43608 (Искуственный интеллект), страница 2

│ │следований │ │

│ПиЭС │ВЦ АН СССР │ Проектирование ЭС. │

│СПЭИС │НИИ системных ис- │ Создание ЭС, обрабатывающих ин- │

│ │следований │формацию разного рода. │

└───────────────┴──────────────────┴─────────────────────────────────┘

Таблица 3.

Коммерческие экспертные системы.

┌───────────────┬──────────────────┬─────────────────────────────────┐

│ Система │ Разработчик │ Область приложений │

├───────────────┼──────────────────┼─────────────────────────────────┤

│Dendral │Stanford Universi-│ Масспектрометрия в органической │

│ │ty │химии. │

│Drilling Advi- │Teknowledge │ Диагностика технических систем. │

│sor │ │ │

│Hearsay-2 │Carnegie-Mellon │ Понимание речи. │

│ │University │ │

│Prospector │SRI International │ Геология. │

│PUFF │Stanford Universi-│ Лечение легочных заболеваний. │

│ │ty │ │

│XCON │Carnegie-Mellon │ Определение конфигурации ком- │

│ │University │пьютерных систем. │

└───────────────┴──────────────────┴─────────────────────────────────┘

Таким образом, выбор экспертных систем достаточно широк. В послед-

нее время в связи с распространением персональных компьютеров появля-

ется множество ЭС для них. Зачастую ЭС для ПК не уступают по своим ха-

рактеристикам системам, разработанным для больших ЭВМ. Так, например,

система ЭКОНЭКС, созданная в Центре Информатики и Электроники им. По-

пова, включает в себя возможности преобразования знаний из одной ст-

руктуры в другую, поддерживает иерархию знаний, обрабатывает непол-

ные, недостоверные и противоречивые знания, содержит блок проверки ис-

тинности. Система реализована и используется на персональных компьюте-

рах типа IBM. Следует учитывать, что ПК обладают относительно неболь-

шой памятью и быстродействием, следовательно, их нельзя применять в

таких областях, где необходима обработка большого количества информа-

ции. ЭС для ПК могут эффективно использоваться в таких областях, как:

- задачи оптимизации;

- анализ вариантов телефонных сетей;

- диагностика отказов автоматики;

- определение конфигурации компьютерных систем;

- прогноз погоды;

- обеспечение безопасности;

- анализ отчетов о командировках для получения обощенных выводов;

- разработка стратегий операций.

Однако, несмотря на распространенность, все вышеперечисленные ЭС

в основном обладают некоторыми общими недостатками:

- низкоразвитый интерфейс;

- необходимость знания специальных языков представления знаний;

- большие размеры;

- низкое быстродействие;

- не развиты связи с другими программами;

- нет средств быстрой смены баз знаний;

- высокая стоимость.

Отсюда следует, что ни одна из приведенных выше оболочек ЭС не мо-

жет быть эффективно использована в Вооруженных Силах, где большую

роль играют в основном быстродействие, интерфейс и стоимость. Совре-

менные ЭС также требуют больших машинных ресурсов, а именно - памяти,

как оперативной, так и памяти жесткого диска. Следовательно, нужна но-

вая эффективная оболочка ЭС, ориентированная на потребности ВС.

1.3. Постановка задачи.

В ВС часто возникают задачи, которые требуют знаний экспертов и

которые не могут быть решены стандартными способами.

Таблица 4.

Критерии применимости экспертных систем.

┌──────────────────────────────────┬─────────────────────────────────┐

│ Применимы │ Неприменимы │

├──────────────────────────────────┼─────────────────────────────────┤

│ Не могут быть строгие алгоритмы │ Имеются эффективные алгоритми- │

│или процедуры, но существуют эври-│ческие методы. │

│стические методы решения. │ │

├──────────────────────────────────┼─────────────────────────────────┤

│ Есть эксперты, способные решить │ Отсутствуют эксперты или их чис-│

│задачу. │ло недостаточно. │

├──────────────────────────────────┼─────────────────────────────────┤

│ По своему характеру задачи отно- │ Задачи носят вычислительный ха- │

│сятся к области диагностики, ин- │рактер. │

│терпретации или прогнозирования. │ │

├──────────────────────────────────┼─────────────────────────────────┤

│ Доступные данные "зашумлены". │ Известны точные данные и строгие│

│ │процедуры. │

├──────────────────────────────────┼─────────────────────────────────┤

│ Задачи решаются методом формаль- │ Задачи решаются процедурными ме-│

│ных рассуждений. │тодами, с помощью аналогии или │

│ │интуитивно. │

├──────────────────────────────────┼─────────────────────────────────┤

│ Знания статичны (неизменны). │ Знания динамичны (меняются со │

│ │временем). │

└──────────────────────────────────┴─────────────────────────────────┘

Вот лишь некоторые из обычных повседневных задач возникающих в

ВС, которые могут быть решены с помощью ЭС:

- составление расписаний занятий;

- диагностика аппаратуры;

- юридические консультации;

- планирование тактических операций;

- метеопрогнозы;

- обеспечение безопасности;

- анализ документов (отчетов);

- управление подразделением;

- обучение личного состава;

- медицинскоя диагностика.

По ранее указанным причинам, коммерческие ЭС не могут быть приме-

нены. Требуется система, обладающая следующими свойствами:

1) Высокое быстродействие.

2) Высокая надежность.

3) Простой в освоении интерфейс.

4) Низкая стоимость.

5) Низкая требовательность к машинным ресурсам.

6) Простота представления знаний.

Такая система бубет полностью удовлетворять нужды ВС.

Часть 2. Выбор средств для решения задачи

В своей повседневной деятельности командиру часто приходится стал-

киваться с различного рода информацией, необходимой ему в ходе рабо-

ты. Чаще всего это текстовая (план-конспекты, рапорта, инструкции),

графическая (схемы, планы, графики, диаграммы) и табличная (ведомос-

ти, план-задания) информация. Процесс ее обработки можно ускорить с

созданием так называемых автоматизированных рабочих мест командира.

Однако у командира возникают задачи другого рода, такие как, нап-

ример, диагностика аппаратуры, планирование рабочей недели, управле-

ние различного рода работами, анализ состояния воинской дисциплины и

много других, для решения которых нужна специальные программы - экс-

пертные системы. Для того, чтобы облегчить процесс решения такого ро-

да задач, следует в пакет прикладных программ для АРМ командира вклю-

чить и систему обработки знаний (ЭС).

Для разработки и последующего нормального функционирования проек-

тируемой ЭС для АРМ необходимы следующие аппаратные и программные

средства.

2.1. Выбор аппаратных средств для проектирования ЭС.

Чтобы создать ЭС с указанными ранее свойствами, необходимы следую-

щие требования к аппаратной части (указаны минимальные требования):

- персональный IBM-совместимый компьютер типа ЕС 1841 (желателен

компьютер IBM с процессором Intel 80386SX или выше);

- ОЗУ не менее 128 Кб (желательно - 640 Кб или выше);

- жесткий диск объемом не менее 10Мб (желателен - 120Мб и выше);

- видеокарта 128 Кб, EGA 14" (желательно - VGA или выше);

- манипулятор "мышь" (необязательно).

Аппаратных средств с такими требованиями вполне достаточно для

создания полнофункциональной ЭС, отвечающей всем ранее установленным

требованиям.

Персональный компьютер выбран как универсальное средво обработки

информации. Из всего многообразия персональных компьютеров выбор оста-

новлен именно на IBM-совместимых компьютерах, поскольку эти машины на-

иболее распространены в нашей стране, они обладают хорошими характе-

ристиками: модульно-магистральная архитектура, довольно высокая ско-

рость работы, распространенность программного обеспечения для этих

компьютеров и относительно низкая стоимость. Требования к ОЗУ и "вин-

честеру" обусловлены лишь требованиями программного обеспечения, необ-

ходимого для создания и реализации ЭС. Монитор желателен цветной, пос-

кольку часть обрабатываемой информации в проектируемой системе должна

выделяться цветом (на монохромном дисплее можно и не заметить разли-

чия в цвете различных компонентов ЭС). Хотя "мышь" и не обязательна

для разработки ЭС, ее желательно иметь, потому что создаваемая экспе-

ртная система ориентирована на "среднего" пользователя, среди которых

в последнее время "мышь" находит все большее распространение и в про-

цессе разработки ЭС может понадобиться проследить за реакцией курсора

"мыши".

2.2. Выбор программных средств для построения ЭС

В процессе создания ЭС потребуются следующие программные средства:

- операционная система (ОС), совместимая с MS-DOS (желательна

MS-DOS 6.2 и оболочка Norton Commander);

- операционная оболочка Windows 3.x (необязательна);

- система программирования Турбо-Паскаль 6.0 с библиотекой Turbo-

Vision 1.0.

Операционная система выбрана только исходя из вопросов распростра-

ненности, поскольку на IBM-совместимых компьютерах используются, как

правило, именно указанные ОС (MS-DOS, PC-DOS, DR-DOS, Альфа-ДОС).

Norton Commander желателен для удобства работы в среде MS-DOS. Поско-

льку проектируется система, совместимая в Windows, эта операционная

оболочка может тоже понадобиться при разработке для проверки совмести-

мости и установки связей между ними.

Из всех существующих ныне систем программирования выбран именно

Турбо-Паскаль по следующим причинам:

1) По сравнению с другими языками программирования, которые обыч-

но используются для создания систем искусственного интеллекта (LISP,

PROLOG, SMALLTALK), язык Паскаль проще в изучении; программы на Паска-

ле более читаемы.

2) От других обычных современных языков программирования (C++,

BASIC,MODULA 2,SIMULA) Паскаль отличается высокой структурированнос-

тью (а большинство из перечисленных языков - строчно-ориентированы).

3) Язык Паскаль обладает большим количеством типов данных, кото-

рых нет ни в одном языке программирования (такие структуры, как мно-

жества, записи).

4) В Паскале имеются средства работы с динамической памятью (в

паскале она называется "кучей") и возможность работы не только с типа-

ми данных, но и указателями на типы.

5) Паскаль обладает удобными средствами для работы со списками.

6) В системе Турбо-Паскаль 6.0 имеется объектно-ориентированная

библиотека Turbo-Vision, включающая в свой состав объекты для созда-

ния стандартного диалога с пользователем.

7) В Turbo-Vision имеется инструментарий, расширяющий возможности

как стандартного Паскаля, так и файловой структуры компьютера вообще

(коллекции, ресурсы, потоки).

8) В Турбо-Паскале очень удобная среда (интерфейс) и самый быст-

рый из всех систем программирования компилятор.

2.3. Выбор дополнительных средств для разработки

Проектируемая оболочка для ЭС должна представлять интегрированную

среду. Не выходя из среды ЭС, пользователь должен иметь доступ к дру-

гим программным или аппаратным средствам. Поэтому для отладки проце-

дур работы с этими средствами, при разработке системы желательно

иметь:

- принтер (для контроля создания процедур управления печатью);

- накопитель на флоппи-дисках 3,5" (для проверки переносимости

проектируемой системы) и сами дискеты;

- приложения пакета "АРМ командира" (для установки связи создавае-

мой ЭС с ними).

Кроме того для удобной и надежной работы следует иметь:

- пакет Norton Utilities (для повышения надежности работы компью-

тера);

- программу-антивирус типа Dr.Web, Adinf или Антивир (для защиты

разрабатываемой ЭС и других программ от вирусов;

- одну-две дискеты 3,5" (для создания резервных копий ЭС в качест-

ве защиты от несанкционированных случаев).

2.4. Выводы.

Итак, выбор аппаратных и программных средств сделан. Анализируя

сделанное, можно заметить такие характерные черты выбранных средств:

1) Разрабатываемая система имеет низкие требования к техническим

характеристикам аппаратного обеспечения.

2) Требуемое программное обеспечение достаточно распространено.

3) Программное обеспечение надежно, просто в обращении.

Таким образом, выбранное программное обеспечение полностью удов-

летворяет поставленным требованиям.

Часть 3. Состав системы "Консультант", разработка ее компонентов

3.1. Структура и назначение системы

3.1.1. Назначение, логическая структура и технические характерис-

тики системы "Консультант"

Система "Консультант" предназначена для проведения консультаций с

использованием баз знаний, а также для создания новых баз знаний,

просмотра и редактирования уже имеющихся и управления ими.