Introducción al CLIPS

1. Introducción alCLIPS CLanguage Integrated Production System

2. 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

3. 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.

4. CLIPS Soporta: • Programación declarativa: Reglas (con encadenamiento hacia adelante) • Programación procedimental • Programación orientada a objetos

5. Motor de Inferencia Agenda Interfaz Memoria de Trabajo (Hechos) Base de Conocimientos (Reglas)

6. Delimitadores de simbolos • 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 ? y $? no pueden comenzar un símbolo, pero pueden estar dentro de un símbolo

7. 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.

8. 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))

9. 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>

10. Agregando otro hecho a la lista de hechos: (assert (persona (nombre “Pedro Pombo") (edad 46) (estatura 172) (color-de-cabello negro))) <Fact-1>

11. (facts) Ver lista de los hechos: 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.

12. (modify 0 (edad 37)) <Fact-2> Modificar ranura de un hecho: (facts) f-1 (persona (nombre "Pedro Pombo") (edad 46) (estatura 172) (color-de-cabello negro)) f-2 (persona (nombre "Juan Mora") (edad 37) (estatura 168) (color-de-cabello negro)) For a total of 2 facts.

13. (duplicate 1 (nombre “Lina Mira”)) Crear un hecho con base en otro: <Fact-3>

14. (facts) f-1 (persona (nombre "Pedro Pombo") (edad 46) (estatura 172) (color-de-cabello negro)) f-2 (persona (nombre "Juan Mora") (edad 37) (estatura 168) (color-de-cabello negro)) f-3 (persona (nombre "Lina Mira") (edad 46) (estatura 172) (color-de-cabello negro)) For a total of 3 facts.

15. (retract 1) (facts) f-2 (persona (nombre "Juan Mora") (edad 37) (estatura 168) (color-de-cabello negro)) f-3 (persona (nombre "Lina Mira") (edad 46) (estatura 172) (color-de-cabello negro)) For a total of 2 facts.

16. Se pueden eliminar varios hechos con un solo retract: (retract 0 2 5) Se pueden eliminar todos los hechos: (retract * )

17. Se pueden definir ranuras multicampo, que admiten varios valores: (deftemplate individuo “ejemplo multislot” (multislot nombre) (slot edad) (slot estatura) (slot color-de-cabello))

18. Así pueden existir hechos como: (individuo (nombre Juan Mora Duarte) (edad 35) (estatura 168) (color-de-cabello negro)))

19. (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)) ) Se pueden declarar varios hechos como conocimiento inicial condeffacts:

20. (facts) f-2 (persona (nombre "Juan Mora") (edad 37) (estatura 168) (color-de-cabello negro)) f-3 (persona (nombre "Lina Mira") (edad 46) (estatura 172) (color-de-cabello negro)) For a total of 2 facts.

21. Se borran los hechos que hay en la lista de hechos (no se borran reglas) • Los hechos definidos en deffacts se crean en la lista de hechos • Se crea el hecho adicional (initial-fact) f-0 con identificador Este hecho inicial se usa típicamente para iniciar la ejecución del programa (reset) Los hechos contenidos en deffacts se aseveran a la lista de hechos con el comando: Efectos:

22. (reset) (facts) 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)) For a total of 4 facts.

23. 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

24. 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>)

25. Reglas (defrule nombre “comentario opcional” (patron-1) . . . . (patron-n) => (accion-1) . . . . (accion-m) ) El nombre de cada regla debe ser único.

26. Sean estas dos plantillas: (deftemplate peligro (slot tipo)) (deftemplate respuesta (slot accion)) Ejemplo de regla: (defrule peligro-presion “regla ejemplo” (peligro (tipo presion-excesiva)) => (assert (respuesta (action abrir-valvula))))

27. Agenda CLIPS coloca en la Agenda las reglas cuyos patrones antecedente concuerdan con hechos. (agenda) El contenido de la Agenda se puede inspeccionar con el comando agenda 0 emergencia-tipo-1: f-0 0 emergencia-tipo-2: f-1 5 ambulancia-libre: f-2

28. 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)

29. 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.

30. Variables en reglas Ejemplo, Sea la regla: (defrule R-abuelo (papa ?x ?y ) (papa ?y ?z ) => (assert (abuelo ?x ?z ) ) )

31. 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 ) Variables en reglas (papa agustin pedro ) (papa pedro hernando ) Y sean los hechos:

32. 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”.

33. Comodines (“wildcards”) El patrón:(nombre ? $? ramirez) hace concordancia con hechos como: (nombre jose luis ramirez) (nombre hugo ramirez) (nombre luis pablo maria ramirez) $?comodín para cero o más campos

34. 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>

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

36. 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>

37. (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>

38. (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>

39. (run) maulla garfield maulla felix ladra laika ladra lassie ladra rintintin CLIPS> CLIPS>

40. (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>

41. 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

42. Variables multicampo (assert (escritor gabriel garcia marquez)) (defrule R1 (escritor $?nombres ) => (printout t ?nombres crlf ) ) (run) CLIPS> <Fact-0> CLIPS> CLIPS> (gabriel garcia marquez) CLIPS>

43. Restricciones en variables El patrón:(metal oro | plata | titanio ) hace concordancia con los hechos: (metal oro) (metal titanio) (metal plata)

44. Restricciones en variables El patrón:(metal ~oro ) hace concordancia con cualquier símbolo excepto oro (metal titanio) (metal plata)

45. Restricciones en variables Se puede usar el operador & para poner una combinación de restricciones a una variable. Ejemplo, el patrón: (metal ?m&~titanio&~oro) 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.

46. Prioridades de las reglas A las reglas se les puede asignar una prioridad (“salience”). Estas se pueden declarar así: (declare (salience 25) ) 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.

47. 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.

48. Orden de ejecución de 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.

49. Orden de ejecución de las reglas Se puede usar una estrategiaprimero 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

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