Introducción al CLIPS

Introducción alCLIPS

C Language Integrated Production System

Recursos de CLIPS• Sitio oficial:

http://www.ghg.net/clips/CLIPS.html• Ejecutables:

http://www.ghg.net/clips/download/executables/• Documentación:

http://www.ghg.net/clips/download/documentation/• Ejemplos:

http://www.ghg.net/clips/download/executables/examples/ • Preguntas Frecuentes:

http://www.ghg.net/clips/CLIPS-FAQ

• Herramienta para SBC desarrollada por la sección de tecnología de software (Software Technology Branch) de la NASA.

• En desarrollo desde 1985

• Portable: Se puede portar a cualquier sistema con compilador ANSI C o C++. Existe en Windows 95/98/NT, MacOS X, y Unix. Se tiene acceso al código fuente para adaptarlo a necesidades.

• Integrable: Se puede integrar con código de otros lenguajes (C, Java, FORTRAN, ADA) y extender mediante protocolos definidos.

• De dominio público.

CLIPS Soporta:

• Programación declarativa: Reglas (con encadenamiento hacia adelante)

• Programación procedimental

• Programación orientada a objetos

Base deConocimientos

(Reglas)

Memoriade Trabajo(Hechos)

Interfaz

Motor de Inferencia

Agenda

• Caracteres no imprimibles (espacio, retorno, tabulador, etc.)• Comillas dobles "• Paréntesis ()• et &• barra vertical |• Menor que, < , puede ser primer caracter de un símbolo• virgulilla ~• punto y coma ; comienzo de comentario, hasta un retorno

Delimitadores de simbolos

? y $? no pueden comenzar un símbolo, pero pueden estar dentro de un símbolo

Hechos

• Los hechos (“facts”) en CLIPS constan de– Un nombre del hecho (Ej: relación)

– Una o más ranuras (“slots”)

• Antes de crear hechos, para cada tipo de hecho puede definirse una plantilla con la lista de ranuras válidas para ese tipo de hecho.

Ejemplo: Declaración de una plantilla para hecos que describirán una persona:

(deftemplate persona “es una persona” (slot nombre) (slot edad) (slot estatura) (slot color-de-cabello))

Agregando un hecho a la lista de hechos con el comando assert:

(assert (persona (nombre “Juan Mora") (edad 35) (estatura 168) (color-de-cabello negro)))

<Fact-0>

Agregando otro hecho a la lista de hechos:

(assert (persona (nombre “Pedro Pombo") (edad 46) (estatura 172) (color-de-cabello negro)))

<Fact-1>

Ver lista de los hechos:

(facts)

f-0 (persona (nombre "Juan Mora") (edad 35) (estatura 168) (color-de-cabello negro))

f-1 (persona (nombre "Pedro Pombo") (edad 46) (estatura 172) (color-de-cabello negro))

For a total of 2 facts.

Modificar ranura de un hecho:

(modify 0 (edad 37))<Fact-2>

(facts)f-1 (persona (nombre "Pedro

Pombo") (edad 46) (estatura 172) (color-de-cabello negro))



Crear un hecho con base en otro:

(duplicate 1 (nombre “Lina Mira”))

<Fact-3>

(facts)f-1 (persona (nombre "Pedro

Pombo") (edad 46) (estatura 172) (color-de-cabello negro))


f-3 (persona (nombre "Lina Mira") (edad 46) (estatura 172) (color-de-cabello negro))


(retract 1)(facts)




Se pueden eliminar varios hechos con un solo retract:

(retract 0 2 5)

Se pueden eliminar todos los hechos:

(retract * )

Se pueden definir ranuras multicampo, que admiten varios valores:

(deftemplate individuo “ejemplo multislot” (multislot nombre) (slot edad) (slot estatura) (slot color-de-cabello))

Así pueden existir hechos como:

(individuo (nombre Juan Mora Duarte) (edad 35) (estatura 168) (color-de-cabello negro)))

Se pueden declarar varios hechos como conocimiento inicial con deffacts:

(deffacts gente “algunas personas”

(persona (nombre "Marta Paez") (edad 33) (estatura 170) (color-de-cabello rubio))

(persona (nombre "Diego Molina") (edad 25) (estatura 168) (color-de-cabello negro))

(persona (nombre "Luz Perez Daza") (edad 19) (estatura 166) (color-de-cabello negro)) )

(facts)




Los hechos contenidos en deffacts se aseveran a la lista de hechos con el comando:

(reset)Efectos:

1. Se borran los hechos que hay en la lista de hechos (no se borran reglas)

2. Los hechos definidos en deffacts se crean en la lista de hechos

3. Se crea el hecho adicional (initial-fact)f-0con identificador

Este hecho inicial se usa típicamente para iniciar la ejecución del programa

(reset)

f-0 (initial-fact)f-1 (persona (nombre "Marta Paez")

(edad 33) (estatura 170) (color-de-cabello rubio))

f-2 (persona (nombre "Diego Molina") (edad 25) (estatura 168) (color-de-cabello negro))

f-3 (persona (nombre "Luz Perez Daza") (edad 19) (estatura 166) (color-de-cabello negro))


(facts)

Se pueden crear hechos sin tener un deftemplate correspondiente:

(assert (jefe Hector Luis))(assert (jefe Diego Hector))(assert (tallas 12 32 34 36 40))

Estos se llaman hechos ordenados, y a ellos CLIPS les crea un deftemplate implícito

El comando watch es útil para depurar programas.Sintáxis: (watch <item-observado>)

(watch facts)(watch activations)(watch rules)(watch statistics)

Se desactivan con:(unwatch <item-observado>)

(defrule nombre “comentario opcional” (patron-1) . . . . (patron-n) => (accion-1) . . . . (accion-m) )

El nombre de cada regla debe ser único.

Reglas

(deftemplate peligro (slot tipo))(deftemplate respuesta (slot accion))

Sean estas dos plantillas:

(defrule peligro-presion “regla ejemplo” (peligro (tipo presion-excesiva)) => (assert (respuesta (action abrir-valvula))))

Ejemplo de regla:

Agenda

(agenda)

CLIPS coloca en la Agenda las reglas cuyos patrones antecedente concuerdan con hechos.

0 emergencia-tipo-1: f-00 emergencia-tipo-2: f-15 ambulancia-libre: f-2

El contenido de la Agenda se puede inspeccionar con el comando agenda

Otros comandos

• (clear)Restaura el estado inicial de CLIPS: borra todos los hechos y todas las reglas, reinicia a cero el identificador de hechos.

• (run)Ejecuta el programa. Este termina cuando ya no hay activaciones en la agenda

• (printout t “Hola mundo !” crlf)

Variables Comienzan por signo de interrogación.Ejemplos:

?precio?nn?color

Durante la comparación de antecedentes de reglas con hechos, si hay concordancia entre un patrón que tenga variables y un hecho, las variables se enlazan a los valores correspondientes dentro del hecho; son valores válidos dentro de la regla.

Variables en reglas Ejemplo, Sea la regla:

(defrule R-abuelo(papa ?x ?y )(papa ?y ?z )=>(assert (abuelo ?x ?z ) )

)

Variables en reglas Y sean los hechos:

(papa agustin pedro )(papa pedro hernando )La regla R-abuelo se activa ( agenda), y al ejecutarse resultan las asignaciones:

?x agustin?y pedro

Y se crea el hecho:

(abuelo agustin hernando )

Comodines (“wildcards”) A veces en la comparación de patrones y hechos existen campos en un hecho cuyos valores no nos interesan para lo que queremos, pero deben tenerse en cuenta para que haya concordancia.

Sea el hecho: (nombre jose luis ramirez)

El patrón: (nombre ? ? ramirez)hace concordancia con ese hecho y todos los que tengan 2 nombres y “ramirez”.

Comodines (“wildcards”)

(nombre jose luis ramirez)(nombre hugo ramirez)(nombre luis pablo maria ramirez)

El patrón: (nombre ? $? ramirez)hace concordancia con hechos como:

$? comodín para cero o más campos

Ejecutando

(deftemplate persona (slot nombre)(slot edad) (slot estatura) (slot color-de-cabello))

(assert (persona (nombre juan)(edad 30) (estatura 173) (color-de-cabello rubio)))

(assert (persona (nombre pedro) (edad 20) (estatura 166) (color-de-cabello negro)))

CLIPS>

CLIPS>

<Fact-0>

CLIPS>

<Fact-1>

(defrule hallar-rubios(persona (nombre ?nn)(color-de-cabello rubio))=>(printout t ?nn " es rubio" crlf))

(run)juan es rubioCLIPS>

CLIPS>

CLIPS>

Un ejemplo con 2 reglas

CLIPS> (assert (perro rintintin))<Fact-0>CLIPS> (assert (perro lassie))<Fact-1>CLIPS> (assert (perro laika))<Fact-2>CLIPS> (assert (gato felix))<Fact-3>CLIPS> (assert (gato garfield))<Fact-4><CLIPS>

(defrule ladran ""(perro ?x)=>(assert (ladra ?x))(printout t "ladra " ?x crlf)) (defrule maullan ""(gato ?x)=>(assert (maulla ?x))(printout t "maulla " ?x crlf))

CLIPS>

CLIPS>

CLIPS>

(facts)f-0 (perro rintintin)f-1 (perro lassie)f-2 (perro laika)f-3 (gato felix)f-4 (gato garfield)For a total of 5 facts.CLIPS>

CLIPS>

(run)maulla garfieldmaulla felixladra laikaladra lassieladra rintintinCLIPS>

CLIPS>

(facts)f-0 (perro rintintin)f-1 (perro lassie)f-2 (perro laika)f-3 (gato felix)f-4 (gato garfield)f-5 (maulla garfield)f-6 (maulla felix)f-7 (ladra laika)f-8 (ladra lassie)f-9 (ladra rintintin)For a total of 10 facts.CLIPS>

CLIPS>

Variables multicampo

Si anteponemos $ a una variable en un patrón, esa variable hara concordancia (“matching”) con una lista de cero o más símbolos en un hecho, en CLIPS esta lista es un valor multicampo.

A la variable se asigna pues la lista multicampo en este caso. El signo $ no es parte del nombre de la variable. El $ es como una función cuyo argumento es una variable monocampo y que retorna una variable multicampo

Variables multicampo

(assert (escritor gabriel garcia marquez))

(defrule R1(escritor $?nombres )=>(printout t ?nombres crlf ) ) (run)

CLIPS>

CLIPS><Fact-0>

CLIPS>

(gabriel garcia marquez)CLIPS>

Restricciones en variables

(metal oro)(metal titanio)(metal plata)

El patrón: (metal oro | plata | titanio )hace concordancia con los hechos:


(metal titanio)(metal plata)

El patrón: (metal ~oro )hace concordancia con cualquier símbolo excepto oro


(metal ?m&~titanio&~oro)

Se puede usar el operador & para poner una combinación de restricciones a una variable.Ejemplo, el patrón:

hará concordancia con cualquier hecho metal en el cual el metal no sea titanio ni oro, y el valor de ?m será asignado al valor que concuerde.

Prioridades de las reglas

(declare (salience 25) )

A las reglas se les puede asignar una prioridad (“salience”). Estas se pueden declarar así:

en la regla, entre el comentario opcional y el primer patrón del antecedente.El valor puede ir de -10000 a +10000.Si no se declara, CLIPS asume un valor de cero.

Orden de ejecución de las reglas

En la Agenda las reglas de mayor valor “salience” se colocan sobre las de menor valor, y se ejecutan primero.

Dentro de reglas de igual “salience”, la colocación de las reglas en la agenda está determinada por una estrategia de resolución de conflictos basada en el orden en que se van activando las reglas.

Por defecto, la estrategia de resolución de conflictos es por primero en profundidad (“depth”):

Las nuevas reglas activadas van encima de las que existían en la agenda.


Se puede usar una estrategia primero en amplitud (“breadth”), que coloca las nuevas reglas activadas debajo de las reglas preexistentes.Para cambiar de la estrategia por defecto a esta, se usa el comando:


(set-strategy breadth)

Hay otras estrategias pero estas 2 son las más usuales

(deffunction <nombre> "comentario opcional"(?arg1 ?arg2 ... ?argM [$?argN])<accion1><accion2>...<accion(K-1)><accionK>

)

( deffunction hipotenusa (?a ?b) (sqrt (+ ( * ?a ?a) (* ?b ?b) ) ) ) ( hipotenusa 4 6 )7.21110255092798

CLIPS>

CLIPS>

CLIPS>

(deffunction interrogar (?pregunta $?allowed-values) (printout t ?pregunta) (bind ?respuesta (read)) (if (lexemep ?respuesta) then (bind ?respuesta (lowcase ?respuesta)) ) (while (not (member ?respuesta ?allowed-values)) do (printout t ?pregunta) (bind ?respuesta (read)) (if (lexemep ?respuesta) then (bind ?respuesta (lowcase ?respuesta)) ) ) ?respuesta)

(deffunction afirmativo (?pregunta) (bind ?larespuesta (interrogar ?pregunta si no s n)) (if (or (eq ?larespuesta si) (eq ?larespuesta s)) then TRUE else FALSE ))

;===============================

(defrule licor-disponible "" => (if (afirmativo "Tiene brandy (si/no)? ") then (assert (disponible brandy)) else (if (afirmativo "Tiene conac (si/no)? ") then (assert (disponible conac)) else (printout t "Lo siento, no se puede hacer el coctel"crlf) ) ))

Otros comandos

• (list-defrules)

• (list-deftemplates)

• (list-deffacts)

Listar nombres de defrules, deftemplates y deffacts:

Otros comandos

• (ppdefrule <nombre>)

• (ppdeftemplate <nombre>)

• (ppdeffacts <nombre>)

Listar contenido (declaraciones) de defrules, deftemplates y deffacts:

Otros comandos

• (undefrule <nombre>)

• (undeftemplate <nombre>)

• (undeffacts <nombre>)

Borrar defrules, deftemplates y deffacts:

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