TabliceDecyzyjne- instrukcja 1, SEMESTR 4, Metody sztucznej inteligencji
[ Pobierz całość w formacie PDF ]Instytut
Podstaw
Konstrukcji
Maszyn
Wydział
Mechaniczny
Technologiczny
MetodySztucznej
Politechnika
l¡ska
Inteligencji
Rok akademicki 2012/13
Instrukcja do ¢wicze« laboratoryjnych
Temat:
Zapisywanieregułwpostaci
tablicdecyzyjnych
Opracował: dr in». P. Chrzanowski
ul.Konarskiego18a
44-100Gliwice
tel.0322371467
fax.0322371360
Gliwice 2013-02-05
- 1/13 -
1.Cel¢wiczenia
Celem ¢wiczenia jest zapoznanie si¦ z najwa»niejszymi zagadnieniami zwi¡zanymi z zapisywa-
niem reguł i definiowaniem tablic decyzyjnych.
2.Wprowadzenieteoretyczne
Jednym ze sposobów reprezentacji wiedzy jest forma opisowa, przedstawiaj¡ca kombinacj¦
działa« i warunków. Prowadzi to do formułowania pyta« lub testów, zbiorów potencjalnych
odpowiedzi i działa« podj¦tych dla danego zbioru odpowiedzi. Do zredukowania niejednoznacz-
no±ci czy ułatwienia interpretacji rozwi¡zywanego problemu, stosowana jest tabelaryczna forma
zapisu warunków oraz działa«. Tablice decyzyjne s¡ tak¡ form¡ zapisu wiedzy umo»liwiaj¡c¡
komputerowe wspomaganie podejmowania decyzji. Stosowane s¡ mi¦dzy innymi do:
opisu zada« przekazywanych innemu człowiekowi,
opisu funkcji wykonywanych przez komputer,
definiowania modułu w programie lub systemie,
wspomagania procesu projektowania,
standaryzacji sposobów komunikacji pomi¦dzyin»ynieramiwiedzy.
Tablice decyzyjne mog¡ by¢ pierwowzorem regułowej reprezentacji wiedzy, jak te» słu»y¢
do badania kompletno±ci (braku/nadmiaru) reguł i ich niesprzeczno±ci.
2.1.Budowatablicdecyzyjnych
W±ród form zapisu tablic decyzyjnych mo»emy wyró»ni¢:
tablice o ograniczonych wej±ciach (LEDT),
tablice o rozszerzonych wej±ciach (EEDT),
tablice o mieszanych wej±ciach (MEDT).
Ogólna posta¢ tablicy decyzyjnej została przedstawiona na Rys.1
obszar opisów warunków
obszar warunków
obszar opisów działa«
obszar działa«
Rysunek 1: Obszary tablicy decyzyjnej
Kolumny znajduj¡ce si¦ z prawej strony tablicy wyznaczaj¡ reguły.Obszarwarunkówza-
wiera zbiór odpowiedzi na pytania znajduj¡ce si¦ wobszarzeopisuwarunków.Obszaropisów
działa«zawiera zbiór wszystkich rozpatrywanych działa«, natomiastobszardziała«zawiera
zbiór działa« nale»¡cych do okre±lonej reguły.
Gliwice 2013-02-05
- 2/13 -
Rys. 2 przedstawia przykładow¡ tablic¦ decyzyjn¡, w której:
wiersze oznaczone symbolem C zawieraj¡ warunki, pytania, testy,
wiersze oznaczone symbolem A zawieraj¡ działania i/lub wnioski,
wiersze oznaczone symbolem E zawieraj¡ wyj±cia,
R
1
R
2
R
3
R
4
C
1
grypa
Y
Y
N
N
C
2
zapalenie płuc
Y
N
Y
N
A
1
terapia 1
X
A
2
terapia 2
X
A
3
terapia 3
X
A
4
terapia 4
X
E
1
stop
X
X
X
X
Rysunek 2: Posta¢ tablicy decyzyjnej
Definicje reguł umieszczone s¡ w kolumnach oznaczonych numerami odR
1
doR
n
. Reguła
zawiera warto±ci warunków, które pozwalaj¡ na rozstrzygni¦cie, czy warunki reguły s¡ uznawane
za spełnione, czy te» nie. Dopuszczalnymi warto±ciami warunków s¡:
Y oznaczaj¡ce odpowied¹ TAK,
N oznaczaj¡ce odpowied¹ NIE,
-" oznaczaj¡ce dowoln¡ warto±¢/odpowied¹ (TAK/NIE) -bezznaczenia.
Kolumna opisuj¡ca reguł¦ mo»e zawiera¢ nast¦puj¡ce oznaczenia działa« (i wyj±¢):
-", je»eli działanie nie ma by¢ wykonywane,
"X", je»eli działanie ma by¢ wykonane. Działania zaznaczone do wykonania s¡ realizo-
wane według kolejno±ci ¹ góry na dół".
Zakłada si¦, »e ka»da reguła posiada dokładnie jedno wyj±cie. Przyjmuje si¦, »e działania
A
1
;A
2
;::;realizowane s¡ w kolejno±ci z góry na dół. Natomiast warto±ci warunków badane
s¡ dla reguł w kolejno±ci z lewej strony na praw¡. Warunkiem koniecznym do uznania tablicy
decyzyjnej za tablice kompletn¡ jest wyst¦powanie ka»dej mo»liwej kombinacji warunkówjeden
itylkojedenraz. W tablicach decyzyjnych (o podstawowej postaci) nie dopuszcza si¦ reguł
pomini¦tych, nadmiarowych oraz reguł sprzecznych.
Tablica decyzyjna posiada kompletny zestaw reguł wtedy, gdy ka»da permutacja dopusz-
czalnych odpowiedzi na pytania jest zawarta dokładnie jeden raz w regule.
2.1.1. Reguła nadmiarowa
Je»eli w tablicy decyzyjnej zostanie zdefiniowana reguła zawieraj¡ca ten sam zbiór warunków
jak inna reguła, oraz ten sam zbiór działa«, wówczas tak¡ reguł¦ nazywa si¦ nadmiarow¡. Na
Gliwice 2013-02-05
- 3/13 -
Rys.3, regułaR
5
jest nadmiarowa wzgl¦dem regułyR
2
. Stan taki jest niedopuszczalny, wobec
czego jedn¡ z reguł nale»y usun¡¢.
R
1
R
2
R
3
R
4
R
5
C
1
Y
Y
N
N
Y
C
2
Y
N
Y
N
N
C
3
Y
N
Y
N
N
A
1
X
-
-
-
-
A
2
-
X
-
-
X
A
3
-
-
X
-
-
A
4
-
-
-
X
-
Rysunek 3: Przykład tablicy decyzyjnej z reguł¡ nadmiarow¡
2.1.2. Reguła sprzeczna (konfliktowa)
Je»eli w tablicy decyzyjnej zostanie zdefiniowana reguła zawieraj¡ca ten sam zbiór warunków
jak inna reguła, a zbiór działa« jest ró»ny wówczas tak¡ reguł¦ nazywa si¦ sprzeczn¡. W
tablicy decyzyjnej przedstawionej na Rys.4, regułaR
5
jest sprzeczna wzgl¦dem regułyR
2
.
R
1
R
2
R
3
R
4
R
5
C
1
Y
Y
N
N
Y
C
2
Y
N
Y
N
N
C
3
Y
N
Y
N
N
A
1
X
-
-
-
-
A
2
-
X
-
-
-
A
3
-
-
X
-
X
A
4
-
-
-
X
-
Rysunek 4: Przykład tablicy decyzyjnej z reguł¡ sprzeczn¡
2.2.Binarnedrzewodecyzyjne
Istnienie reguły sprzecznej i/lub nadmiarowej w zdefiniowanej tablicy decyzyjnej jest bł¦dem
popełnionym przez eksperta ustalaj¡cego zbiór reguł. Gdy liczba warto±ci ka»dego z warunków
wynosi2wówczas liczba reguł wynosi2
N
, gdzieNjest liczb¡ warunków.
W przykładowej tablicy przedstawionej na Rys.2, liczba reguł wynosi2
2
.
W przypadku N-warunkowego drzewa binarnego, którego warunki mog¡ przyjmowa¢ dokładnie
dwie mo»liwe warto±ci/stany TAK lub NIE, liczba reguł np. dlaN=4wynosi16(Rys.5).
Ka»da tablica decyzyjna powinna mie¢ co najmniej jedno wyj±cie. Wyj±cia mog¡ by¢ czasowe
(wyj±cie do innej tablicy), które wprowadza si¦ do zbioru działa« oraz wyj±cia stałe wprowa-
dzone w osobnych wierszach wyj±¢ oznaczonychE
1
,E
2
, ....
Gliwice 2013-02-05
- 4/13 -
Rysunek 5: Przykład binarnego drzewa decyzyjnego dlaN=4warunków
W tablicach decyzyjnych uwzgl¦dnia si¦ równie» odpowied¹bezznaczeniaoznaczan¡ po-
ziom¡ kresk¡, która mo»e by¢ rozpatrywana jakoTAKlubNIE.
Zaleca si¦, by reguły wskazuj¡ce identyczne działania oraz posiadaj¡ce identyczne wyj±cia
były ł¡czone w jedn¡ reguł¦. Ł¡czenie reguł mo»na uzyska¢ mi¦dzy innymi przez wskazanie
warto±ci dowolnej -"w cz¦±ci warunkowej. [1]
2.3.Podstawowecechytablicdecyzyjnych
Przykładowo rozpatrzmy nast¦puj¡c¡ tablic¦ decyzyjn¡:
R
1
R
2
R
3
R
4
C
1
Y
N
-
Y
C
2
Y
-
N
Y
C
3
Y
-
-
N
A
1
X
A
2
X
A
3
X
A
4
X
A
5
X
X
E
1
X
X
X
X
Rysunek 6: Przykład tablicy decyzyjnej
Gliwice 2013-02-05
- 5/13 -
[ Pobierz całość w formacie PDF ]