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ESCUELA SUPERIOR POLITÉCNICA AGROPECUARIA DE MANABÍ
MANUEL FÉLIX LÓPEZ
CARRERA INFORMÁTICA
SEMESTRE:OCTAVO PERÍODO ABR-SEPT/2015
TRABAJO DE INVESTIGACIÓN
TEMAS:
 USO DE HERRAMIENTAS CLIPS
 INTRODUCCIÓN
 MEMORIA DE TRABAJO
 BASE DE CONOCIMIENTO
 MOTOR INFERENCIA
AUTORES:
ALCIDES R. LOOR ALCÍVAR
ENA K. MENDOZA MARCILLO
RICARDO R. RODRIGUEZ RENJIFO
CATEDRATICO:
ING. JAVIER LOPEZ
CALCETA, JULIO DEL 2015
INTRODUCCIÓN
¿QUÉ ES CLIPS?
CLIPS (C Language Integrated Production System) es una herramienta para el
desarrollo de sistemas expertos (SE) creada por la Software Technology Branch
(STB), NASA/Lyndon B. Johnson Space Center. Los orígenes de CLIPS se
remontan a 1984. (Sánchez 2012).
 Se diseñó para facilitar el desarrollo de software que modele el
conocimiento humano:
 Con propósitos específicos: alta portabilidad, bajo coste, y facilidad de
integración.
 CLIPS permite integración completa con otros lenguajes de programación
como C o Ada.
 Puede ser llamado desde un lenguaje procedural, realizando su función y
devolver el control al programa que le llamó.
 También se puede definir código procedural como funciones externas
llamadas desde CLIPS. Cuando el código externo finaliza su ejecución
devuelve el control a CLIPS.
REPRESENTACIÓN DEL CONOCIMIENTO
CLIPS ofrece paradigmas heurísticos y procedurales para representar el
conocimiento. (Valencia 2012).
CONOCIMIENTO HEURÍSTICO: REGLAS
 Las reglas se utilizan para representar heurísticos que especifican un
conjunto de acciones a realizar para una situación dada.
 El creador del SE define una colección de reglas que, en conjunto,
resuelven un problema.
 Se puede pensar que las reglas son como sentencias IF-THEN de
lenguajes procedurales como C o Ada. Sin embargo, las reglas actúan
más bien como sentencias SIEMPRE QUE-ENTONCES.
CONOCIMIENTO PROCEDURAL: FUNCIONES Y OBJETOS
Este tipo de conocimiento se expresa mediante funciones definidas por el usuario
(deffunctions), funciones genéricas y la programación orientada a objetos (POO).
Ésta en CLIPS soporta las cinco características generalmente aceptadas: clases,
mensajes, abstracción, encapsulamiento, herencia y polimorfismo. Es posible
desarrollar software utilizando sólo reglas, sólo objetos, o una mezcla de ambos.
(Hernández 2010).
ESTRUCTURA DE UN PROGRAMA CLIPS
El Shell (parte de CLIPS que realiza inferencias o razonamiento) provee los
elementos básicos de un SE:
 Memoria global de datos (memoria de trabajo, MT): conocimiento factual
(fact-liste instance-list).
 Base de conocimiento (knowledge base): contiene las reglas de la base
de reglas.
 Motor de inferencia (inference engine): controla la ejecución global de las
reglas: decide qué reglas deben ejecutarse y cuándo.
MEMORIA DE TRABAJO
Todos los elementos de la memoria de trabajo (MT) son entidades que
corresponden o bien a hechos o bien a instancias de una clase de objetos. La
MT consta de una lista de hechos (fact-list) y de una lista de instancias (instance
list). (Sánchez 2012).
ELEMENTOS BÁSICOS DE PROGRAMACIÓN: TIPOS DE
DATOS, FUNCIONES Y CONSTRUCTORES
CLIPS proporciona tres elementos básicos para escribir programas:
 Tipos primitivos de datos: para representar información.
 Funciones: para manipular los datos.
 Constructores: para añadir conocimiento a la BC.
TIPOS PRIMITIVOS DE DATOS
También llamados valores de un único campo:
INFORMACIÓN SIMBÓLICA
 Símbolos (SYMBOL): cualquier secuencia de caracteres ASCII
imprimibles.
 Cadenas de caracteres (STRING): un conjunto de cero o más caracteres
ASCII imprimibles encerrados entre comillas dobles (").
INFORMACIÓN NUMÉRICA
 Enteros (INTEGER).
 Coma flotante (FLOAT).
DIRECCIONES (DE LA MT CADA ELEMENTO DE LA MT TIENE SU
DIRECCIÓN)
 Externa (EXTERNAL-ADDRESS): dirección de una estructura de datos
externa devuelta por alguna función (escrita en otro lenguaje, como C o
Ada) que ha sido integrada con CLIPS.
 De hechos (FACT-ADDRESS).
 De instancias (INSTANCE-ADDRESS).
FUNCIONES
Una función es un fragmento de código ejecutable (identificado por un nombre)
que devuelve un valor o que tiene un efecto lateral útil. Distinguiremos ambos
tipos de funciones denominando comandos o acciones a aquellas funciones que
no devuelven valores, pero que generalmente tendrán algún efecto lateral útil.
(Valencia 2012).
CONSTRUCTURES
Son estructuras sintácticas identificadas por una palabra reservada del lenguaje
que permiten definir funciones, reglas, hechos, clases, etc., que alteran el
entorno de CLIPS añadiéndolas a la base de conocimiento. Los constructores no
devuelven ningún valor. Su sintaxis también es similar a la definición de
funciones. (Hernández 2012).
BASE DE CONOCIMIENTO
Una regla consta de un antecedente -también denominado parte “si” o parte
izquierda de la regla (LHS)1 - y de un consecuente -también denominado parte
“entonces” o parte derecha de la regla (RHS)2.
El antecedente está formado por un conjunto de condiciones –también
denominadas elementos condicionales (EC)- que deben satisfacerse para que la
regla sea aplicable. (Existe un and implícito entre todas las condiciones en la
parte izquierda de la regla). (Valencia 2012).
MOTOR INFERENCIA
CICLO BASICO:
1. Si se ha alcanzado el número de ciclo de desencadenamiento expresados
o no hay foco actual, entonces PARAR. Si no, seleccionar para ejecutar
la regla tope de la agenda del módulo actual. Si no hay reglas en dicha
agenda, entonces eliminar el foco actual de la pila de focos y actualizar al
siguiente de la pila. Si la pila de focos está vacía, entonces PARAR, si no
ejecutar 1 de nuevo.
2. Se ejecutan las acciones de la parte derecha de la regla seleccionada.
Incrementar el nº de reglas desencadenadas. Si se usa return, entonces
eliminar el foco actual de la pila de focos.
3. Como resultado de 2., se activan o desactivan nuevas reglas.
Las reglas activadas se sitúan en la agenda del módulo en el que están
definidas. La situación concreta depende de la prioridad de la regla
(salience) y de la estrategia de resolución de conflictos actual. Las reglas
desactivadas salen de la agenda.
4. Si se utiliza prioridad dinámica (dynamic salience), entonces se reevalúan
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  • 1. ESCUELA SUPERIOR POLITÉCNICA AGROPECUARIA DE MANABÍ MANUEL FÉLIX LÓPEZ CARRERA INFORMÁTICA SEMESTRE:OCTAVO PERÍODO ABR-SEPT/2015 TRABAJO DE INVESTIGACIÓN TEMAS:  USO DE HERRAMIENTAS CLIPS  INTRODUCCIÓN  MEMORIA DE TRABAJO  BASE DE CONOCIMIENTO  MOTOR INFERENCIA AUTORES: ALCIDES R. LOOR ALCÍVAR ENA K. MENDOZA MARCILLO RICARDO R. RODRIGUEZ RENJIFO CATEDRATICO: ING. JAVIER LOPEZ CALCETA, JULIO DEL 2015
  • 2. INTRODUCCIÓN ¿QUÉ ES CLIPS? CLIPS (C Language Integrated Production System) es una herramienta para el desarrollo de sistemas expertos (SE) creada por la Software Technology Branch (STB), NASA/Lyndon B. Johnson Space Center. Los orígenes de CLIPS se remontan a 1984. (Sánchez 2012).  Se diseñó para facilitar el desarrollo de software que modele el conocimiento humano:  Con propósitos específicos: alta portabilidad, bajo coste, y facilidad de integración.  CLIPS permite integración completa con otros lenguajes de programación como C o Ada.  Puede ser llamado desde un lenguaje procedural, realizando su función y devolver el control al programa que le llamó.  También se puede definir código procedural como funciones externas llamadas desde CLIPS. Cuando el código externo finaliza su ejecución devuelve el control a CLIPS. REPRESENTACIÓN DEL CONOCIMIENTO CLIPS ofrece paradigmas heurísticos y procedurales para representar el conocimiento. (Valencia 2012). CONOCIMIENTO HEURÍSTICO: REGLAS  Las reglas se utilizan para representar heurísticos que especifican un conjunto de acciones a realizar para una situación dada.  El creador del SE define una colección de reglas que, en conjunto, resuelven un problema.  Se puede pensar que las reglas son como sentencias IF-THEN de lenguajes procedurales como C o Ada. Sin embargo, las reglas actúan más bien como sentencias SIEMPRE QUE-ENTONCES.
  • 3. CONOCIMIENTO PROCEDURAL: FUNCIONES Y OBJETOS Este tipo de conocimiento se expresa mediante funciones definidas por el usuario (deffunctions), funciones genéricas y la programación orientada a objetos (POO). Ésta en CLIPS soporta las cinco características generalmente aceptadas: clases, mensajes, abstracción, encapsulamiento, herencia y polimorfismo. Es posible desarrollar software utilizando sólo reglas, sólo objetos, o una mezcla de ambos. (Hernández 2010). ESTRUCTURA DE UN PROGRAMA CLIPS El Shell (parte de CLIPS que realiza inferencias o razonamiento) provee los elementos básicos de un SE:  Memoria global de datos (memoria de trabajo, MT): conocimiento factual (fact-liste instance-list).  Base de conocimiento (knowledge base): contiene las reglas de la base de reglas.  Motor de inferencia (inference engine): controla la ejecución global de las reglas: decide qué reglas deben ejecutarse y cuándo. MEMORIA DE TRABAJO Todos los elementos de la memoria de trabajo (MT) son entidades que corresponden o bien a hechos o bien a instancias de una clase de objetos. La MT consta de una lista de hechos (fact-list) y de una lista de instancias (instance list). (Sánchez 2012). ELEMENTOS BÁSICOS DE PROGRAMACIÓN: TIPOS DE DATOS, FUNCIONES Y CONSTRUCTORES CLIPS proporciona tres elementos básicos para escribir programas:  Tipos primitivos de datos: para representar información.  Funciones: para manipular los datos.  Constructores: para añadir conocimiento a la BC.
  • 4. TIPOS PRIMITIVOS DE DATOS También llamados valores de un único campo: INFORMACIÓN SIMBÓLICA  Símbolos (SYMBOL): cualquier secuencia de caracteres ASCII imprimibles.  Cadenas de caracteres (STRING): un conjunto de cero o más caracteres ASCII imprimibles encerrados entre comillas dobles ("). INFORMACIÓN NUMÉRICA  Enteros (INTEGER).  Coma flotante (FLOAT). DIRECCIONES (DE LA MT CADA ELEMENTO DE LA MT TIENE SU DIRECCIÓN)  Externa (EXTERNAL-ADDRESS): dirección de una estructura de datos externa devuelta por alguna función (escrita en otro lenguaje, como C o Ada) que ha sido integrada con CLIPS.  De hechos (FACT-ADDRESS).  De instancias (INSTANCE-ADDRESS). FUNCIONES Una función es un fragmento de código ejecutable (identificado por un nombre) que devuelve un valor o que tiene un efecto lateral útil. Distinguiremos ambos tipos de funciones denominando comandos o acciones a aquellas funciones que no devuelven valores, pero que generalmente tendrán algún efecto lateral útil. (Valencia 2012).
  • 5. CONSTRUCTURES Son estructuras sintácticas identificadas por una palabra reservada del lenguaje que permiten definir funciones, reglas, hechos, clases, etc., que alteran el entorno de CLIPS añadiéndolas a la base de conocimiento. Los constructores no devuelven ningún valor. Su sintaxis también es similar a la definición de funciones. (Hernández 2012). BASE DE CONOCIMIENTO Una regla consta de un antecedente -también denominado parte “si” o parte izquierda de la regla (LHS)1 - y de un consecuente -también denominado parte “entonces” o parte derecha de la regla (RHS)2. El antecedente está formado por un conjunto de condiciones –también denominadas elementos condicionales (EC)- que deben satisfacerse para que la regla sea aplicable. (Existe un and implícito entre todas las condiciones en la parte izquierda de la regla). (Valencia 2012). MOTOR INFERENCIA CICLO BASICO: 1. Si se ha alcanzado el número de ciclo de desencadenamiento expresados o no hay foco actual, entonces PARAR. Si no, seleccionar para ejecutar la regla tope de la agenda del módulo actual. Si no hay reglas en dicha agenda, entonces eliminar el foco actual de la pila de focos y actualizar al siguiente de la pila. Si la pila de focos está vacía, entonces PARAR, si no ejecutar 1 de nuevo. 2. Se ejecutan las acciones de la parte derecha de la regla seleccionada. Incrementar el nº de reglas desencadenadas. Si se usa return, entonces eliminar el foco actual de la pila de focos. 3. Como resultado de 2., se activan o desactivan nuevas reglas.
  • 6. Las reglas activadas se sitúan en la agenda del módulo en el que están definidas. La situación concreta depende de la prioridad de la regla (salience) y de la estrategia de resolución de conflictos actual. Las reglas desactivadas salen de la agenda. 4. Si se utiliza prioridad dinámica (dynamic salience), entonces se reevalúan los valores de prioridad de las reglas de la agenda. Ir al paso 1.(Sánchez 2012).