II.11. PROCESSUS DE RAISONNEMENT
C'est lorsque nous avons acquis les connaissances, et nous
devons chercher une bonne manière de représenter toutes ces
connaissances.
Des nombreux formalismes ont été
évoqués pour le faire. Une fois que les connaissances
sont représentées, l'étape suivante concerne son
exploitation. Cette exploitation est assurée par un programme
informatique appelé Moteur d'Inférence. Ce mécanisme
d'exploitation des connaissances est une procédure qui utilise
la méta connaissance pour trier la connaissance utilisable, et
choisir la connaissance à utiliser.
Ou en outre le moteur d'inférence est une
procédure destinée à extraire les connaissances
utilisables et précise la connaissance dont on a besoin d'utiliser pour
un pour cas que nous avons à faire.
Comment représenter la méta-connaissance ?
La méta-connaissance correspond à la connaissance ayant
comme objectif de traiter les formalismes de représentation de
connaissances sur le domaine. Puisque les données
traitées sont des connaissances, on appelle ce type de connaissances
méta-connaissance.
a. le Moteur d'Inférence
Quant au moteur d'Inférence, c'est l'un
d'élément constitutif du système expert qui
représente le coeur même du système. Son rôle
permet de raisonner sur la base de connaissances en exploitant le
formalisme de la représentation des connaissances retenu. Donc le
moteur d'inférence est alimenté par la base de connaissances et
constitue dynamiquement la solution au problème posé en
décidant par exemple de quelles règles de production
déclencher.
Parmi les caractéristiques d'un Moteur
d'Inférence nous avons :
Ø Un cycle de base
Ø Une méthode de chaînage
Le cycle de base
Il comprend 4 phases que nous citons :
ü Phase de sélection
ü Phase de filtrage
ü Phase de la résolution des conflits
ü Phase d'exécution
Toutes ces phases sont bien expliquées dans la partie
ci-dessus au point 3.
Méthode de chainage
D'une manière générale, le moteur
d'inférence d'un système expert fonctionne selon deux
modes :
- Chaîne avant
- Chaîne arrière
Chaînage avant (mode
déductif)
Dans ce mode, le moteur d'inférence raisonne à
partir des faits dont il dispose. Ce raisonnement implique une déduction
de nouveaux faits à partir des faits et des règles connus. On dit
que le système expert fonctionne en chaînage.
La règle :
Si Junior est le fils de Norbert,
Si Norbert est le père de Gérard
Alors Junior est frère de Gérard
Ne peut être en chaînage avant que si les deux
prémisses sont connues et ont pour valeur de vérité vraie
(true). En conséquence, le fait déduit (Junior est le
frère Gérard) est ajouté à la base de faits. Le
processus doit se poursuivre jusqu'à ce que la base de faits soit
saturée c'est-à-dire qu'il n'y ait plus de faits à
déduire.
Soient la base de règles :
R1: a, b - > e
R2: b, d, f - > g
R3: c, b - > d
R4: c, g, i -> j
Et la base de faits initiale :
Faits connus et vrais {a, b, c, i, f}
Le but à atteindre {j}
Si nous considérons dans la phase de résolution
des conflits que les règles sont déclenchées selon l'ordre
d'apparition dans la base de règles, on a la situation
suivante :
Premier cycle
Toutes les règles sont sélectionnées
(chaque règle a au moins un fait connu). Cependant, seules les
règles R1 et R3 ont toutes les prémisses vérifiées.
Elles seront donc déclenchées en tenant compte de l'ordre
d'apparition dans la base de règle. De ce qui précède, on
a :
Sélection : R1, R2, R3,
R4
Filtrage : R1 et R3 constituent
l'ensemble des conflits
Résolution de Conflits : R1 est
déclenchée
Exécution : ajout de e dans la
base de faits. La base de faits devient donc
BF= {a, b, c, i, f, e}
La règle R1 est désactivée afin
d'éviter son déclenchement lors du prochain cycle.
Deuxième cycle
Sélection : R2, R3, R4
Filtrage : R3
Résolution des conflits : R3 est
déclenchée
Exécution : ajout de la
conclusion d dans la base de faits. La base de faits devient
BF= (a, b, c, i, f, e, d)
La règle R3 est désactivée
Troisième cycle
Sélection : R2, R4
Filtrage : R2
Résolution des conflits : R2 est
déclenchée
Exécution : ajout de g dans la
base de faits. La base de faits devient
BF = {a, b, c, i, f, e, d, g}
La règle R2 est désactivée
Quatrième cycle
Sélection : R4
Filtrage : R4
Résolution des conflits : R4 est
déclenchée
Exécution : ajout de j dans la
base de faits. La base de faits devient
BF = {a, b, c, i, f, e, d, g, j}
La règle R4 est désactivée
Le but est atteint et le système s'arrête.
Chaînage arrière (mode
inductif)
Dans ce mode, le moteur d'inférence raisonne à
partir des objectifs (buts, hypothèses) fixés. Ce raisonnement
implique la vérification de ces objectifs c'est-à-dire que le
système évalue les valeurs de vérité des buts. On
dit alors que le système expert fonctionne en chainage
arrière.
Le système expert choisit la règle concluant sur
le but à atteindre. Après que la règle ait
été choisie, le système vérifie ses
prémisses. Le but est prouvé ou atteint que si ces
prémisses sont connues c'est-à-dire que ces prémisses
appartiennent à la base de fait, sinon le système
considère ces prémisses inconnues et comme étant des sous
buts qu'il devra prouver. Le processus se poursuit jusqu'à ce que le but
initial soit établi. Notons que ce processus est exprimé par le
graphe « ET/OU » où les noeuds
« OU » représentent l'ensemble des règles
pouvant déduire par un même fait et les noeuds
« ET » représente la conjonction des
prémisses d'une règle.
Ce raisonnement nécessite au préalable un fait
à prouver appelé « but » ou
« hypothèse ». En considérant que le but est
j, le chaînage consiste à évaluer les valeurs de
vérité des faits (prémisses) des règles concluent
sur ces but. Si toutes ces prémisses sont vérifiées, alors
le but est atteint.
Lors du chainage, on peut constater dans certains cas qu'au
moins une prémisse de règle dont la conclusion est le but
nécessite aussi une preuve de la même manière que le but.
Dans ce conditions, ce fait est appelé « sous-but ».
En considérant l'exemple donné en chaînage avant, voyons
à présent comment se présente la situation lors du
chaînage arrière :
Première cycle
Filtrage : l'ensemble de conflits ne
contient qu'une seule règle R4.
Car c'est la seule règle qui conclue sur ce but.
Résolution des conflits : Etant
donné que l'ensemble de conflits ne contient qu'une seule règle,
la règle R4 est choisit. Au cas contraire, on choisit la règle
ayant plus de prémisses connues.
Exécution : Etant donné
que les faits c et i appartiennent à la base de faits initiale, donc ils
sont vrais. Cependant, le but j n'est pas encore prouvé car le fait g
est inconnu. En conséquence, g devient le sous-but à prouver au
prochain cycle.
Deuxième cycle
Filtrage : R2
Résolution des conflits : R2
Exécution : les faits b et f sont
vrais. Ce pendant le fait d est inconnu. D'où il devient le sous-but au
prochain cycle.
Troisième cycle
Filtrage : R3
Résolution des conflits : R3
Exécution : les faits c et b sont
vrais. Donc le sous-but d est prouvé.
Comme le sous-but d est prouvé, donc le sous-but g
prouvé.
Comme le sous-but g est prouvé, donc le but j est
prouvé.
Succès et arrêt du système.
R4
ET
j
i
f
b
c
b
R3
ET
ET
d
R2
g
c
Fig. 3. Graphe ET/OU d'un SE fonctionnant en chainage
arrière
Signalons qu'il existe aussi des systèmes qui
fonctionnent en utilisant ces deux modes de raisonnement. Lorsqu'un
système fonctionne en utilisant ces deux modes de raisonnement, on dit
qu'il fonctionne en chaînage mixte.
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