Искусственный интеллект и базы знаний.

Как вы помните из текста учебника, множества могут быть заданы перечислением элементов, для такого способа фиксации множества достаточно фактов. Иными словами, задав систему фактов, мы тем самым определяем множество. Однако, в большинстве случаев возможно указать некоторые связи и отношения между объектами. Связи и отношения между объектами задаются правилами. Использование правил позволяет сократить число фактов, сделав базу данных более лаконичной. Более того, наличие правил превращает базу данных в базу знаний, поскольку теперь появляется возможность получать сведения, которые изначально в этой базе записаны не были. При построении правил обычно выделяется совокупность отношений, отвечающих на вопрос "Что известно?". Правило можно построить, пользуясь известным принципом разделения исходной задачи на более простые, которые, в свою очередь, тоже могут быть разделены. Этот процесс известен под названием процесса декомпозиции задачи. Процесс декомпозиции заканчивается в тот момент, когда отношения связывают зафиксированные в базе знаний объекты. Например, в задаче o построении родственных отношений можно определить следующие правила: 

бабушка(x,y):-мама(x,z),мама(z,y);

бабушка(x,y):-мама(x,z),папа(z,y);

дедушка(x,y):-папа(x,z),папа(z,y);

дедушка(x,y):-папа(x,z),мама(z,y); 

Процесс декомпозиции не обязательно однозначен. Даже простой пример о родственниках допускает и иную трактовку. Введем, к примеру, правило, определяющее понятие "родитель":

 родитель(x,y):-мама(x,y);

родитель(x,y):-папа(x,y);

 Тогда бабушку и дедушку можно определить проще:

 бабушка(x,y):-мама(x,z),родитель(z,y);

дедушка(x,y):-папа(x,z),родитель(z,y);

 Если к только, что записанным правилам добавить несколько фактов, определяющих мам и пап, то получается база знаний, которая называется "семья":

 мама("Саша","Петя");

папа("Сережа","Петя");

мама("Оля","Саша");

папа("Коля","Саша");

мама("Люда","Сережа");

папа("Петя","Сережа");

родитель(x,y):-мама(x,y);

родитель(x,y):-папа(x,y);,

бабушка(x,y):-мама(x,z),родитель(z,y);

дедушка(x,y):-папа(x,z),родитель(z,y);.

 В данном примере для определения понятия родитель(x,y) потребовалось более одного правила. По сути дела здесь использовано так называемое недетерминированное ветвление, дающее альтернативное определение этого отношения и используемое системой после того, как было применено первое по порядку отношение. Следует подчеркнуть, что в определении участвуют оба правила.

В общем случае число правил может быть неограниченным. Вообще говоря, могут быть разные способы записи отношений. Предложенный здесь вариант соответствует заданию отношений в системе логического программирования Пролог-Д. Именно этой системой вы будете пользоваться, выполняя следующие задания.

Выполните каждое задание в отдельном файле и отправь на проверку (всего получится 3 файла).

1. Опишите на языке Пролог-Д состав своей семьи или иными словами множество людей принадлежащих вашей семье (можно создать только мужскую или женскую линию). Создай не менее 2-х вопросов к базе знаний.

2. Составьте базу знаний, описывающую множество стран Европы, Количество стран не менее 10. Составьте не менее 2-х вопросов к базе знаний.

3. Попробуйте записать с помощью языка Пролог-Д следующие правила (в отдельном файле!):

- Если животное имеет волосы, то это животное млекопитающее;

- Если животное имеет перья, то это животное птица;

- Если животное может летать и откладывает яйца, то это животное птица;

- Если животное ест мясо, то это животное хищник;

- Если животное имеет острые зубы и животное имеет когти и его глаза смотрят вперед, то это животное хищник;

- Если животное млекопитающее и имеет копыта, то это животное парнокопытное;

- Если животное млекопитающее и жует жвачку, то это животное парнокопытное;

- Если животное млекопитающее и это животное хищник и это животное желто-коричневого цвета и это животное имеет темные пятна, то это животное гепард;

- Если животное млекопитающее и это животное хищник и это животное желто-коричневого цвета и это животное имеет темные полосы, то это животное тигр;

- Если животное является парнокопытным и имеет длинную шею и имеет длинные ноги и имеет черные пятна, то это животное жираф;

- Если животное является парнокопытным и имеет черные полосы, то это животное зебра.

Всего вместе с примером из текста будет дюжина правил. Они нам пригодится позже. Сохраните их на диске, предварительно проверив синтаксическую правильность выражений.