6. 28.02_урок 8. Описание предметной области. Разработка базы фактов и правил интеллектуальной системы
 Скачать 54.08 Kb.
|
|
Практическая занятие № 3 Тема: «Описание предметной области. Разработка базы фактов и правил интеллектуальной системы». Цель: научиться строить модель предметной области, описывать решаемую задачу правилами продукционной системы и формализовать используемые знания. Ход работы: Задание 1. Изучить теоретический материал. В данной работе мы рассмотрим построение базы знаний на основе сведений, полученных от эксперта. Процесс ее построение состоит из двух этапов: описание предметной области; выбор метода и модели представления знаний; Инженер знаний должен корректно сформулировать задачу. В то же время он должен уметь распознать, что задача не структурирована, и в этом случае воздержаться от попыток ее формализовать или применить систематические методы решения. Главная цель начального этапа построения базы знаний - определить, как будет выглядеть описание предметной области на различных уровнях абстракции. Экспертная система включает базу знаний, которая создается путем формализации некоторой предметной области, а та в свою очередь является результатом абстрагирования определенных сущностей реального мира. После того как предметная область выделена, инженер знаний должен ее формально описать. Для этого ему необходимо выбрать какой-либо способ представления знаний о ней (модель представления знаний). В. настоящее время отсутствует общий способ представления знаний, который бы годился для формализации предметных областей любой природы. Инженер знаний должен воспользоваться той моделью, с помощью которой можно лучше всего отобразить специфику предметной области. Когда будет создана общая теория представления знаний (если это вообще когда-нибудь произойдет), ее можно будет применять для формализации новых предметных областей без учета их особенностей. Определение характера решаемых задач Обратимся к примеру из медицинской практики. Предположим, что мы хотим построить экспертную систему, предназначенную для обработки результатов химического анализа крови, выполненного в лаборатории. Инженер знаний прежде всего обязан провести опрос эксперта и только потом приступать к построению системы. Эксперт, безусловно, должен быть специалистом в той области, в которой будет работать система. Первым делом необходимо определить целевое назначение системы. Какие, собственно 'задачи предстоит решать системе, основанной на знаниях? Цели разработки системы следует сформулировать точно, полно и непротиворечиво. Например, для диагностической системы это может быть получение ответов на такие вопросы: Здоров ли пациент (исправна ли система)? Если нет, то какое именно у него заболевание? Если имеете» несколько заболеваний, то какое из них наиболее опасно? Какие изменения в диете и рационе питания следует рекомендовать и, какие из них считаются особенно важными? Какие лабораторные исследования необходимо провести дополнительно и, какие из них являются первоочередными? Как нужно изменить образ жизни пациента или климатические условия, в которых он находится? Нужно ли направить пациента для обследования к врачам- специалистам и если да, то к каким именно? Подумайте, на какие еще вопросы должна уметь отвечать наша диагностическая система? После того как цель разработки системы определена, инженер знаний приступает к формулированию подцелей. Это поможет ему установить иерархическую структуру системы и разбить ее на модули. Введение тех или иных подцелей обусловливается наличием связей между отдельными фрагментами знаний. Проблема сводится к разбиению задачи на две или несколько подзадач меньшей сложности и последующему поиску их решений. При необходимости, полученные в результате разбиения подзадачи могут дробиться и дальше. Выявление объектов предметной области Следующим шагом построения базы знаний является выделение объектов предметной области, или в терминах теории систем установление границ системы. Как и формальная система, совокупностьвыделенных понятий должна быть точной, полной и непротиворечивой. Итак, какие конкретно лабораторные анализы необходимо провести? Следует ли обратиться к истории болезни пациента и если да, то какие данные в ней наиболее важны? Какие еще сведения о пациенте могут представлять интерес (например, отмечались ли раковые заболевания у родственников)? Нужно ли учитывать лекарства, которые больной принимал ранее, а также предыдущие назначения врачей? Играет ли какую-нибудь роль род занятий и образ жизни больного, климатические условия и режим питания? Какие симптомы у него наблюдаются (головные боли, жар и т.д.)? Установление взаимосвязей между объектами После выявления объектов предметной области необходимо установить, какие между ними имеются связи. Например, низкое содержание тиреотропного гормона в крови может свидетельствовать о повышенной активности поджелудочной железы, но может означать и нечто другое. Следует стремиться к выявлению как можно большего количества связей, в идеале - всех, которые существуют в предметной области. Формализация знаний Полученное качественное описание предметной области должно быть представлено средствами какого-либо формального языка, чтобы привести это описание к виду, позволяющему поместить его в базу знаний системы. Для решения этой задачи выбирается подходящая модель представления знаний, с помощью которой сведения о предметной области можно выразить формально. Рассмотрим пример. Подходящей задачей, при решении которой можно использовать продукционную модель, может быть задача, вытекающая из следующей ситуации: к директору крупной технической фирмы пришёл человек, желающий устроиться на работу. Директор располагает сведениями о его квалификации, о потребностях фирмы в специалистах и общем положении дел в фирме. Ему нужно решить, какую должность в фирме может занять посетитель. Рассмотрим модель «Посетитель», выявим необходимые атрибуты для принятия решения о приеме на работу. Объект: посетитель. Атрибуты: наличие ученого звания стаж работы по специальности посетитель сделал важное открытие средний бал посетителя за время учебы  Рис.4.Модельпредметнойобласти 2. Выполнить практическое задание. Ответить на контрольные вопросы. Порядок выполнения работы Проанализировать полученное задание Определить характер решаемой задачи. Выделить объекты предметной области. Контрольные вопросы 1. Какие модели представления знаний используются? 2. Типы задач экспертных систем? 3. Чем характеризуются объекты предметной области? 4. Как могут быть представлены факты в ЭС? 3. Сделать вывод о проделанной работе. Загрузить отчет на Google-диск. |