Y.M.A. Okada, C. A. Borges, K.T. Pereira, P.H.C. Alves and M.I. SouzaA study about MacsymaAbstract [footnoteRef:1]This paper presents a study about the software Macsyma. Specifically, the architecture, knowledge representation, inference techniques, application examples, technology and products of this system. The key point is the study about an expert system and learn more in discipline of Artificial Intelligence; the objective is research a lot of relevant information over Macsyma. [1: Y. M. A. Okada, Universidade Federal de Uberlndia (UFU), Uberlndia, Minas Gerais, Brasil. C. A. Borges, Universidade Federal de Uberlndia (UFU), Uberlndia, Minas Gerais, Brasil. K.T. Pereira, Universidade Federal de Uberlndia (UFU), Uberlndia, Minas Gerais, Brasil. P.H.C. Alves, Universidade Federal de Uberlndia (UFU), Uberlndia, Minas Gerais, Brasil.M.I. Souza, Universidade Federal de Uberlndia (UFU), Uberlndia, Minas Gerais, Brasil. ]

Keywords Macsyma, expert system, artificial intelligence. I. INTRODUOM

acsyma, foi um sistema interativo simblico-numrico-grfico de lgebra computacional para ajudar a resolver problemas matemticos complexos[1]. Baseado na tecnologia da mquina Lisp do MIT, foi bem conhecido e amplamente utilizado. O projeto do MIT que produziu o Macsyma correu de 1967 a cerca de 1982. Foi promovido por agncias do governo, como ARPA, NASA, DOE, bem como alguns colaboradores industriais. As pessoas encarregadas do projeto o venderam para a Symbolics Inc. uma licena "exclusiva" para comercializ-lo. Mais tarde, os direitos foram vendidos para a Macsyma Inc. que agora est parada [2]. Com o intuito de aprendizagem sobre sistemas especialistas, mais especificadamente o Macsyma, realizamos algumas pesquisas sobre este software. Dentre elas, arquitetura do sistema, representao do conhecimento, tcnicas de inferncia, alguns recursos e exemplos de aplicao sobre tecnologias e produtos a respeito do Macsyma.II. Arquitetura do macsymaA. Base de ConhecimentoO MACSYMA consiste em centenas de milhares de palavras compiladas em LISP e uma quantidade igual escrita na linguagem de programao do MACSYMA. Isso o fez ser um dos maiores programas em LISP de todos os tempos [4].O MACSYMA detm uma grande quantidade de conhecimento programvel embutido, por isso considerado um programa baseado no conhecimento. MACSYMA um sistema extremamente grande, ele consegue executar pelo menos 600 operaes matemticas diferentes, incluindo diferenciais, integrais, soluo de equaes e sistemas de equaes, sries de Taylor, operaes com matrizes, lgebra vetorial, e outras anlises, que sero abordadas mais adiante no trabalho [4]. Para a organizao e representao das regras utilizada as Regra de Produo [5].

B. Quadro NegroO quadro negro a rea de trabalho que o sistema utiliza durante o processo de inferncia. Nesta rea so armazenadas informaes de apoio e suporte ao funcionamento do sistema quando este est raciocinando. Este lugar na memria destinado para fazer avaliaes das regras que so recuperadas da base de conhecimento para se chegar a uma soluo. As informaes so gravadas e apagadas de um processo de inferncia at se chegar soluo desejada. Embora todos os SE usem o quadro negro, nem todos o explicitam como um componente do sistema, como o MACSYMA [5].

C. Mquina de InfernciaA mquina de inferncia o mecanismo que procura as respostas na base de conhecimento. Ela busca as regras necessrias a serem avaliadas e ordena-as de uma maneira lgica. A partir da, direciona o processo de inferncia. Funciona como um supervisor, que dirige a operao sobre o conhecimento contido no MACSYMA. Uma mquina de inferncia toma decises e julgamentos baseados em dados simblicos contidos na base de conhecimento. As funes bsicas da mquina de inferncia so inferncia e controle. Depois de iniciado o sistema, a mquina de inferncia busca na base de conhecimento fatos e regras, e ento compara estes fatos com as informaes fornecidas pelo usurio. A operao da mquina de inferncia baseada em algoritmos que definem a busca especfica e a unificao de regras. Basicamente, a mquina de inferncia compara a entrada fornecida pelo usurio com as regras contidas na base de conhecimento buscando combinaes [5]. III. Representao do conhecimentoO termo regras de produo usado para descrever uma famlia de sistemas, que tem em comum o fato de serem constitudos de um conjunto de regras, que renem condies e aes. A condio constituda por um padro que determina a aplicabilidade da regra, enquanto a ao indica o que ser realizado quando a regra for aplicada.O Macsyma usa um sistema de produo. O mesmo poder ser formado por uma ou mais bases de regras, separadas segundo as convenincias de processamento. Complementa ainda, o sistema de produo, uma estratgia de controle estabelecendo as prioridades em que as regras sero aplicadas, bem como critrios de desempate quando houver mais regras candidatas aplicao a um tempo s. [3]Sua estrutura constitui-se basicamente de uma premissa, ou conjunto de premissas, e uma concluso, ou conjunto de concluses. As regras so armazenadas como uma coleo de declaraes SE-ENTO (SE, sendo premissas e ENTO, concluses). Onde a parte condicional consiste de uma expresso proposicional ou simplesmente um termo. [3]Alm da naturalidade para interpretao humana a utilizao de regras de produo apresenta outros aspectos positivos, como a modularidade uniforme. As regras podem ser manipuladas como peas intendentes e novas regras podem ser includas a qualquer momento, o que uma caracterstica importante, pois o conhecimento de qualquer SE tende a aumentar com o passar do tempo. A uniformidade fica caracterizada como padro nico utilizado para todas as regras do sistema. [3]Assim, para que o sistema do Macsyma seja uma ferramenta eficaz, as pessoas devero ser capazes de interagir com ele facilmente. Para facilitar esta interao, importante que um sistema especialista, alm da capacidade de realizar sua tarefa, tenha a habilidade de adquirir novos conhecimentos, ou modificar o conhecimento antigo. Como os sistemas especialistas derivam seu poder da riqueza das bases de conhecimento que exploram, extremamente importante que essas bases sejam to completas e precisas quanto possvel. Muitas vezes, entretanto, no existe nenhuma codificao padro desse conhecimento; ou seja, ele s existe dentro da cabea do especialista humano. Assim, a nica maneira de levar este conhecimento para o programa ser pela interao com o especialista humano.

IV. Tcnicas de infernciaEm alguns tipos de problemas, os smbolos nas expresses matemticas tm restries sobre outras propriedades que so uteis na simplificao.Para permitir que o usurio especifique tais propriedades, MACSYMA mantm um banco de dados relacional de fatos sobre smbolos, armazenando na forma de uma rede semntica. Por exemplo, um utilizador pode declarar (com o comando DECLARE) que o smbolo n restrita a valores de nmero inteiro, e em seguida, MACSYMA pode simplificar a zero. Do mesmo modo, pode-se especificar (com o comando ASSUME) que x