產(chǎn)生式系統(tǒng)實驗報告

1、精選優(yōu)質文檔-傾情為你奉上學生實驗報告實驗課名稱：人工智能 實驗項目名稱：產(chǎn)生式系統(tǒng)實驗 專業(yè)名稱：計算機科學與技術 班級： 學號：6 學生姓名：程文迪 教師姓名：陳亮亮 2015 年 10 月 25 日實驗日期： 2015 年 10 月 23 日 實驗室名稱： 明遠2203 1 實驗名稱：產(chǎn)生式系統(tǒng)實驗二實驗目的與要求：1、確定推理方法（正向還是反向），并根據(jù)問題設計并實現(xiàn)一個簡單的推理機（要求涉及：匹配、沖突消解）2、規(guī)則庫要求至少包含15條規(guī)則（知識規(guī)則如何存儲？）3、推理機和知識庫必須分離4、初始事實可以任意給定，輸入初始事實后能夠得到推理結果5、設計合理的人機界面，解釋模塊提供查詢規(guī)

2、則的功能6、可以不考慮知識庫管理模塊7、提交實驗報告8、報告中要有推理樹三實驗內容：本實驗我設計了一個動物識別的小型專家系統(tǒng)，主要是根據(jù)一些觀察到的事實，依據(jù)系統(tǒng)給出的一系列規(guī)則來進行正向推理，將逐漸的推導出結果。本次實驗設計了一個簡單的推理機，推理機給出的推理結果有“它是_動物”、“條件不足，不能推出它是什么動物”、“條件有沖突，沒有這樣的動物”或“條件不完全,但它有_的部分特征”。部分推理樹如下：專心-專注-專業(yè)四、算法描述：1.表示事實和特征的知識。 在本程序中，我將動物的特征寫入data.txt，將規(guī)則記入rules.txt，將動物種類記為goal.txt。通過函數(shù)void readF

3、iles()readGoal();readCod();readRule();/reaFiles讀入所有數(shù)據(jù)分別存放于goal,rule,cod自定義數(shù)組中。2. 綜合數(shù)據(jù)庫和規(guī)則庫實現(xiàn)綜合數(shù)據(jù)庫（包括特征和目標） typedef structint xuh;/存放編號 char valu50;/存放具體內容Node;Node goal20;Node cod50;void readCod()FILE *fp;int i;if(fp=fopen("data.txt","r")=NULL)printf("cannot open datan"

4、);exit(0);i=0;while(fscanf(fp,"%d %s",&codi.xuh,&codi+.valu)!=EOF);fclose(fp);/readCodvoid readGoal()FILE *fp;int i;if(fp=fopen("goal.txt","r")=NULL)printf("cannot open goaln");exit(0);i=0;while(fscanf(fp,"%d %s",&goali.xuh,&goali+.va

5、lu)!=EOF);fclose(fp);/readGoal規(guī)則庫typedef structint rslt;int codNum;/記載前提的個數(shù)int cod10;/記載前提的序號int used;/記載是否已匹配成功Nrule;Nrule rule50;void readRule()FILE *fp;int i;int tempxuh,tempcodn;char ch;if(fp=fopen("rules.txt","r")=NULL)printf("cannot open rulesn");exit(0);i=0;rulei

6、.codNum=0;while(ch=fgetc(fp)!=EOF)if(i=15)i=i;tempcodn=0;while(ch!='n'&&ch!=EOF)/每一條規(guī)則tempxuh=0;while(ch<='9'&&ch>='0')tempxuh=tempxuh*10+ch-'0'/ch=fgetc(fp);rulei.codtempcodn+=tempxuh;tempxuh=0;if(ch='=')/下一個是結論ch=fgetc(fp);while(ch<=

7、'9'&&ch>='0')tempxuh=tempxuh*10+ch-'0'ch=fgetc(fp);rulei.rslt=tempxuh;/ifelse if(ch='*')ch=fgetc(fp);rulei.codNum+;i+;ch=fgetc(fp);rulenum=i;fclose(fp);3. 規(guī)則庫的匹配算法是什么？如何選用可用規(guī)則集中的規(guī)則？分別使用哪些函數(shù)實現(xiàn)的？ 程序中的正向搜索是在void main()中調用forwardFinger實現(xiàn)的。正向搜索是從下向上的推理。由于建立規(guī)則庫時的

8、內在要求，即子規(guī)則必在父規(guī)則前，故進行正向推理的時候只要將規(guī)則庫從前到后掃一遍看是否能由規(guī)則推出相應結果即可。如果能匹配推出結果則看該結果是否為動物，如果已經(jīng)推出動物則推理成功。否則更新事實庫，匹配下一個規(guī)則。代碼如下：void forwardFinger()int flag;/1：工作已完成 0：還未完成int flagFit;int flagCNew;/記錄本次循環(huán)有沒有推出新事實int fitPart;/1:有部分符合條件int i,j,k;flag=0;flagCNew=1;while(!flag&&flagCNew=1)flagCNew=0;for(j=0;j<

9、rulenum&&rulej.used!=1&&flag=0;j+)/一條規(guī)則if(rulej.codNum<=inpCod.curnum)/事實數(shù)不小于當前規(guī)則所要求的條件數(shù)flagFit=1;for(i=0;i<rulej.codNum&&flagFit=1;i+)fitPart=0;for(k=0;k<inpCod.curnum;k+)if(rulej.codi=inpCod.codk.xuh)fitPart=1;flagFit=fitPart;if(flagFit=1)flagCNew=1;fitOneRule(j,&a

10、mp;flag);/有事實匹配時，就處理把結論加入事實庫等事情flagFit=0;/whileif(flagCNew=0)printf("條件不足，不能推出它是什么動物");3.推理過程 本次實驗采用的是正向推理的方法，是從已知事實出發(fā)，通過規(guī)則庫求得結論，也稱為自底向上，或稱為數(shù)據(jù)驅動方式。這種推理方式是正向使用原則，即問題的初始狀態(tài)作為初始數(shù)據(jù)庫，在僅當數(shù)據(jù)庫中的事實滿足某條規(guī)則的前提時，這條規(guī)則才能夠被使用。程序中采用的是基于用戶按照規(guī)則點擊，逐步得出結果的。正向推理的步驟：步驟1 將初始事實置入動態(tài)數(shù)據(jù)庫；步驟2 用動態(tài)數(shù)據(jù)庫中的事實，匹配目標條件，若目標條件滿足，

11、則推理成功，結束。 步驟3 用規(guī)則庫中各規(guī)則的前件匹配動態(tài)數(shù)據(jù)庫中的事實，將匹配成功的規(guī)則組成沖突集；步驟4 若沖突集為空，則運行失敗，退出。步驟5 對沖突集做處理，對選擇執(zhí)行的各規(guī)則，將其結論加入動態(tài)數(shù)據(jù)庫，或執(zhí)行其動作，轉步驟2。推理的流程圖5 源程序：#include<stdio.h>#include<string.h>#include<stdlib.h>#include<iostream.h>#include<math.h>#define MAXNUM 50typedef structint xuh;char valu50;N

12、ode;typedef structint stat;/0：還未訪問 1：至少用過一次 2：沒用過但不沖突int xuh;NFact;typedef structint snum;/開始時的事實數(shù)int curnum;/目前的事實數(shù)int notEnoughFlag;/當最后若所有未用過的條件支持一個結論，但條件不足時，置1NFact codMAXNUM;Fact;typedef structint rslt;int codNum;/記載前提的個數(shù)int cod10;/記載前提的序號int used;/記載是否已匹配成功Nrule;int codnum=28;int goalnum=15;in

13、t rulenum=0;Node goal20;Node cod50;Nrule rule50;Fact inpCod;void readGoal()FILE *fp;int i;if(fp=fopen("goal.txt","r")=NULL)printf("cannot open goaln");exit(0);i=0;while(fscanf(fp,"%d %s",&goali.xuh,&goali+.valu)!=EOF);fclose(fp);/readGoalvoid readRule(

14、)FILE *fp;int i;int tempxuh,tempcodn;char ch;if(fp=fopen("rules.txt","r")=NULL)printf("cannot open rulesn");exit(0);i=0;rulei.codNum=0;while(ch=fgetc(fp)!=EOF)if(i=15)i=i;tempcodn=0;while(ch!='n'&&ch!=EOF)/每一條規(guī)則tempxuh=0;while(ch<='9'&&

15、;ch>='0')tempxuh=tempxuh*10+ch-'0'/ch=fgetc(fp);rulei.codtempcodn+=tempxuh;tempxuh=0;if(ch='=')/下一個是結論ch=fgetc(fp);while(ch<='9'&&ch>='0')tempxuh=tempxuh*10+ch-'0'ch=fgetc(fp);rulei.rslt=tempxuh;/ifelse if(ch='*')ch=fgetc(fp);r

16、ulei.codNum+;i+;ch=fgetc(fp);rulenum=i;fclose(fp);void readCod()FILE *fp;int i;if(fp=fopen("data.txt","r")=NULL)printf("cannot open datan");exit(0);i=0;while(fscanf(fp,"%d %s",&codi.xuh,&codi+.valu)!=EOF);fclose(fp);/readCodvoid readFiles()readGoal();r

17、eadCod();readRule();/reaFilesint inputCod()int retflag=1;int temp;int i;i=0;doscanf("%d",&temp);inpCod.codi+.xuh=temp;if(temp>=codnum)printf("特征序號不能大于%d,請重新輸入:n",codnum-1);fflush(stdin);/清空輸入緩沖區(qū)retflag=0;while(temp!=-1&&temp<codnum);inpCod.snum=i-1;inpCod.curnum

18、=inpCod.snum;return retflag;/inputCod()int onlyExtra(int inpCodXuh,int rslt)int i,j;int fa50;int head;int tail;int retflag;int tempstate50;/若放入隊列中，則記錄為1fa0=rslt;tempstaterslt=1;head=0;tail=1;retflag=0;while(head!=tail&&retflag!=1)for(j=0;j<rulenum;j+)if(rulej.rslt=fahead)for(i=0;i<rule

19、j.codNum;i+)if(inpCod.codinpCodXuh.xuh=rulej.codi)retflag=1;elseif(tempstaterulej.codi!=1)fatail+=rulej.codi;tempstaterulej.codi=1;head+;return retflag;/onlyExtraint isContradict(int rslt)int i;int flag;flag=0;for(i=0;i<inpCod.curnum&&flag=0;i+)if(inpCod.codi.stat=0&&inpCod.codi.x

20、uh!=rslt)if(onlyExtra(i,rslt)inpCod.codi.stat=2;flag=0;elseflag=1;return flag;/isContradict()void isAim(int rslt,int *doneflag)if(rslt>=codnum)/已推理出一個動物*doneflag=1;if(isContradict(rslt)printf("條件有沖突，沒有這樣的動物。n");elseprintf("它是%s。n",goalrslt-codnum.valu);/isAim()void addFact(int

21、 ruleXuh,int *doneflag)int i;int flagHave;flagHave=0;/標志此次推出的結論是否已在inpCod.cod中for(i=0;i<inpCod.curnum;i+)if(inpCod.codi.xuh=ruleruleXuh.rslt)flagHave=1;if(flagHave=0)inpCod.codinpCod.curnum.xuh=ruleruleXuh.rslt;inpCod.curnum+;isAim(ruleruleXuh.rslt,doneflag);/addFact()void fitOneRule(int ruleXuh,

22、int *doneflag)int i,k;for(i=0;i<ruleruleXuh.codNum;i+)/作inpCod的訪問標記for(k=0;k<inpCod.curnum;k+)if(ruleruleXuh.codi=inpCod.codk.xuh)inpCod.codk.stat=1;/forruleruleXuh.used=1;addFact(ruleXuh,doneflag);/fitOneRule()void countNoUseF(int *recNoUseF,int *recNoUseFNum)int i;int tempstate50;/若已經(jīng)在recNoU

23、seF中記錄過，就記為1for(i=0;i<inpCod.curnum;i+)if(inpCod.codi.stat=0&&tempstateinpCod.codi.xuh!=1)recNoUseF*recNoUseFNum=inpCod.codi.xuh;+(*recNoUseFNum);tempstateinpCod.codi.xuh=1;/countNoUseF()void printLikeClouse(int tempflag,int ruleXuh,int *printRec)Node *result;int resultXuh;result=cod;resu

24、ltXuh=ruleruleXuh.rslt;printRecruleruleXuh.rslt=1;if(resultXuh>27)result=goal;resultXuh-=28;if(tempflag=0)printf("條件不完全,但它有%s",resultresultXuh.valu);/elseprintf("和%s",resultresultXuh.valu);/printLikeClouse()void maybeAnimal()int i,j,k;int countLikeCurRule;int recNoUseF50,recNo

25、UseFNum;int printRec50;/若前面已推出這個"可能結論"，就置為1int tempflag;recNoUseFNum=0;countNoUseF(recNoUseF,&recNoUseFNum);tempflag=0;for(i=0;i<rulenum;i+)countLikeCurRule=0;for(j=0;j<rulei.codNum;j+)for(k=0;k<recNoUseFNum;k+)if(recNoUseFk=rulei.codj)+countLikeCurRule;if(countLikeCurRule*2&g

26、t;=rulei.codNum&&printRecrulei.rslt!=1)printLikeClouse(tempflag,i,printRec);tempflag=1;if(tempflag=0)printf("條件不足，不能推出它是什么動物");elseprintf("的部分特征");printf("。n");/maybeAnimal()void forwardFinger()int flag;/1：工作已完成 0：還未完成int flagFit;int flagCNew;/記錄本次循環(huán)有沒有推出新事實int

27、fitPart;/1:有部分符合條件int i,j,k;flag=0;flagCNew=1;while(!flag&&flagCNew=1)flagCNew=0;for(j=0;j<rulenum&&rulej.used!=1&&flag=0;j+)/一條規(guī)則if(rulej.codNum<=inpCod.curnum)/事實數(shù)不小于當前規(guī)則所要求的條件數(shù)flagFit=1;for(i=0;i<rulej.codNum&&flagFit=1;i+)fitPart=0;for(k=0;k<inpCod.curnum;k+)if(rulej.codi=inpCod.codk.xuh)fitPart=1;flagFit=fitPart;if(flagFit=1)flagCNew=1;fitOneRule(j,&flag);/有事實匹配時，就處理把結論加入事實庫等事情flagFit=0;/whileif(flagCNew=0)maybeAnimal();/當沒有推出任何動物時，看是否極有可能得出一些結論/finger()void printChoice()/打印選項int i,j;j=0;for(i=0;i<codnum;i+)printf(&quo