槽的自定義模板的一般結(jié)構(gòu)如下所示:(deftemplate (slot-1)ot-2)(slot-N)在一個(gè)自定義模板中，屬性值一般

12、被指定精確的值。自定義函數(shù)像其他語(yǔ)言一樣，CLIPS允許程序員通過(guò)deffunction來(lái)定義自己的函數(shù)C 自定義函數(shù)(deffunction)在提高程序的可讀性上也是非常有用的，可以像調(diào)用其 他函數(shù)一樣調(diào)用自定義函數(shù)，自定義函數(shù)也可以被用來(lái)當(dāng)作其他函數(shù)的參數(shù)使 用。在自定義函數(shù)中，(printout)可以在任何位置使用，甚至不是作為最后一個(gè)行 為，因?yàn)榇蛴〉囊粋€(gè)副作用是調(diào)用了 (printout)函數(shù)。自定義函數(shù)的通用語(yǔ)法如下所示：(deffunction optional comment(?arg1 ?arg2 , ?argM $?argN);參數(shù)表，最后一個(gè)為可選多字段參數(shù) (; act

13、ionK之前的行為不會(huì)返回值，僅最后一行;為返回值)自定義函數(shù)僅僅返回最后一個(gè)行為，該行為可能是個(gè)函數(shù)，一個(gè)變量或一個(gè)常量。 2.7程序的控制除了模式匹配外，規(guī)則還可以通過(guò)其他方式獲取信息。CLIPS可以通過(guò)使用讀入函數(shù)(read function)來(lái)讀入用戶輸入的鍵盤(pán)信息。但read函數(shù)有以下限制：(read)函數(shù)并不是可以讀入所有鍵盤(pán)輸入的通用函數(shù)，它僅能讀入一個(gè)字段。(read)的第二個(gè)限制是不能輸入圓括號(hào)，除非使用雙引號(hào)。readline函數(shù)被用來(lái)讀入多值，直到輸入回車(chē)鍵為止。該函數(shù)將讀入的數(shù)據(jù) 作為一個(gè)字符串。為了聲明(readline)數(shù)據(jù)，(assert-string)函數(shù)用來(lái)聲明一個(gè)非字 符串事實(shí)，就像用(readline購(gòu)入。3.總結(jié)CLIPS同時(shí)支持與其他語(yǔ)言的集成，如 C和Java事實(shí)上，CLIPS是C Language Integrated Production的縮寫(xiě)。規(guī)則能基于事實(shí)與對(duì)象的匹配，規(guī)則和 對(duì)象同時(shí)組成了一個(gè)集成系統(tǒng)。除了被當(dāng)作一個(gè)獨(dú)立的工具之外，CLIPS還能被 程序語(yǔ)言調(diào)用，運(yùn)行其函數(shù)，然后返回給調(diào)用函數(shù)控制權(quán)。同樣的，程序代碼也 能作為一個(gè)外部函數(shù)在 CLIPS中被定義和調(diào)用。當(dāng)外部代碼執(zhí)行完畢后，控制 權(quán)返回至ij CLIPSo與其他專(zhuān)家系統(tǒng)相比，CLIPS的又是主要體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：高效及可移植性好。由于它