Пупков К.А., Коньков В.Г. Интеллектуальные системы (1-е изд., 2001) (1245264), страница 8
Текст из файла (страница 8)
Изменчивость окружающей среды и собственногосостояния системы может приводить к потребности в чем-либо (мотивации), апри наличии знаний может быть синтезирована цель. Под целью понимаетсяидеальное, мысленное предвосхищение результата деятельности. Продолжаяактивно оценивать информацию об окружающей среде и собственномсостоянии системы, в том числе объекта управления, при сопоставлениивариантов достижения цели можно принять решение к действию.Далее, во втором блоке динамическая экспертная система (ДЭС) наосновании текущих сведений об окружающей среде и собственном состоянииИС при наличии цели и знаний осуществляет экспертную оценку, принимаетрешение об управлении, прогнозирует результаты действия и вырабатываетуправление. Представленное в кодированном виде управление преобразуется вфизический сигнал и поступает на исполнительные устройства.
Объектуправления, получая сигнал от исполнительных устройств, осуществляет то илииное действие, результаты которого, представленные в виде параметров, поцепи обратной связи 2 поступают в ДЭС, где сравниваются спрогнозированными.Одновременнопараметрырезультатадействия,интерпретированные в соответствии со свойствами цели и поступающие в блок1, могут использоваться для эмоциональной оценки достигнутого результата:например, цель достигнута, но результат не нравится.
Если цель достигается повсем параметрам, то управление подкрепляется. В противном случаепроисходит коррекция управления. Когда же цель недостижима, токорректируется цель. Следует заметить, что при внезапных измененияхсостояния окружающей среды, или объекта управления, или системы в целомвозможен синтез новой цели и организация ее достижения. Структура ИСнаряду с новыми содержит традиционные элементы и связи, центральное местовнейзанимаетдинамическаяэкспертнаясистема.Рис.
8Динамические экспертные системы и база знаний. Формально ИСописывается следующей шестеркой:1T X S M T;2T M S C T ;3C T X S R T;T X& { A T } X T {B T }U T ;T Y {D T } X T ;(66)4T R Y C T ,где T - множество моментов времени; X , S , M , C , R и Y - множествасостояний системы, окружающей среды, мотивации, цели, прогнозируемого иреального результата; A, B и D - матрицы параметров; 1 4 интеллектуальные операторы преобразования, использующие знания.24В этом описании сочетаются представления объектов системы в видемножества значений, либо множества высказываний, либо каких-то другихформ. Динамические свойства ИС могут быть описаны в пространствесостояний.Интеллектуальныеоператоры,реализующиевосприятие,представление, формирование понятия, суждения и умозаключения в процессепознания, являются формальным средством обработки сведений и знаний, атакже принятия решения.
Все эти аспекты должны быть положены в основупостроения ДЭС, функционирующих в реальном времени и реальном мире.Динамическая экспертная система есть некоторое комплексноеобразование, способное оценивать состояние системы и среды, сопоставлятьпараметры желаемого и реального результатов действия, принимать решение ивырабатывать управление, способствующее достижению цели. Для этого ДЭСдолжна обладать запасом знаний и располагать методами решения задач.Знания, передаваемые экспертной системе, можно разделить на три категории[7].Сюда же входят связи, отношения и зависимости между понятиями иих свойствами, причем связи абстрактные, также выраженные словами итерминами. Концептуальное (на уровне понятий) знание - это знание,воплощенное в словах человеческой речи или, конкретнее, - в научнотехнических терминах и, естественно, в стоящих за этими терминами классах исвойствах объектов окружающей среды.
Концептуальное знание - это сфераглавным образом фундаментальных наук, если учитывать, что понятие естьвысший продукт высшего продукта материи - мозга.Фактуальное, предметное знание - это совокупность сведений окачественных и количественных характеристиках конкретных объектов.Именно с этой категорией знания связываются термины «информация» и«данные», хотя такое употребление этих терминалов несколько принижает ихзначение. Любое знание несет информацию и может быть представлено в видеданных; фактуальное знание - это то, с чем всегда имели дело вычислительныемашины и с чем они больше всего имеют дело до сих пор.
Современную формунакопления данных принято называть базами данных. Конечно, дляорганизации баз данных, для поиска в них нужной информации надо опиратьсяна концептуальное знание.Алгоритмическое, процедурное знание - это то, что принято называтьсловами «умение», «технология» и др. В вычислительном деле алгоритмическоезнание реализуется в виде алгоритмов, программ и подпрограмм, но не всяких, атаких, которые могут передаваться из рук в руки и использоваться без участияавторов. Такая реализация алгоритмического знания называется программнымпродуктом. Наиболее распространенные формы программного продукта пакетыприкладных программ, программные системы и другие,ориентированные на конкретную область применения ДЭС.
Организация ииспользование пакетов прикладных программ базируется на концептуальномзнании.Ясно, что концептуальное знание является более высокой, определяющей категорией знания, хотя с точки зрения практики другие категории могутказаться более важными. Именно поэтому, вероятно, концептуальное знаниередко воплощается в форме, доступной для обработки на вычислительныхмашинах. А если воплощается, то чаще всего неполно и односторонне.Носителем концептуального знания остается в большинстве случаев человек.Это тормозит автоматизацию многих процессов.Представление концептуального знания, а точнее, системы,реализующие все три категории знания, но выделяющие концептуальное знаниена первый план и работающие на основе его интенсивного использования,называются базами знаний.Создание и широкое применение баз знаний в ИС - одна изактуальнейших задач.Концептуальную часть базы знаний будем называть модельюпредметной области, алгоритмическую часть - программной системой, афактуальную часть - базой данных.Следующая функция ДЭС - решение задач.
Задача может быть решенамашиной только в том случае, если она формально поставлена (см. например,п1.2) - если для нее написана формальная спецификация. Последняя должнаопираться на некоторую базу знаний. Модель предметной области описываетобщую обстановку, в которой возникла задача, а спецификация - содержаниезадачи. В совокупности они позволяют установить, какие абстрактные связи изависимости, в каких сочетаниях и в какой последовательности должны бытьиспользованы для решения задачи. Прикладные программы представляют собойконкретные средства, стоящие за этими зависимостями, а также содержаталгоритмы для решения возникающих при этом уравнений.
Наконец, базаданных поставляет все исходные данные или часть их для выполнения этихалгоритмов, недостающие данные должны содержаться в спецификации.Этим трем частям баз знаний соответствуют три этапа решения задачи:построение абстрактной программы решения (включая возникновениезадачи, ее постановку и спецификацию);перевод задачи на подходящий машинный язык;трансляция и выполнение программы.Построение абстрактной программы связано с представлением иобработкой концептуального знания в ИС и по определению являетсядостоянием искусственного интеллекта.Искусственный интеллект связывают с обработкой текстов, устныхсообщений на естественном языке, с анализом и обработкой информации25(распознавание всех видов изображений, доказательство теорем, логическийвывод и т.д.).Функциями ДЭС являются также оценка результатов решения задачи,формирование параметров будущего результата действия, принятие решения обуправлении, выработка управления и сличение параметров желаемого иреального результатов.
Здесь предусматривается моделирование процессов дляоценки возможных последствий и корректности решения задачи.Отметим, что в реальных случаях существует проблема описанияисследуемых объектов. Такое описание неправомерно считать частьюспецификации задачи, поскольку относительно одного объекта ставится, какправило, много задач, что, естественно, требуется учитывать при формированиибазы знаний. Кроме того, может оказаться, что возникшую задачу не решить доконца автоматически, например, из-за неполноты спецификации или описанияобъекта.
Поэтому в ИС целесообразен на определенных стадиях интерактивныйрежим работы с ДЭС. Надо помнить, что модель предметной области описываетобщую обстановку (знание), а спецификация - содержание задачи.Очень важными проблемами являются создание единой программнойсреды и синтез алгоритмов непосредственно по постановке задачи.В зависимости от цели, которая стоит перед ИС, база знаний,алгоритмы решения задачи, принятия решения, выработки управления могут,естественно, иметь различное представление, зависящее, в свою очередь, отхарактера решения задач.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
