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CHAPITRE 2 SYSTEMES D’INFERENCE

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CHAPITRE 2
SYSTEMES
D’INFERENCES
PARTIE 1 :
Technique de raisonnement en
logique des prédicats du premier
ordre
PARTIE 2 :
Systèmes à base de règles,
Systèmes experts
PARTIE 1: Technique de raisonnement
en logique des prédicats du premier ordre
1-1 Syntaxe du langage des prédicats du premier ordre
1-2 Règles d’inférence
1-3 Sémantique du langage des prédicats du premier ordre
1-4 Rapport entre les notions de théorèmes et de
conséquences logiques
1-5 Le principe de résolution
1-6 Systèmes de réfutation par résolution
1-7 Conclusion
1-1 Syntaxe du langage des prédicats
du premier ordre

Voire chapitre 2
1-2 Règles d’inférences

Une règle d’inférence est la
représentation d’un procédé pour,
à partir d’une ou plusieurs
formules dériver(déduire,exhiber)
d’autres.

La règle d’inférence appelée
« MODUS PONEN »:
à partir de deux formules
respectivement de la forme
F et (FG)
déduire
G
La
règle d’inférence appelée
« MODUS TOLLENS » :
à partir de deux formules respectivement
de la forme
G et (FG)
déduire
F

La règle d’inférence appelée
« SPESIALISATION UNIVERSELLE »:
à partir d’une formule de la forme
x P(x) et de n’importe quelle
constante « a » déduire P(a).
Étant donné un ensemble fixe de règles
d’inférences on peut considérer la famille
suivante de problèmes:
• Peut on partant d’un ensemble choisi de
formules, par application d’un nombre fini
de règles d’inférences obtenir une formule
proposé a priori?

Les formules choisies initialement sont
appelées AXIOMES. Les formules
obtenues par application des règles
d’inférences sont appelées THEOREMES.

Une chaîne d’application de règles
d’inférence conduisant, depuis les
axiomes, à un théorème, constitue une
PREUVE du théorème.
REMARQUE:
LE RESTE DE CETTE PARTIE SERA
ETUDIE DANS LE MODULE (LFI)
PARTIE 2 Systèmes à base de
règles, Systèmes Experts
2-1 INTRODUCTION :

Dans les systèmes logiques de représentation et
dérivation des connaissance (logiques formelles)
on définit avec précision des formules, des
axiomes, des règles d’inférence et on étudie avec
rigueur les rapport qui existent entre les formules
et les interprétations que l’on peut en faire.

Certain langages ou systèmes
issus des travaux d’intelligence
artificielle qui se placent
directement dans le cadre de
telles logiques formelles sont très
utilisées tel que:
PROLOG et ses dérivés.

De manière générale, l’étude des
logiques formelles permis de
dégager des méthodes de
résolution de problèmes, c’est-àdire des méthodes de découverte
et justification de solutions, tout
en évaluant rigoureusement
certaines propriétés ou limites de
ces méthodes.

Néanmoins de nombreux systèmes de
résolution de problèmes ont put être
construits et donner relativement
satisfaction, sans que soit préalablement
établis les rapports qu’ils entretiennent
avec une logique formelle déterminée.
Tel est le cas, en général, des systèmes à
base de règles (SBR).

Les tentatives de formalisation
logique des systèmes à base de
règles restent très limitées.

Fondamentalement, le rôle de la
logique dans la représentation de
connaissances et l’inférence est
l’objet de vives controverses.

La notoriété des systèmes à base de
règles va de paire avec l’émergence du
concept de SYSTEME-EXPERT, qui a
connu depuis le milieu des années 70 un
enthousiasme dans certain milieux
professionnels, où certaines tache
concrète ( diagnostic, prévision,
planification etc…) sont faiblement
informatisées.

De telles activités intellectuelles sont
souvent difficiles à représenter sous
forme d’algorithmes surs et définitifs.
Cette difficulté peut être partiellement
contournée en faisant appel à la
méthodologie des systèmes experts.
2-2 ANATOMIE DES SYSTEMES EXPERTS
A- Qu’est ce qu’un système expert:
Selon Edward Feigenbaum( Université de
Stanford U.S.A) « les systèmes experts sont
des programme conçus pour raisonner
habilement a propos de tâches dont elles
requièrent une expertise humaine
considérable».
Les systèmes experts existants n’utilisent en
réalité que des schémas très rudimentaires de
raisonnement.
En vue de cerner la notion des systèmes
experts nous considérant ci après trois points
de vue complémentaires

Le rôle dévolu à de tels systèmes dans la
prise en charge de certaines activités
intellectuelles humaines,

Le type d’organisation proposé pour accueillir et
exploiter les connaissances d’experts humains
sur des domaine particuliers,

Le mode d’invocation des connaissances pris
en compte par les experts pour exprimer leur
expertise à l’intention du système.
B- Rôle des système expert:

Fondamentalement un système expert
est un moteur d’inférence relativement
général exploitant une collection séparée,
sujette a évolutions, d’unités de savoirfaire concernant un domaine particulier
d’expertise humaine.

D’autre part un système expert
assure des fonctions complémentaire
de dialogue, d’apprentissage et
d’explication de son comportement.
C- Degré d’un système expert
En fonction de la complexité de la
représentation des connaissances, le
système expert est dit d’un certain
degré.

Dans un système expert de degré 0,
les connaissances sont de type
booléen.


Dans un système expert de
degré 0+, elles sont définies par
un couple attributs / valeurs.
Et ce sont par des variables que
sont représentées les
connaissances dans un
système expert de degré 1.
D- Architecture d’un système expert
Un système expert se caractérise
par la séparation des
connaissances et du traitement
de ces dernières.
Il est composé de deux éléments :


Une base de connaissances est constituée
d’une base de faits regroupant les
informations connues et d’une base de
règles, qui à partir de l’application de règles
d’inférences sur des faits connus, produits ou
demandés, permet de déduire de nouvelles
connaissances ;
Un moteur d’inférences qui effectue des
démonstrations et qui fournit des explications
sur le raisonnement suivi.
Connaissances
opératoires
(Base de Règles)
Moteur
d’inférence
Connaissances
assertionnelles
(Base de Faits)
Base de connaissances
Schéma de base d’un Système expert
E- Fonctionnement d’un moteur
d’inférences
Le moteur d’inférences peut
travailler de trois manières
possibles : en chaînage avant, en
chaînage arrière ou en chaînage
mixte.

Le chaînage avant déclenche
toutes les règles dont les
prémisses sont des faits connus
de la base de faits et s'arrête dès
que le but est atteint ou dès que
la base des faits est saturée.
En revanche, le principe du chaînage
arrière est de partir d’un but donné.
On cherche à valider les prémisses
de la règle qui ont permis d’aboutir à
ce fait. On effectue la même
opération de manière récursive pour
les prémisses trouvées et ce, jusqu’à
ce que tous les faits nécessaires
pour atteindre le but soient validés.
Enfin, le chaînage mixte mêle
les deux chaînages présentés
ci-dessus
Principe de fonctionnement des moteurs d’inférence (cycle de base)
Phase1: Évaluation
Restriction
Phase 2:
Exécution
Filtrage
(exécution des actions)
Résolution
de conflits
Éventuellement arrêt ou
retour arrière ou autre effets
sur le contrôle du moteur
Éventuellement arrêt ou
retour arrière ou autre effets
sur le contrôle du moteur
Le fonctionnement d’un moteur d’inférences
se déroule en quatre étapes :
1. La phase de sélection qui permet de
déterminer l’ensemble des règles
adaptée à la situation. Cet ensemble
peut être la base de règles entière ou un
ensemble de règles défini après
application d’une métarègle.
2. La phase de filtrage, durant
laquelle un ensemble de conflits est
généré par les règles applicables
(c-a-d) par l’ensemble des règles
dont les prémisses sont validées.
3. La phase de résolution de conflits,
durant laquelle on choisit la ou les
règles qui seront réellement
utilisées. Ce choix s’effectue selon
certains critères comme l’ordre
d’apparition des règles ou les règles
avec le plus de prémisses…
4. La phase d’exécution déclenche
la règle sélectionné,avec mise à
jour de la base de faits et
relance éventuelle le chaînage
avant ou arrière.
F- Stratégies des moteurs d’inférence
plusieurs stratégies d’enchaînement
de règles sont utilisées dans les moteurs
d’inférence des systèmes experts:



Invocation des règles en largeur d’abord,
Invocation des règles en profondeur
d’abord,
Invocation des règles avec une
heuristique.
Exemple 1:
Soit
• R1
• R2
• R3
• R4
• R5
• R6
• R7
• R8
• R9
la base de connaissances :
: si Ket L et M alors I
: si I et L et J alors Q
: si C et D et E alors B
: si A et B alors Q
: si L et N et O et P alors Q
: si C et H alors R
: si R et J et M alors S
: si Fet H alors B
: si G alors F
Base de faits : A,C,D,E,G,H,K
But : Q
Établir le graphe ET/OU pour la base des
règle R
Établir le fait « Q » en utilisant un
moteur d’inférence en chaînage avant
avec régime irrévocable(intégration
immédiate des nouvelles conclusions) et
monotone.
Donner en suit le graphe d’état
représentant le travail du moteur
d’inférence.
Établir le fait « Q » en utilisant
un moteur d’inférence en
chaînage avant qui produit les
faits en largeur d’abord.
Donner en suit le graph. d’état
représentant le travail du moteur
d’inférence.
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