Estudante: Lucas Pagotto Tonussi
Disciplina: Paradigmas da Programção INE5416-04208 (20132)
Professor: Ricardo Azambuja Silveira
Um sistema especialista é um sistema computacional com uma estratégia de resolução de problemas.
Seguem as linguagens que pesquisamos para interface com o usuário. Todas são ótimas e trabalham bem a abordagem de se fazer ponte entre uma base de conhecimentos em Prolog.
- functional
- imperative
- object-oriented (class-based)
- reflective
- procedural
- data-driven
- generic
- object-oriented
- imperative
- functional
- reflective
- Imperative (procedural)
- Structured
A linguagem escolhida é Python e estou usando pyswip.
- object-oriented
- imperative
- functional
- procedural
- reflective
- object-oriented
- structured
- imperative
- generic
- reflective
- procedural
- functional
- object-oriented
- generic
Base de Conhecimentos
É basicamente uma série de regras e calculos que serão feitas em prolog para resolver problemas que são encontrados por sistemas mais sofísticados mas que não tem tanta firmeza de decisão. E prolog é considerado uma línguagem forte para decisões. Por isso ela é usada para sistemas especialistas e bastante interfaceada para varias linguagens de programação.
IF | <algo acontecer> ; Antecendente
THEN | <faça isso> ; ConsequenciaAs regras precisam associar a evidência sobre o problema. Sob considerações a fim de o sistema especialista tirar conclusões para a linguagem de mais alto nível. Exemplos:
Verifica se o valor da temperatura está regulado corretamente.
%%%%%%%%%%%%
% Limiares %
%%%%%%%%%%%%
cota(CotaSuperior, CotaInferior, X, Result) :-
X > CotaSuperior,
Result is CotaSuperior, !.
cota(CotaSuperior, CotaInferior, X, Result) :-
X < CotaInferior,
Result is CotaInferior, !.
cota(CotaSuperior, CotaInferior, X, Result) :-
X =< CotaSuperior,
X >= CotaInferior,
Result is X, !.
%%%%%%%%%%%
% Decisor %
%%%%%%%%%%%
decisao_tambiente(TemperaturaExterior, TemperaturaMedia, CotaSuperior, CotaInferior, Ajuste, Rendimento, Write) :-
TemperaturaMedia > CotaSuperior,
TemperaturaExterior > CotaSuperior,
cota(CotaSuperior, CotaInferior, TemperaturaMedia, Rendimento),
append("Sistem (Erro): Temperatura exterior muito alta.", "MuitoQuenteException", Write), !.
decisao_tambiente(TemperaturaExterior, TemperaturaMedia, CotaSuperior, CotaInferior, Ajuste, Rendimento, Write) :-
% forca rendimento ficar entre as cotas superior e inferior pelo ajuste em %
TemperaturaMedia < CotaInferior,
TemperaturaExterior < CotaInferior,
cota(CotaSuperior, CotaInferior, TemperaturaMedia, Rendimento),
append("Sistema (Erro): Temperatura exterior muito baixa.","MuitoFrioException", Write), !.
decisao_tambiente(TemperaturaExterior, TemperaturaMedia, CotaSuperior, CotaInferior, Ajuste, Rendimento, Write) :-
% caso contrario procura por um bom rendimento
ajuste(TemperaturaExterior, TemperaturaMedia, Ajuste, Unbounded),
cota(CotaSuperior, CotaInferior, Unbounded, Rendimento),
\+ Unbounded == Rendimento,
append("Sistem (Erro): Ajuste fora dos limites.", "", Write), !.
decisao_tambiente(TemperaturaExterior, TemperaturaMedia, CotaSuperior, CotaInferior, Ajuste, Rendimento, Write) :-
ajuste(TemperaturaExterior, TemperaturaMedia, Ajuste, Unbounded),
cota(CotaSuperior, CotaInferior, Unbounded, Rendimento),
append("Sistem (Decidido): Temperatura ajustada.", "", Write), !.
%%%%%%%%%%%%%%
% Calculador %
%%%%%%%%%%%%%%
ajuste(TemperaturaExterior, TemperaturaMedia, Ajuste, Rendimento) :-
\+ TemperaturaMedia == TemperaturaExterior,
TemperaturaExterior > TemperaturaMedia,
abs(TemperaturaExterior-TemperaturaMedia, TaxaVariacao),
abs(TemperaturaExterior - (TaxaVariacao * (1 - (Ajuste / 100))), Rendimento).
ajuste(TemperaturaExterior, TemperaturaMedia, Ajuste, Rendimento) :-
\+ TemperaturaMedia == TemperaturaExterior,
TemperaturaExterior < TemperaturaMedia,
abs(TemperaturaExterior-TemperaturaMedia, TaxaVariacao),
abs(TemperaturaExterior + (TaxaVariacao * (1 - (Ajuste / 100))), Rendimento).
ajuste(TemperaturaExterior, TemperaturaExterior, Ajuste, Rendimento) :-
TemperaturaMedia == TemperaturaExterior,
Rendimento is TemperaturaExterior.
A máquina de inferências é um programa de computador desenhado para produzir um dicernimento sobre regras. Existem muitos tipos de abordagens lógicas, via lógica proposicional, predicados de ordem >= 1, lógica epistêmica, lógica modal, lógica temporal, lógica fuzzy, lógica probabilistica (implementada por Redes de Bayesianas), dentre outras. A proposicional é mais usada, por ser natural nos seres humanos, e é expressada com silogismos. O sistema especialista que usa tal lógica é também chamado de ordem zero-ésima. Com lógica, o programa é capaz de gerar novas informações vindas do conhecimento na base de regras e informações.
- Base de Conhecimento: Regras IF-THEN-ELSE + Matemática.
- Base de Dados: Dados específicos para o problema.
- Mecânismo de Inferência: O núcleo pensante.
- Interface de Usuário: Faz o diálogo.
Dentro do diretório bindings existe um simples software em python, que trata a temperatura de um quarto de hotel (prédio, casa) imaginando que existem sensores espalhados e o controlador desse sistema consegue ler as informações dos sensores e jogar no computador (software) para que ele resolva, na verdade, ajude a resolver. É um problema simples. Mas do jeito que está construído basta reusar e adicionar mais sensores (mais variaveis problematicas). Aí no caso de mais adicões é preciso ir em intel.pro e adicionar mais calculos para sensores diferentes. Quando o operador por exemplo alguem responsável no hotel cadastra hóspedes eles dizem a temperatura que eles gostariam que fosse o quarto de hóspedes dele. A cadastrante aciona o software e preenche a temperatura que está sendo lida pelos sensores em graus celcius, e depois preenche o ajuste, o ajuste é o quanto pode variar a temperatura em relação a temperatura externa e interna do quarto (pode ser quarto, recipiente, qualquer coisa, depende do contexto). Conforme hospedes são adicionados intel.pro vai sendo requisitado para que seja resolvido por ele o problema da temperatura externa, e interna, porém a interna é baseado numa média das temperaturas que os hóspedes pediram. É bastante simples.
Para usar o software, você precisa:
- Python 2.7.2+
- PySWIP 0.2.2+
- Prolog (Swipl) 5+
python bindings/main.pyAos Dependentes de Windows:
- Copia e cola swipl.dll e renomeia a duplicata para libpl.dll
- Adiciona \pl\bin ao PATH das configurações Windows.
