1626434812-e667f6b6e7e69d3a0798830a58e9075b (844135), страница 27

Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла (страница 27)

Кроме того, пользовательский интерфейс необходим и эксперту для осуществления манипуляций со знаниями. И, наконец, в экспертной системе должен присутствовать модуль, который способен при помощи механизма логического вывода "предложить разумный совет или осуществить разумное решение поставленной задачи", сопровождая его по требованию пользователя различными комментариями, поясняющими ход проведенных рассуждений Модуль, реализующий эти функции, называется модулем советов и объяснений.

Следует отмстить, что механизм объяснений играет весьма важную роль, позволяя повысить степень доверия пользователя к полученному результату. Кроме того, он важен не только для пользователя системы, но и для эксперта, который с его помощью определяет, как работает система и как используются предоставленные им знания. Базовая структура экспертной системы показана на рис.

6.2.1 ~28~. Перечисленные структурные элементы являются наиболее характерными для большинства экспертных систем, хотя в реальных условиях некоторые из них могут отсутствовать. Бизы данных. Интеллектуальная одриботка инфориации б.2.2. Типы экспертных систем Одним из часто употребляемых оснований классификации экспертных систем является тип решаемых ими задач. Наиболее распространенные из них приведены в таблице 6.2.1. Таблица 6,2.1. Основные области применения экспертных систем Тип решаемых задач Суть решаемых задач Интерпретация Построение описаний ситуаций по наблюдаемым данным Вывод вероятных следствий из заданных ситуаций Прогноз Диагностика Заключение о нарушениях в системе исходя из наблюдений Построение конфи гурации объектов при ограничениях Проектирование Проектирование плана действий Планирование Сравнение наблюдений с критическими точками плана Мониторинг Выраоотка рекомендаций по устранению неисправностей Отладка Выполнение плана применения выработанной рекомендации Ремонт Диагностика, отлаживание и исправление поведения ученика Обучение Интерпретация, прогноз, ремонт н мониторинг поведения системы Управление Экспертные системы, применяемые для решения перечисленных типов задач, носят названия интсрпретирующих, прогнозирующих и т.п.

(более подробно см. ~29~) Другим основанием классификации может служить тип модели предметной области. Различают статические и динамические предметные области [331. Предметную область называют статической, если ее модель остается неизменной за все время решения задачи, т.е. остаются неизменными набор сущностей, их атрибуты, связи между ними и т.д. Если это условие не выполняется, то предметную область называют динамической. В соответствии с этим экспертные системы делятся на статические и дина.иические. Глава 6. Системы, основанные иа знаниях 6.2.3.

Методология разработки экспертных систем По опыту известно, что большая часть знаний в конкретной предметной области остается личной собственностью эксперта. И наибольшую проблему при разработке экспертной системы представляет процедура получения знаний у эксперта и занесения их в базу знаний, называемая изв7еченггем знаний. Это происходит не потому, что он не хочет разглашать своих секретов, а потомуу, что он не в состоянии сделать этого, — ведь эксперт знает гораздо больше, чем сам осознает.

Кроме того, обладая большими знаниями и опытом в своей предметной области, эксперт может не быть специалистом в области компьютеров и систем ИИ. Поэтому для выявления знаний эксперта и их формализации на протяжении всего периода разработки системы с ним взаимодействует инженер по знанггяч. В целом процесс разработки экспертной системы носит эволюционный характер. В таблице 6.2.2 показаны пять основных этапов эволюции экспертной системы ~29). Таблица б.2.2.

Этапы эволюции экспертной системы Идентификация Определение характеристик задачи Концептуализация Поиск понятий для представления знаний Формализация Разработка структур для организации знаний Формулировка правил, воплошаюших знания Реализация Оценка правил, в которых воплощено знание Испытания На этапе идентификации инженер по знаниям и эксперт определяют цели и задачи построения экспертной системы, ее предметную область, необходимые для нее ресурсы г время, вычислительные средства). Они также указывают участников процесса создания системы (например, дополнительных экспертов).

Сушествует мнение, что решение ряда важнейших практических неформализованных задач возможно лишь с использованием динамических экспертных систем ~33]. В настоящее время именно этот класс систем переживает период плодотворного развития ~34~. Иногда, говоря о динамических экспертных системах, их называют системами реального времени. Хотя в общем случае это не совсем корректно, т.к. данный термин подразумевает использование другого основания классификации— время реакции системы.

Так, например, при решении задач управления под систеггамгг реа7ьного времени можно понимать системы, обеспечивающие обработку поступающей информации и выдачу управляющих воздействий с задержкой, нсключаюшей переход управляемого объекта в аварийное состояние. 140 Базы данных. Интеллектуальная обработка информации В ходе этапа концептуализации эксперт и инженер по знаниям выявляют основные понятия, отношения и характер информационных потоков, необходимые для описания процесса решения задач в данной предметной области. На этапе формализации инженер по знаниям производит выбор инструментального средства разработки экспертных систем и при помощи эксперта представляет основные понятия и отношения в рамках некоторого формализма, задаваемого выбранным средством разработки. В ходе этапа реализации эксперт осуществляет наполнение базы знаний. а инженер по знаниям комбинирует и реорганизует формализованное знание.

Результатом этого этапа является программа-прототип, которую можно выполнять и подвергать контрольным испытаниям. Наконец, в ходе испытания проводится оценка работы программы-прототипа. Как правило, эксперт дает оценку работы программы и помогает инженеру по знаниям в последующих ее модификациях. Иногда к рассмотренным пяти этапам добавляют шестой — этап опытной эксплуатации 1331, в ходе которого проверяется пригодность экспертной системы для конечных пользователей. Перечисленные этапы создания экспертной системы не являются четко очерченными, детально определенными или даже независимыми друг от друта. В лучшем случае они грубо описывают сложный процесс извлечения знаний. На каждом из них возможен откат на несколько этапов назад. Таким образом, экспертная система эволюционирует, постепенно усложняя организацию и представление знаний.

Время от времени, когда появляется необходимость в новых свойствах, которых нельзя достичь исходя из возможностей существующей системы, происходит существенная реорганизация и перестройка всей ее архитектуры. 6.2.4. Инструментальные средства разработки экспертных систем Различают следующие типы инструментальных средств разработки ЭС ~32; 351: 1. языки программирования; 2. языки представления знаний ~языки инженерии знаний); 3. средства автоматизации разработки (проектирования); 4. оболочки ЭС. Указанные типы инструментальных средств перечислены в порядке убывания эффективности, требуемой квалификации пользователя и трудозатрат, необходимых для создания ЭС.

Действительно, при использовании инструментальных средств первого типа в задачу разработчика входит программирование всех компонентов ЭС на языке довольно низкого уровня. Использование инструментальных средств второго типа позволяет значительно повысить уровень языка, что, как правило, приводит к некоторому снижению эффективности. Инструментальные сред- Глава 6.

Системы, основанные на знаниях ства третьего типа позволяют разработчику не программировать все или часть компонентов ЭС, а выбирать их из заранее составленного набора. При применении инструментальных средств четвертого типа разработчик ЭС полностью освобождается от работ по созданию программ, так как берет готовую пустую ЭС. Поэтому прототипы ЭС создаются с помощью оболочек или средств автоматизации разработки, т.к.

основная цель на этой фазе — минимизация трудозатрат, а промышленныс илн коммерческие ЭС вЂ” на языках представления знаний или языках программирования, обеспечивающих более высокую эффективность. Обоючки ЭС ориентированы на работу с пользователем-непрофессионалом в области программирования. Основным свойством оболочек является то, что они содержат все компоненты ЭС в готовом виде и их использование не предполагает программирования, а сводится лишь к вводу в оболочку знаний о проблемной области, Каждая оболочка характеризуется фиксированным способом представления знаний, организации вывода и функционирования компонентов, которые будут использоваться во всех приложениях, где будет применяться оболочка. Желание предоставить разработчику ЭС разнообразные средства для учета особенностей приложения привело к объединению в рамках одной системы различных методов решения задач, представления и интерпретации знаний.

Характеристики

Список файлов книги