Inroduction à Jess (Java Expert System Shell)

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Théodore Gamache
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1 Inroduction à Jess (Java Expert System Shell)

2 Jess Developed at Sandia National Laboratories in late 1990s. Created by Dr. Ernest J. Friedman-Hill. Inspired by the AI production rule language CLIPS. Fully developed Java API for creating rulebased expert systems.

Inspired by the AI production rule language CLIPS.

3 Les listes Tout est liste en Jess (a b c) ; list of tokens (1 2 3) ; list of integers (+ 2 3) ; an expression ( Hello world! ) ; a string (foo?x?y) ; a function call

4 Les variables Identifcateur contenant une seule valeur commence par la caractère? Typage non obligatoire. Le type peut changer durant l exécution. Affectation avec la fonction bind. Pas de déclaration Le nom des variables globales s entoure d astérix EXEMPLE: Adding two numbers (defglobal?*result* = 0) (bind?x 2) ; affectation x = 2 (bind?y 3) ; affectation y = 3 (bind?*result* (+?x?y)) ; calcule la somme

Pas de déclaration Le nom des variables globales s entoure d astérix EXEMPLE: Adding two numbers

5 Les fonctions Même les fonctions sont des listes (deffunction get-input() l utilisateur entre une données via le clavier. (bind?s (read)) (return?s)) (deffunction surf-sphere (?ray) Calculate the surface d une sphère (bind?surf (* (* (pi) 2)(*?ray?ray))) (return?surf) )

s (read)) (return?s)) (deffunction surf-sphere (?

6 Les fonctions (suite) Comment utiliser les fonctions en Jess? (printout t la surface d une sphère de rayon 2 est : " + (surf-sphere 2))

7 Les faits Les faits possèdent une en-tête et un ou plusieurs slots. Les slots sont autant de descripteurs contenant des données qui peuvent être typées. Multislots contiennent des données sous la forme d une liste. Les valeurs des slots peuvent être modifiées en cours d exécution Les faits sont construits à partir de cadres (templates).

Multislots contiennent des données sous la forme d une liste.

8 Types de faits ;; un ordered fait sans slots en général pour indiquer un état. (assert(reponse-valide)) ;; un ordered fait avec un slot (assert(weightfactor 0.75))

9 Types de faits (suite) Utilisation de structure pour des faits à multiples slot (deftempate) (deftemplate pattern A design pattern. (slot name) (slot type (default creation )) (slot intent) (slot solution))

10 Types de faits : les "shadows facts" Shadow fact ou fait fantôme est un unordered fait dont les slots correspondent aux propriétés d un JavaBean. defclass creates a deftemplate from a bean. definstance adds bean to working memory.

11 Ajout de faits Création de faits initiaux ;; Asserting a new pattern fact. (printout t Entrer un nom de pattern : crlf) (bind?x getinput) (assert pattern (name?x))

12 Définition de fonctions Structures de contrôle habituelle (if, while, for, foreach,.. ) sont des fonctions (deffunction <nom-fonction> [<commentaire>] (<parametre>*)<expr>* [<valeur-à-retourner>]) (deffunction max (?a?b) (if (>?a?b) then (return?a) else (return?b))) La fonction max peut être utilisée : en partie action d une règle en ligne de commande, dans la définition d une autre fonction

[<valeur-à-retourner>]) (deffunction max (?a?b) (if (>?a?b) then (return?a) else (return?

13 La mémoire de travail (deftemplate <nom> [extends <nomtemplexist>] ["Documentation"] [(declare (slot-specific TRUE FALSE) (backchain-reactive TRUE FALSE) (from-class nom-classe) (include-variables TRUE FALSE) (ordered TRUE FALSE))] (slot multislot <nom> ([(type ANY INTEGER FLOAT NUMBER SYMBOL STRING LEXEME OBJECT LONG)] [(default valeur-defaut)] [(default-dynamic <expression>)] [(allowed-values <expression>+)])*)

TRUE FALSE) (ordered TRUE FALSE))] (slot multislot <nom> ([(type ANY INTEGER FLOAT NUMBER SYMBOL STRING

14 La mémoire de travail (suite) (deftemplate <nom> [extends <nomtemplexist>] ["Documentation"] [(declare (slot-specific TRUE FALSE) (backchain-reactive TRUE FALSE) (from-class nom-classe) (include-variables TRUE FALSE) (ordered TRUE FALSE))] (slot multislot <nom> ([(type ANY INTEGER FLOAT NUMBER SYMBOL STRING LEXEME OBJECT LONG)] [(default valeur-defaut)] [(default-dynamic <expression>)] [(allowed-values <expression>+)])*)

15 Faits non ordonnés (Unordered facts) (deftemplate automobile une voiture." (slot marque) (slot modele) (slot année (type INTEGER)) (slot couleur (default Blanc))) (assert (automobile (marque Ford) (modele Explorer) (annee 1999)))

16 Faits non ordonnés (fin) Suppression d un fait (bind?x (assert (automobile (marque Ford) (modele Explorer2) (annee 2000))) (retract?x) pour supprimer le fait Modifier la valeur d un slot (modify?x (couleur rouge)) (deftemplate auto-loc extends automobile une voiture de l-ocation." (multislot proprietaire) (slot kilometrage (type INTEGER)))

x) pour supprimer le fait Modifier la valeur d un slot (modify?

17 Raisonner sur des objets java (shadow facts) Shadow facts sont des faits qui servent de pont avec des objets java Possibilité d insérer des instances d objets java dans la mémoire de travail de Jess Un template est associé automatiquement par Jess à chaque classe java sur laquelle on voudrait raisonner en Jess Par convention, le nom de la template est le nom de la classe

travail de Jess Un template est associé automatiquement par Jess à chaque classe java sur

18 Raisonner sur des objets java (suite) Exemple: modélisation d un compte bancaire Du côté java import java.io.serializable; public class Compte implements Serializable { private float solde; public float getsolde() {return solde;} public void setsolde(float solde) {this.solde = solde;} // autres méthodes} Du côté Jess (deftemplate Compte(declare (from-class Compte))) Ou bien avec la fonction defclass (defclass Compte Compte)

getsolde() {return solde;} public void setsolde(float solde) {this.

19 Raisonner sur des objets java (suite) En Jess (bind?a (new Compte)) Puis (add?a) La fonction add crée un fait fantôme et le lie à un objet de la classe Compte Que donne la commande (facts)? Le template associé à un objet possède un champ OBJECT (référence à l objet lui-même) Si on invoque la fonction add sans avoir créé de template associé à la classe, un template du nom de la classe est créé

20 Raisonner sur des objets java (suite) Modifier les données (printout t (?a getsolde) crlf) donne 0 (modify?a (solde 1)) (facts) donne f-0 (MAIN:: Compte (solde 1) (class <Java-Object:java.lang.Class>) (OBJECT <Java-Object: Compte >)) (printout t (?a getsolde) crlf) donne 1

a (solde 1)) (facts) donne f-0 (MAIN:: Compte (solde 1) (class

21 Raisonner sur des objets java (suite) Modifier les données Que se passe-t-il si on modifie l objet directement avec (?a setsolde 2) (printout t (?a getsolde) crlf) donne 2 (facts) donne f-0 (MAIN:: Compte (solde 1) (class <Java-Object:java.lang.Class>) (OBJECT <Java-Object: Compte >)) (update?a) rafraîchit les valeurs des faits en lien avec des objets java (facts) donne f-0 (MAIN::Compte (solde 2) (class <Java-Object:java.lang.Class>) (OBJECT <Java-Object: Compte >)) La fonction reset le fait pour tous les faits fantômes

22 Raisonner sur des objets java (suite) Modifier automatiquement les données Prise en compte des modifications des faits fantômes en dehors de Jess Jess a besoin d être informé losrque la propriété d un a été modifiée Utilisation de java.beans.propertychangelistener

23 Raisonner sur des objets java (suite) Modifier automatiquement les données La classe Compte devient: import java.io.serializable; import java.beans.*; import java.io.serializable; public class PCSCompte implements Serializable { private PropertyChangeSupport pcs new PropertyChangeSupport(this); private float solde; public float getsolde() { return solde; } public void setsolde(float solde) { float temp = this.solde; this.solde = solde; pcs.firepropertychange("solde", new Float(temp), new Float(solde));} public void addpropertychangelistener(propertychangelistener pcl) { pcs.addpropertychangelistener(pcl);} public void removepropertychangelistener(propertychangelistener pcl) { pcs.removepropertychangelistener(pcl);} // autres méthodes }

24 Raisonner sur des objets java (suite) Changement de propriétés des données, pour résumer Les objets sont modifiés depuis java sans implémenter PropertyChangeListeners. Utiliser update depuis Jess, sinon la mémoire de travail ignore les modifications Objects modifiés depuis java et PropertyChangeListeners. Appel depuis java, de firepropertychange qui appelle chaque listener (cf. slide précédent). La mémoire de travail est aisni mise à jour. Objects modifiés depuis Jess et pas de PropertyChangeListeners. Si on utilise la fonction modify (ou la méthode java équivalente) pour modifier shadow fact, Jess appelle les méthodes "setter" sur l objet et met à jour la mémoire de travail. Objects modifiés depuis Jess, PropertyChangeListeners. C est le cas le plus compliqué. Risque de boucle infinie.

25 Les règles (deftemplate person (slot firstname) (slot lastname) (slot age)) (defrule welcome-toddlers "Give a special greeting to young children" (person {age < 3}) => (printout t "Hello, little one!" crlf))

26 Les règles (defrule wrong-rule (eq 1 1) => (printout t "Just as I thought, 1 == 1!" crlf)) Pas de focntion en partie gauche de règle

27 Les règles Écriture de patterns composés (<,<=,>, <=, ==,!= ou <>,&&, ) (defrule ados?p <- (person {age > 12 && age < 20} (firstname?name)) => (printout t?name " a "?p.age " ans." crlf))

28 Les règles (defrule same-first-and-last-name (person {firstname == lastname}) => (printout t drôle de nom!" crlf) ) (defrule ado-bob (person {(age > 12 && age < 20) firstname == Bob}) => (printout t la personne est un ado ou bien son nom est 'Bob'." crlf)) (defrule two-same-age-different-name?person1 <- (person)?person2 <- (person {age == person1.age &&lastname!= person1.lastname}) =>(printout t on a trouvé 2 personne agées de " +?person1.age + ans." crlf))

29 Les modules (defmodule <nommodule>) (focus <nommodule>) Le changement de focus peut être invoqué depuis la partie action d une règle

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