人工智能-球星產生式系統實驗報告

實驗目的

1. 理解生產式系統結構原理與實際應用。
2. 掌握生產式規則表示及規則庫組件的實現方法。
3. 熟悉和掌握生產式系統的運行機制，掌握基於規則推理的基本方法。

實驗原理

       產生式系統用來描述若干個不一樣的以一個基本概念爲基礎的系統，這個基本概念就是產生式規則或產生式條件和操做對。在產生式系統中，論域的知識分爲兩部分：用事實表示靜態知識；用產生式規則表示推理過程和行爲。

實驗內容

1. 創建本身的生產式系統（包括規則庫和事實），而後進行推理，便可以本身選擇事實，並基於原有的規則和輸入的事實進行推理。
2. 建造球星識別系統，根據輸入的球星特徵判斷是哪一位球星或給出相應的回答。
3. 算法設計

首先創建事實庫

　　事實庫是程序開始的時候直接選擇的，根據用戶的須要選擇，即要求用戶選擇球星的特徵進行識別。若是未識別出來，則提示輸入有誤。

　　球星的特徵以下：

球星特徵

西部第八	西部第三	東部第四	東部第一	西部第一
火箭隊	雷霆隊	騎士隊	熱火隊	勇士隊
35號	13號	12號	30號	3號	23號
前鋒	後衛	中鋒
杜蘭特	哈登	霍華德	庫裏	韋德	詹姆斯

 

創建靜態規則庫

　　即創建產生式規則，採用產生中間試試的方法，便於創建和使用規則。

　　爲了方便設計，咱們把要是別的球星限制在6個，這樣所需的產生式規則就比較少，本算法一共有11種規則：

　　　　R1：若是是西部第八，則球星爲火箭隊。

　　　　R2：若是是西部第三，則球星是雷霆隊。

　　　　R3：若是是東部第一，則球星是騎士隊。

　　　　R4：若是是東部第四，則球星是熱火隊。

　　　　R5：若是是西部第一，則球星是勇士隊。

　　　　R6：若是是雷霆隊，且爲35號且爲前鋒，則球星爲杜蘭特。

　　　　R7：若是是火箭隊，且爲13號且爲後衛，則球星爲哈登。

　　　　R8：若是是火箭隊，且爲12號且爲中鋒，則球星爲霍華德。

　　　　R9：若是是勇士隊，且爲30號且爲後衛，則球星爲庫裏。

　　　　R10：若是是熱火隊，且爲3號且爲後衛，則球星爲韋德。

　　　　R11：若是是騎士隊，且爲23號且爲前鋒，則球星爲詹姆斯。

正向推導過程

　　從已知事實出發，經過規則庫求得結論，或者成爲數據驅動方式，推理過程爲：

        規則集中的規則前件與事實庫中的事件進行匹配，獲得符合要求的規則集，將規則集的後件替換到新的事實集做爲一條新的事實集，重複這個過程，知道達到最終目標。

實驗結果及分析

　　好比：西部第八    12號      中鋒。則系統推理過程以下：

        　　事實集爲 西部第八 12號 中鋒。

        　　先從規則庫中匹配R1，事實集變爲 火箭隊 12號 中鋒。

        　　再次匹配規則集R8，得到球星霍華德。

程序運行效果及關鍵代碼

　　

　　

　　

 

        /**
         * 初始化規則庫
         * 每條規則爲一個數組
         * 數組最後一個元素爲結果，其他元素爲條件
         **/
        ArrayList mRule1 = new ArrayList() { "西部第八", "火箭隊" };
        ArrayList mRule2 = new ArrayList() { "西部第三", "雷霆隊" };
        ArrayList mRule3 = new ArrayList() { "東部第一", "騎士隊" };
        ArrayList mRule4 = new ArrayList() { "東部第四", "熱火隊" };
        ArrayList mRule5 = new ArrayList() { "西部第一", "勇士隊" };
        ArrayList mRule6 = new ArrayList() { "雷霆隊", "35號", "前鋒", "杜蘭特" };
        ArrayList mRule7 = new ArrayList() { "火箭隊", "13號", "後衛", "哈登" };
        ArrayList mRule8 = new ArrayList() { "火箭隊", "12號", "中鋒", "霍華德" };
        ArrayList mRule9 = new ArrayList() { "勇士隊", "30號", "後衛", "庫裏" };
        ArrayList mRule10 = new ArrayList() { "熱火隊", "3號", "後衛", "韋德" };
        ArrayList mRule11 = new ArrayList() { "騎士隊", "23號", "前鋒", "詹姆斯" };        

 

 for (int i = 0; i <= mR.Count - 2; i++)
                {
                    bool t = ((IList)userChoose).Contains(mR[i]);
                    if (t)
                    {
                        zhong.Add(mR[i]);
                        ruleStr = ruleStr + "evidence('" + mR[i].ToString() + "')";
                    }
                    if (t && i == mR.Count - 2)
                    {
                        for (int j = 0; j < zhong.Count; j++)
                        {
                           userChoose.Remove(zhong[j]);
                        }
                        userChoose.Add(mR[mR.Count - 1]);
                        if (mR[mR.Count - 1].ToString() == "火箭隊" || mR[mR.Count - 1].ToString() == "雷霆隊" || mR[mR.Count - 1].ToString() == "騎士隊" || mR[mR.Count - 1].ToString() == "熱火隊" || mR[mR.Count - 1].ToString() == "勇士隊")
                        {
                            ruleStr = "itIs('" + mR[mR.Count - 1].ToString() + "'):-" + ruleStr;
                        }
                        else
                        {
                            ruleStr = "starIs(" + mR[mR.Count - 1].ToString() + "):-" + ruleStr;
                        }
                        zhong.Clear();
                        ruleStrs = ruleStrs +"\n"+ ruleStr ;
                    }
                    if (!t)
                    {
                        zhong.Clear();
                        ruleStr = "";
                        break;
                    }
                }

實驗總結

       本系統的規則庫是靜態的，不能很好的進行增刪改操做，這使得在規則的狀況下不能及時改變，可是該系統已經能基本知足，對輸入的事實給出相應的回答，判斷是那個球星。理解了生產式系統結構原理與實際應用。可以掌握生產式規則表示及規則庫組件的實現方法。熟悉和掌握了生產式系統的運行機制，掌握了基於規則推理的基本方法。