CLIPS v6.1 Resumen. Universidad Carlos III de Madrid Departamento de Informática docweb/

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1 1 CLIPS v6.1 Resumen Raquel Fuentetaja Pizán Susana Fernández Arregui Universidad Carlos III de Madrid Departamento de Informática docweb/

2 2 1. Introducción 2. Hechos 3. Reglas 4. Funciones 5. Marcos CLIPS v6.1 Resumen

3 Introducción Clips 3 CLIPS: C Language Integrated Production System Programado en C Comunicación con otros lenguajes: C y Ada Similitudes con LISP y C Desarrollado por Software Technology Branch (STB) NASA desde 1986 Combina elementos de los paradigmas de lenguajes declarativos, funcionales y orientados a objetos

4 Introducción Intérprete de comandos 4 $ clips $ clips -f nombrefichero, nombrefichero fichero con comandos CLIPS Recomendación: Utilizar emacs o xemacs, hacer dos buffers en uno tener el fichero.clp y en el otro abrir un shell con clips Cuando aparece el prompt CLIP S > introducir comandos para evaluar Distingue entre mayúsculas y minúsculas Clips tiene muchos comandos implementados: (load nombrefichero), (reset), (run), (clear)...

5 Introducción Expresiones 5 La sintaxis de las expresiones es prefija Una expresión es una serie de campos delimitados por paréntesis Ejemplo: (+ 1 (* 2 3)) En modo interactivo CLIPS evalúa las expresiones: CLIP S > (+ 1 2 (* 3 4 )) 15 CLIP S > Algunas funciones y operadores matemáticos disponibles: + - / * mod div sqrt round integer

6 Introducción Tipos de datos 6 NUMBER - INTEGER - FLOAT STRING. Ejemplo: Esto es un string - Para incluir comillas en una cadena hay que usar \ - Para incluir \ en una cadena hay que usar \\ SYMBOL. Ejemplo: luis, luis-gil, EXTERNAL-ADDRESS FACT-ADDRESS INSTANCE-NAME INSTANCE-ADDRESS

7 7 1. Introducción 2. Hechos 3. Reglas 4. Funciones 5. Marcos CLIPS v6.1 Resumen

8 Hechos Facts 8 Elementos básicos de conocimiento Pueden tener un campo o varios. El primer campo suele representar una relación entre los restantes: (hola) (alumnos Juan Pedro Luis) (edad 14) (color silla verde) Campos sin valor: nil. Ej. (color silla nil) Ordenados y no ordenados (plantillas o templates) A cada hecho CLIPS asigna automáticamente un identificador único (fact-index). Por ejemplo f-10

9 Hechos Comandos sobre hechos 9 (facts) : Para ver el contenido de la base de hechos (fact-list) (assert hecho) : Para añadir hechos a la base de hechos (retract indice-hecho) : Para eliminar hechos de la base de hechos (reset) : Elimina todos los hechos de la memoria de trabajo, elimina las activaciones de la agenda y restaura las condiciones iniciales: - Añade initial-fact e initial-object - Añade los hechos y ejemplares iniciales, definidos con deffacts y definstances - Añade las variables globales con su valor inicial (clear) : Elimina todos los hechos y construcciones de la memoria de trabajo

10 Hechos Hechos iniciales 10 deffacts: Para definir los hechos iniciales Los hechos iniciales se añaden a la base al hacer (reset) - CLIP S > (deffacts padres padres iniciales (padre-de Luis Antonio) (padre-de Luis Maria) (padre-de Antonio Juan)) - CLIP S > (reset) - CLIP S > (facts) f-0 (initial-fact) f-1 (padre-de Luis Antonio) f-2 (padre-de Luis Maria) f-3 (padre-de Antonio Juan)

11 Hechos Plantillas o templates 11 Permiten asignar un nombre a cada campo. El orden de los slots no tiene importancia Se declaran con deftemplate (deftemplate <nombre-plantilla> [<comentario>] <descripcion-de-slot1>... <descripcion-de-slotn>) Los slots se definen por un nombre y sus atributos (facetas). Por defecto CLIPS les asigna un valor. (deftemplate robot (slot bandeja (type SYMBOL) (allowed-values LLENA VACIA) (default VACIA)) ) Pueden almacenar un único valor slot o varios multislot

12 Hechos Atributos o facetas 12 Los atributos de un slot pueden ser de dos tipos - De restricción type tipo : determina el tipo de datos del slot allowed-values valores: limita al conjunto de valores los que se pueden asignar range rango : limita los valores posibles al rango indicado - De valor default valor: valor por omisión al slot Se puede forzar al usuario a que indique un valor (?NONE) Se puede indicar que sea CLIPS quien determine el valor por omisión de un slot en función de las restricciones aplicadas siguiendo una serie de reglas con el atributo?derive Además de assert y retract se pueden modificar con modify (modify direccion-hecho (nombre-atributo nuevo-valor)* )

13 Hechos Ejemplo 13 (deftemplate fichado (slot nombre (type STRING) (default?none)) (slot edad (type INTEGER) (range 1 100) (default?none)) (slot condicion (type SYMBOL) (allowed-values inocente sospechoso imputado condenado antecedentes) (default inocente)) (slot clase (type SYMBOL) (allowed-values media baja alta) (default?derive)) )

14 Hechos Ejemplo 14 Insertar hechos diferentes de tipo fichado: (assert (fichado (nombre Carlos ) (edad 28) (condicion sospechoso))) (assert (fichado (nombre Pepe ) (edad 18) (clase alta))) (assert (fichado (nombre Juan ))) (assert (fichado (nombre Juan ))) FALSE CLIPS>(facts) f-0 (initial-fact) f-1 (fichado (nombre Carlos ) (edad 28) (condicion sospechoso) (clase media)) f-2 (fichado (nombre Pepe ) (edad 18) (condicion inocente) (clase alta)) f-3 (fichado (nombre Juan ) (edad 1) (condicion inocente) (clase media)) For a total of 4 facts CLIPS>(assert (fichado)) [TMPLTRHS1] Slot nombre requires a value because of its (default?none) attribute.

15 15 1. Introducción 2. Hechos 3. Reglas 4. Funciones 5. Marcos CLIPS v6.1 Resumen

16 Reglas Sintaxis 16 (defrule <nombre-regla> [<documentacion-opcional>] [(declare (salience <numero>))] <premisa-o-elemento-de-condicion>* <accion>* Ejemplo: (defrule ascendencia detecta los antepasados obvios (padre-de Luis Pedro) (assert (antepasado-de Luis Pedro))) Si no hay elementos de condición se usa initial-fact: (defrule regla-inicial (assert (antepasado-de Luis Pedro)))

17 Reglas Variables 17 El uso de variables?<nombre-variable>,?$<nombre-variable> hace las reglas más generales (defrule ascendencia detecta los antepasados obvios (declare (salience 2)) (padre-de?x?y) (assert (antepasado-de?x?y)) ) (defrule genera-escenas (declare (salience 20)) (lista $?l) (assert (un-hecho-de-la-lista (nth$ 1 $?l))) )

18 Reglas Elementos de condición (LHS) 18 Patrones: Consulta a la fact-list preguntando por la existencia de hechos determinados (dato 1 azul rojo) (persona (nombre?n) (amigos $?A) (edad 30)) Direcciones de hechos: Almacenar direcciones de hechos en variables?p (persona (nombre?n) (amigos $?A) (edad 30)) Test: Comprobar el cumplimiento de alguna condición (test (>= (abs (-?y?x)) 3)) Not: Preguntar por la NO existencia de determinados hechos en la fact-list (not (dato rojo?x?x))

19 Reglas Acciones o efectos (RHS) 19 assert: Para incorporar un hecho en la fact-list (assert dato 1 azul rojo)) retract: Para eliminar un hecho de la fact-list (defrule eliminar-estado-valvula?f1 (estado (valvula?x)) (retract?f1) ) modify: Para modificar un hecho de la fact-list. Equivalente a hacer un retract y un assert. Sólo para plantillas (defrule cambiar-estado-valvula?f1 (estado (valvula abierta)) (modify?f1 (valvula cerrada)))

20 Reglas Acciones 20 Parada: Para parar la ejecución del sistema: (halt) bind: Asignación de valor a variables (bind?x (*?Y 2)) Funciones de entrada/salida: open, close, printout, read, readline Otras funciones

21 Reglas Comandos para reglas 21 Al definir reglas ya existentes, la primera regla se borra (list-defrules): Para ver las reglas definidas (ppdefrule <nombre-de-regla>): Para ver la definición de una regla (undefrule <nombre-de-regla>): Para eliminar una regla (undefrule *): Para eliminar todas las reglas

22 Reglas Ejecución de reglas 22 Las activaciones de reglas se mantienen en la agenda La colocación de una regla en la agenda se realiza según su prioridad y la estrategia de resolución de conflictos definida (agenda): Para ver el contenido de la agenda (run): Para ejecutar las reglas seguidas (run <veces>): Para ejecutar <veces> reglas (matches <nombre-regla>): Para ver que hechos se equiparan con los patrones de una regla

23 Reglas Depuración de programas 23 (watch <item>) : Observación de la evolución de los componentes del sistema all compilations statistic messages deffunctions rules facts activations (unwatch <item>): Para desactivar el modo de observación (dribble-on/off <nombre-fichero>): Para grabar en un fichero la evolución del diálogo usuario-clips set-break y remove-break: Para poner y quitar un breakpoint en la regla que se les pasa como argumento (run <numero-de-reglas-a-disparar>): Ejecutar paso a paso (matches <nombre-regla>): Para ver que hechos se equiparan con los patrones de una regla

24 Reglas Estrategias de resolución de conflictos 24 Se seleccionan con el comando: (set-strategy <estrategia>) depth: (Profundidad). Las nuevas activaciones se sitúan por encima de las de igual prioridad. Es la estrategia por omisión breadth: (Amplitud). Las nuevas activaciones se sitúan por debajo de las de igual prioridad simplicity: Las nuevas activaciones se sitúan por encima de las activaciones con igual o mayor especificidad complexity: Las nuevas activaciones se sitúan por encima de las activaciones con igual o menor especificidad random: Aleatoria. A cada activación se le asigna un número aleatorio para determinar su orden en la agenda.

25 25 1. Introducción 2. Hechos 3. Reglas 4. Funciones 5. Marcos CLIPS v6.1 Resumen

26 Funciones Funciones de Entrada/Salida 26 Abrir un fichero: open (open nombre-fichero nombre-canal-asignado modo-acceso) Cerrar un fichero: close (close nombre-canal) Modos de acceso: r sólo lectura w sólo escritura r+ lectura y escritura a escritura al final de fichero (append) Canales predefinidos: stdin, stdount, werror Leer de un canal: read. Devuelve el primer símbolo que encuentre (read <nombre-canal>)

27 Funciones Escritura 27 Por pantalla: (printout t texto literal?v1 más texto?v2 crlf) En fichero: (defglobal?*file* = ) (defrule estado-inicial (declare (salience 3000)) (unwatch all) (set-strategy random) (open cuento.txt?*file* a ) (printout?*file* EMPIEZA EL CUENTO crlf))

28 Funciones Funciones de comparación y lógicas 28 Las siguientes funciones comparan sus argumentos y devuelven un valor lógico TRUE o FALSE eq TRUE si los valores de las expresiones argumento son iguales en valor y tipo neq TRUE si alguno de los valores de las expresiones argumento es distinto Las funciones =, <>, <, >, <=, >= presuponen argumentos numéricos Las funciones lógicas usan argumentos lógicos y devuelven un valor lógico and TRUE si todos los valores de las expresiones argumento son TRUE or TRUE si alguno de los valores de las expresiones argumento es TRUE not TRUE si el valor de la expresión argumento es TRUE

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30 Marcos Definición 30 Se declaran con defclass: (defclass <nombre-plantilla> (is-a <clase-padre>) <propiedades de la clase> <descripcion-de-slot1>... <descripcion-de-slotn>) Slot igual que en las plantillas. Algunos atributos propios (create-accesor read-write). Para poder modificarlo (source composite). Hereda todas las facetas del mismo slot que el padre. Redefinir slots Propiedades de la clase: (role abstract/concrete), (pattern-match non-reactive/reactive) CLIPS tiene 17 clases definidas. Todas abstractas (no se pueden crear instancias directas) menos INITIAL-OBJECT

31 Marcos Ejemplo1 31 ;; Definicion de la clases SECUENCIA (defclass SECUENCIA (is-a INITIAL-OBJECT) (slot id (type INTEGER) (create-accessor read-write)) (slot gliterario (type SYMBOL) (default CUENTO) (create-accessor read-write)) (multislot lista (type SYMBOL) (create-accessor read-write))) (definstances secuencias ([sec1] of SECUENCIA (id 1) (gliterario cuento) (lista INTRODUCCION PROBLEMA MANDATO ALEJAMIENTO)))

32 Marcos Ejemplo2 32 ;; Definición de la clase abstracta (no se pueden generar instancias de ella) ESCENA (defclass ESCENA (is-a INITIAL-OBJECT) (role abstract) (pattern-match non-reactive) (slot orden (create-accessor read-write) (range 1 10) (type INTEGER))) ;; Definición de las claeses hijas de ESCENA (defclass INTRODUCCION (is-a ESCENA) (role concrete) (pattern-match reactive) (slot primitiva (create-accessor read-write) (type SYMBOL)) (slot orden (source-composite) (default 8)))

33 Marcos Comandos 33 make-instance: añade una instancia a la base de hechos (make-instance of INTRODUCCION (primitiva ESTAR)) unmake-instance: quita la instancia de la base de hechos (unmake-instance?ins) modify-instance: borra y crea instancias de la base de hechos (modify-instance?ins (orden 7)) instances: muestra las instancias de la base de hechos [gen1] of INTRODUCCION (send [gen1] print): para ver valor de los slots

34 Marcos Reglas 34 (defrule genera-escenas?control (control (paso 1) (secuencia?id) (total-escenas?tot& 0) (escena?es&:(<=?es?tot)))?secuencia (object (is-a SECUENCIA) (lista $?lista) (id?id)) (bind?clase (nth$?es $?lista)) (printout t Escena?es çlase,?clase crlf) (make-instance of?clase (orden?es)) (modify-instance?secuencia (id 0)) (unmake-instance?secuencia) (modify?control (escena (+ 1?es))))