Реферат Обзор экспертной системы Hannibal. Экспертная система Hannibal. Экспертная система Hannibal. Введение

• Название: Экспертная система Hannibal. Введение
• Анкор: Реферат Обзор экспертной системы Hannibal
• Дата: 28.09.2022
• Размер: 84.6 Kb.
• Имя файла: Экспертная система Hannibal.docx
• Тип: Документы; #702316

Экспертная система Hannibal.
Введение

Экспертная система (далее по тексту — ЭС) — это информационная система, назначение которой частично или полностью заменить эксперта в той или иной предметной области. Подобные интеллектуальные системы эффективно применяются в таких областях, как логистика, управление воздушными полетами, управление театром военных действий. Основною направленной деятельностью предсказание, прогнозирование в рамках определенного аспекта в предметной области.
История экспертных систем
История экспертных систем берет свое начало в 1965 году. Брюс Бучанан и Эдвард Фейгенбаум начали работу над созданием информационной системы для определения структуры химических соединений.
Результатом работы была система под названием Dendral. В основе системы формировалась последовательность правил подобных к «IF – THEN». Информационная система не перестала развиваться и получила множество наследников, таких как ONCOIN – информационная система для диагностики раковых заболеваний, MYCIN – информационная система для диагностики легочных инфекционных заболеваний.


Следующим этапом стали 70-е годы. Период не выделялся особыми разработками. Было создано множество разных прототипов системы Dendral. Примером служит система PROSPECTOR, областью деятельности которой являлась геологические ископаемые и их разведка.
В 80-ых годах появляются профессия – инженер по знаниям. Экспертные системы набирают популярность и выходят на новый этап эволюции интеллектуальных систем. Появились новые медицинские системы INTERNIS, CASNE.
С 90-ых годов развитие интеллектуальных систем приобретает новые и новые методы и особенности. Нововведением становится парадигма проектирования эффективных и перспективных систем. Гибкость, четкость решения поставленных задач дало новое название – мультиагентных систем. Агент – фоновый процесс который действует в целях пользователя. Каждый агент имеет свою цель, «разум» и отвечает за свою область деятельности. Все агенты в совокупности образуют некий интеллект. Агенты вступают в конкуренцию, настраивают отношения, кооперируются, все как у людей.
Структура экспертной системы


1. База знаний
Знания — это правила, законы, закономерности получены в результате профессиональной деятельности в пределах предметной области.
База знаний — база данных содержащая правила вывода и информацию о человеческом опыте и знаниях в некоторой предметной области. Другими словами, это набор таких закономерностей, которые устанавливают связи между вводимой и выводимой информацией.
2. Данные
Данные — это совокупность фактов и идей представленных в формализованном виде.
Собственно на данных основываются закономерности для предсказания, прогнозирования. Продвинутые интеллектуальные системы способные учиться на основе этих данных, добавляя новые знания в базу знаний.

3. Модель представления данных.
Самая интересная часть экспертной системы.
Модель представления знаний (далее — МПЗ) — это способ задания знаний для хранения, удобного доступа и взаимодействия с ними, который подходит под задачу интеллектуальной системы.

4. Механизм логического вывода данных (Подсистема вывода)
Механизм логического вывода (далее — МЛВ) данных выполняет анализ и проделывает работу по получению новых знаний исходя из сопоставления исходных данных из базы данных и правил из базы знаний. Механизм логического вывода в структуре интеллектуальной системы занимает наиболее важное место.
Механизм логического вывода данных концептуально можно представить в виде :
А — функция выбора из базы знаний и из базы данных закономерностей и фактов соответственно
B — функция проверки правил, результатом которой определяется множество фактов из базы данных к которым применимы правила
С — функция, которая определяет порядок применения правил, если в результате правила указаны одинаковые факты
D — функция, которая применяет действие.

Распространены четыре основных МПЗ:

• 
  Продукционная МПЗ
  
• 
  Семантическая сеть МПЗ
  
• 
  Фреймовая МПЗ
  
• 
  Формально логическая МПЗ
  

Продукционная МПЗ

В основе продукционной модели представления знаний находится конструктивная часть, продукция (правило):
IF <условие>, THEN <действие>
Продукция состоит из двух частей: условие — антецендент, действие — консеквент. Условия можно сочетать с помощью логических функций AND, OR.
Антецеденты и консеквенты составленных правил формируются из атрибутов и значений. Пример: IF температура реактора подымается THEN добавить стержни в реактор.
В базе данных продукционной системы хранятся правила, истинность которых установлена за ранее при решении определенной задачи. Правило срабатывает, если при сопоставлении фактов, содержащихся в базе данных с антецедентом правила, которое подвергается проверке, имеет место совпадение. Результат работы правила заносится в базу данных.

Семантическая сеть МПЗ
В основе продукционной модели лежит ориентированный граф. Вершины графа — понятия, дуги — отношения между понятиями.
Особенностью является наличие трех типов отношений:

• 
  класс — подкласс
  
• 
  свойство — значение
  
• 
  пример элемента класса
  

По количеству типов отношений выделяют однородные и неоднородные семантические сети. Однородные имею один тип отношения между всеми понятиями, следовательно, не однородные имею множество типов отношений.
Все типы отношений:

• 
  часть — целое
  
• 
  класс — подкласс
  
• 
  элемент — количество
  
• 
  атрибутивный
  
• 
  логический
  
• 
  лингвистический
  

Недостатком МПЗ является сложность в извлечении знаний.

Фреймовая МПЗ

Предложил Марвин Мински в 1970 году. В основе фреймовой модели МПЗ лежит фрейм. Фрейм — это образ, рамка, шаблон, которая описывает объект предметной области, с помощью слотов. Слот — это атрибут объекта. Слот имеет имя, значение, тип хранимых данных, демон. Демон — процедура, автоматически выполняющаяся при определенных условиях. Имя фрейма должно быть уникальным в пределах одной фреймовой модели. Имя слота должно быть уникальным в пределах одного фрейма.

Слот может хранить другой фрейм, тогда фреймовая модель вырождается в сеть фреймов.

Формально логическая МПЗ

В основе формально логической МПЗ лежит предикат первого порядка. Подразумевается, что существует конечное, не пустое множество объектов предметной области. На этом множестве с помощью функций интерпретаторов установлены связи между объектами. В свою очередь на основе этих связей строятся все закономерности и правила предметной области. Важное замечание: если представление предметной области не правильное, то есть связи между объектами настроены неверно или не в полной мере, то правильная работоспособность системы будет под угрозой.

Экспертная система HANNIBAL

Экспертная система HANNIBAL - интерпретатор радиообмена - предназначена, по заявлению ее авторов, «для выдачи командиру на поле боя рекомендаций по оперативному построению и замыслу применения сил (войск) по результатам перехвата радиообмена». Показателем эффективности такой системы является вероятность правильного распознавания по работе связи к заданному времени замысла применения сил противника. Более поздней разработкой, построенной на принципах экспертных систем, стала ASAS - система автоматизированной обработки разведывательной информации от всех источников (all source automatic system), принятая на вооружение в странах НАТО в начале 90-х годов. Показателем эффективности такой системы реально может быть вероятность правильного распознавания замысла применения сил на основе информации от всех источников.

Способность противостоять вскрытию замысла применения сил по работе радиосредств является свойством связи, характеризующим ее скрытность. Более точно под скрытностью связи понимается сохранение в тайне от противника содержания и факта передачи информации. Понятие скрытности связи дает представление о возможности оценки на качественном и количественном уровнях всех аспектов ущерба, который может нанести нескрытная работа средств и систем связи, как системе управления, так и войскам (силам).

Однако если скрытие содержания сообщений во всех звеньях управления обеспечивается сравнительно просто криптографическими способами, то скрытие факта связи является весьма проблематичным. Вместе с тем «инициаторами» фактов связи являются субъекты системы управления (органы управления и соответствующие должностные лица), поэтому на самом деле факты связи являются фактами управления. Учитывая это обстоятельство, можно понять, почему из руководящих документов по связи, научных публикаций и практики использования связи постепенно вытесняется понятие «скрытность» и заменяется понятиями «безопасность связи» и «разведзащищенность системы связи».

Для оценки этих свойств введены количественные показатели, которые достаточно легко вычисляются. Так, в качестве показателя безопасности связи используется отношение числа гарантированно засекреченных каналов к общему числу каналов связи. В качестве показателя разведзащищенности используются вероятность вскрытия системы связи и среднее время вскрытия системы связи. Под вскрытием системы связи понимается факт обнаружения и распознавания не менее 80% объектов связи. Поскольку криптографическая защита информации перестает быть проблемой даже в тактическом звене, то и ущерб системе управления и деятельности сил можно свести к весьма незначительному путем криптографической и имитационной защиты. Показатель разведзащищенности системы связи учитывает только ущерб, который несет система связи из-за нескрытной работы вследствие применения противником по объектам связи высокоточного и самонаводящегося оружия и помех по каналам радиосвязи.

Ущерб, который наносится системе управления и силам, этими показателями не учитывается, хотя именно он является основным. Пересчет таких показателей напрямую в показатели скрытности управления и деятельности сил также является проблематичным. Причиной перехода от показателя скрытности связи к частным показателям безопасности связи и разведзащищенности системы связи является, на наш взгляд, стремление уйти от юридической ответственности за ущерб, который могут понести управление и силы, поскольку, как отмечалось ранее, факт связи является на самом деле управленческим актом.
Однако независимо от ответа на вопрос «кто виноват?» ущерб этот необходимо учитывать, для чего следует разработать иерархически упорядоченную систему показателей и методы их вычисления, учитывающие влияние скрытности связи на скрытность управления войсками (силами).

Построить такую систему показателей возможно на основе иерархичности и органической взаимозависимости между управлением синими и связью, а также иерархичности систем разведки, радиоэлектронной разведки, радиоразведки. Кроме того, необходимо учитывать, что процессы ведения разведки деятельности сил и введения разведки противника в заблуждение относительно характера такой деятельности имеют прямо противоположные цели, следовательно, их вероятностные меры в сумме должны составлять единицу. Поскольку показатели эффективности системы радиоразведки и комплексной системы разведки (ASAS) определены, то показатели скрытности связи и деятельности сил определяются автоматически.

Радиоразведка является составной частью радиоэлектронной разведки, которая наряду с другими видами является составной частью общей системы разведки. Радиомаскировка (оперативная радиомаскировка) является составной частью маскировки (оперативной маскировки) и, кроме того, составной частью радиоэлектронной маскировки, направленной на скрытие работы системы управления и введение радиоэлектронной разведки противника в заблуждение относительно замысла применения наших сил. Именно поэтому показатели скрытности связи и эффективности радиомаскировки должны быть тесно связаны с аналогичными показателями более высокого уровня - деятельности сил и управления силами.

Заключение

Любая экспертная система должна иметь вывод данных и последовательность "мышления" системы. Это нужно для того чтобы увидеть дефекты в проектировании системы. Хорошая интеллектуальная система должна иметь право ввода данных, которое реализуется через интеллектуальный редактор, право редактора на перекрестное "мышление" представлений при проектировании системы и полноту баз знаний (реализуется при проектировке закономерностей предметной области между инженером по знаниям и экспертом).

Экспертные системы действительно имеют широкое применение. Они позволяют экономить время реальных экспертов в определенной предметной области. Модели представления знаний это неотъемлемая часть интеллектуальных систем любого уровня.