Лекции по экспертным системам (549046), страница 5
Текст из файла (страница 5)
1 – определение основных черт системы, состав разработчиков, время выполнения
2 – уточнение основных понятий
С
труктура современных инструментальных средств для разработки ЭС
Ядро
Программный уровень
Интерфейсный уровень
Ядро:
-
ООТ
-
РВ
Программный уровень:
-
Активная графика
-
Естественные языковые средства
-
Наличие средств моделирования
-
Поддержка специальных и общих утверждений
-
Представление формул
-
Представление процедур
Интерфейсный уровень:
-
Интегрированность + внешний интерфейс (СУБД, ЭТ, PLC)
-
Повторное использование (система может работать на аналогичной задаче)
-
Поддержка архитектуры клиент-сервер
-
Масштабируемость приложения
-
Открытость и переносимость
-
Инкрементальная разработка приложений (нет проблем с модификацией)
Классификация инструментальных средств конструирования ЭС
-
Уровень используемого языка
-
Традиционные языки (C++, C#, Java)
-
Символьные языки (LISP, Prolog, Clips)
-
Инструментальные средства типа TOOLS (OPS5, KEE, KRT)
-
Инструментальные средства типа SHELLS (1stClass, GURU)
-
Инструментальные средства, ориентированные на динамические ЭС и ЭС реального времени
-
Предметно-проблемно ориентированные инструментальные среды (G2, RTWORKS)
-
Технология программирования
-
Традиционное программирование
-
Программирование на основе технологии datа-flow
F(x1…xn)
x
I
m Exp
-
Программирование на основе правил (rule-based)
Р П(БД), БЗ(БП), Решатель P =
Продукционный цикл:
-
Сопоставление текущей ситуации S c P → конфликтное множество CS
-
Р
азрешение конфликта
Жесткая стратегия гибкая стратегия параллельное выполнение
Активное множество AS CS
-
Выполнение правил из AS → состояние S’
-
Оценка результатов
Если S’ Sц и удовлетворяет критериям, то выдаем результат, иначе go to 1 с S
S’
-
ООП
-
Способ представления знаний
-
Логические МПЗ
Переход от классической логики (prolog) к неклассическим логикам (аргументация, абдукция,темпоральные логики, логики знаний и веры)
-
Продукционные модели
-
Модели представления структурированных знаний (семантические сети, фреймы, антологии)
-
ОО МПЗ (Clips( COOL))
-
Средства поиска решения и моделирования
-
Ориентация на создание статических ЭС
-
По структуре (форме) используемых знаний
С построением ДР(СР) \ без построения ДР(СР)
-
По стратегии поиска решения
С полным перебором \ с ограниченным перебором
- В глубину эвристики
- В ширину
- Комбинированно
-
Ориентация на создание динамических ЭС
-
По структуре (форме) используемых знаний
Компиляция ДР(СР) \ генерация ДР(СР)
Динамика слабая, Сильная динамика,
перекомпиляция при ДР постоянно обновляется
изменениях в БЗ
-
По средствам получения результата и проверки БЗ
-
Наличие средства поддержки истинности
(средства удовлетворения ограничений)
-
Средства планирования поиска решения
РБ – гибкие алгоритмы
(улучшение результата по мере увеличения ресурсов)
-
По средствам моделирования
-
Стандартные средства (классические марковские процессы)
Информация должна быть достоверна; в G2 – метод Эйлера и
Рунге-Кутта
-
Специальные средства
Дописывается разработчиком или СП
-
Средства приобретения знаний
-
Уровень используемого языка
-
Формализованный язык
-
Ограниченный естественный
-
Язык пиктограмм и изображений
-
Естественный язык + язык изображений
-
По типу приобретаемых знаний
-
Простые \ глубинные
Продукционные правила сети, антологии, фреймы
с триплетами
-
неструктурированные \ структурированные
-
Технология разработки приложений на основе знаний
На основе простых знаний \ на основе глубинных знаний
Тенденции развития инструментальных средств конструирования ЭС
-
ИС для создания интеллектуальных систем
-
Ориентированные на РС (1stclass, EXSES, Nexpert…)
-
Ориентированные на рабочие станции (Nexpert object prof, Level5 object prof, GURU, Clips)
-
Предметно-проблемно ориентированные ИС (G2, RTWorks)
-
Средства для создания систем-советчиков (help check application)
-
Средства case based reasoning
-
Ориентированные на main frame (KBMS, TIRS…)
-
Ориентированные на спецмашины (LISP-машины, Prolog-машины)
-
Естественно-языковые системы
-
Средства для создания естественно-языкового интерфейса к СУБД
-
Естественно-языковой интерфейс для поиска и сканирования текстов
-
Средства для распознавания речи (словари >100 тыс слов + дикторский текст)
-
Средства для голосового ввода (словари < 1000 слов + зашумленные этапы)
-
Средства (компоненты) речевой обработки
-
Средства soft computing
-
Нейронные сети
-
Общего назначения \ специального назначения (предметно-ориентированные)
-
Управление процессами
-
Фейс-контроль
-
Финансовые модели
-
Оценка недвижимости
-
Нечеткие логики (fuzzy logic)
-
Нечеткие контроллеры
-
Моделирование рассуждений (нечеткие алгоритмы)
-
Генетические алгоритмы (эволюционное моделирование)
В
ыбор популяции (хромосом) t=0
Отбор для скрещивания(селекция) t=t+1
С крещивание, получение новой популяции p(t)
Э
волюция (мутация)
-
Средства приобретения знаний
-
Извлечение знаний из текста
-
Извлечение знаний из эксперта
-
Формирование знаний на основе обучения
Data Mining (прагматический аспект)
Хранилище
Данные
Информация
Знания
Метод решения
Knowledge Discovery (машинное обучение) (познавательный аспект)
Наблюдаемые факторы
Обобщенные факторы
Эмпирические гипотезы
Теоретический результат
П
риобретение знаний
Извлечение знаний Приобретение знаний Формирование знаний
(knowledge elicitation) (knowledge acquisition) (machine learning)
100% 25-30%
Э
ксперт Инженер знаний
Вербализация высказано услышано осмыслено
Знания в голове эксперта
К 1 К2
Н еформализованы вербализованы
(невербализованы)
К3
Полуформализованы
(определены основные понятия и отношения между ними)
К4
Формализованы
(модель представления)
К5
База знаний системы
Плохо формализованы → формирование знаний
Хорошо формализованная предметная область → четкие алгоритмы
Средне формализовано → ЭС
Основные алгоритмы извлечения знаний:
-
Л
ингвистический → антологии
Синтактика
Семиотика
Прагматика Семантика
синтактика
A cer Компьютер
семантика
прагматика
ЛПР
(целеполагает)
Концепт
Десигнат Денотат(образ)
(имя)
Прагматика
-
Гносеологический
Прагматический подход Гносеологический подход
Х
ранилище наблюдения
Данные обобщение
Информация гипотезы (эмпирические знания)
Знания теоретические знания
Метод решения
-
П
сихологический
Контантный слой Процедурный слой Когнитивный слой
Специфика эксперта теория вопросников поверхностные
денотативные
Экстраверт\интроверт; Эратетические знания фактографические
Импульсивность\ знания\конотативные
рефлексивность; глубинные;
Гибкость\ригидность; Достоверные\
правдоподобные
МПЗ | По глубине | По достоверности | ||
Поверхностные | Глубокие | Достоверные | Правдоподобные | |
Классические | + | + | ||
Неклассические | + | + | ||
Продукционные | + | + | + | |
Структурированные | + | + | + | |
Интегрированные ОО МПЗ | + | + | + | + |
Методы извлечения знаний:
-
Текстологические (текст, книга)
-
Коммуникационные (эксперт)
Пассивные Активные
-
Н
аблюдение
-
Лекции
-
Мысли вслух
Индивидуальные Групповые
- Интервью - Мозговой штурм
- Анкетирование - Круглый стол
- Диалог - Ролевые игры
- Экспертные игры
Уровни познания
Наблюдаемые факторы | Обобщенные факторы | Эмпирические законы | Теоретические законы | |
Уровень восприятия | Уровень отражения | |||
(семиотическое кодирование)
|
(глубинное структурирование)
|
Средства приобретения знаний
-
По области примемения
-
Зависимые \ независимые от ПО
-
Ориентирвоанные на задачи анализа \ синтеза
-
По методам приобретения знаний
Ориентированные на ИЗ \ Э \ группу экспертов
-
По способу организации диалога с экспертом
-
Проблемно-ориентированные системы \ естественно-языковые системы
-
с \ без БЗ
-
с \ без использования метода психосемантики
-
по типу приобретенных знаний
-
поверхностные \ глубинные
-
структурированные \ неструктутрированные
Методы психосемантики
-
метод семантических дифференциалов Остуда
задача: перейти от наблюдений к обобщениям и определить их надежность.
Основные шкалы:
-
шкала оценки (знаний)
-
шкала силы (важности)
-
шкала активности (надежности)
На основе шкал строим вектор «сила управляющего воздействия»