Тема_13._Экспертные_системы. Основные понятия

Название	Основные понятия
Дата	24.04.2018
Размер	200 Kb.
Формат файла
Имя файла	Тема_13._Экспертные_системы.ppt
Тип	Документы #42070

Основные понятия

Экспертная система - это интеллектуальная информационная система (ИИС), предназначенная для решения слабоформализуемых задач на основе накапливаемого в базе знаний опыта работы экспертов в проблемной области.

Проблемы ставятся перед системой в виде совокупности фактов, описывающих некоторую ситуацию, и система с помощью базы знаний пытается вывести заключение из этих фактов.

Для построения базы знаний требуется:

провести опрос специалистов, являющихся экспертами в конкретной предметной области,

а затем систематизировать, организовать и снабдить эти знания указателями, чтобы впоследствии их можно было легко извлечь из базы знаний.

Архитектура экспертной системы

База знаний (БЗ) отражает знания экспертов.

Выявлением знаний эксперта и представлением их в БЗ занимаются специалисты – инженеры знаний.

ЭС должна обладать механизмом приобретения знаний для ввода знаний в базу и их последующее обновление.

В простейшем случае – это интеллектуальный редактор, который позволяет вводить единицы знаний в базу, а также проводить их анализ на непротиворечивость.

Подсистема приобретения знаний

В подсистеме приобретения знаний происходит сбор, передача и преобразование опыта решения задач из определенных источников знаний в компьютерные программы при их создании или расширении.

Источники знаний – эксперты, специалисты, БД, научные отчеты,учебная литература, опыт пользователей-менеджеров и экономистов

База знаний

В базе знаний содержится все необходимое для понимания, формирования и решения задач.

БЗ содержит элементы:

Факты (данные) из предметной области

Специальные правила (эвристики), которые управляют использованием фактов при генерации знаний.

Механизм вывода

Поддерживает методологию обработки информации из БЗ, получение и представление заключений и рекомендаций посредством формирования и организации последовательности процедур, необходимых для решения задачи.

Интерфейс пользователя

Играет существенную роль в эффективности решения задач.

ЭС имеет лингвистический процессор, который обеспечивает дружественный и проблемно-ориентированный интерфейс пользователя.

Подсистема объяснения

Может проследить соответствие и объяснить поведение ЭС, интерактивно отвечая на вопросы типа:

Как было получено заключение?

Почему эта альтернатива была отвергнута?

Какова последовательность подготовки решения?

прогнозирование,

планирование,

контроль и управление,

обучение.

Этот процесс требует специфической формы взаимодействия создателя экспертной системы, которого называют инженером знаний, и одного или нескольких экспертов в некоторой предметной области.

Инженер знаний «извлекает» из экспертов процедуры, стратегии, эмпирические правила, которые они используют при решении задач, и встраивает эти знания в экспертную систему.

В результате появляется система, решающая задачи во многом так же, как человек-эксперт.

Характерные черты экспертных систем

ЭС применяет для решения проблем высококачественный опыт наиболее квалифицированных экспертов в данной области, что ведет к решениям творческим, точным и эффективным.

гибкость ЭС. Система может наращиваться постепенно в соответствии с нуждами бизнеса или заказчика.

наличие прогностических возможностей.

ЭС может объяснить подробно, каким образом новая ситуация привела к изменениям.

Консультация для неопытных (непрофессиональных) пользователей.

Помощь при анализе различных вариантов принятия решения.

Помощь по вопросам, относящимся к смежным областям деятельности.

Наиболее широко и продуктивно ЭС применяются в бизнесе, производстве, медицине, менее – в науке.

Инструментальные средства разработки экспертных систем

Инструментальные средства построения ЭС их можно разбить на три основных типа:

Языки программирования;

Среды программирования;

Пустые ЭС (оболочки).

Языки программирования

Наиболее известными языками программирования являются Пролог и Лисп.

Пролог — язык высокого уровня, ориентированный на использование концепций и методов математической логики.

Язык Лисп обладает способностью обрабатывать списковые структуры.

Языки программирования Лисп и Пролог имеют встроенные механизмы для манипулирования знаниями.

Smalltalk,

FRL,

Interlisp.

Кроме этих специализированных языков для разработки экспертных систем используются и обычные языки программирования общего назначения:

Си,

Паскаль,

Бейсик и др.

большое время разработки готовой системы;

необходимость привлечения высококвалифицированных программистов;

трудности с модификацией готовой системы.

Все это делает применение языков программирования для реализации ЭС весьма дорогостоящим и трудоемким.

Среды программирования

Позволяют разработчику не программировать некоторые или все компоненты ЭС, а выбирать их из заранее составленного набора.

Оболочки ЭС

При применении пустых ЭС, или «оболочек» разработчик ЭС полностью освобождается от работ по созданию программ и занимается лишь наполнением базы знаний.

Типичным представителем среды программирования и оболочки ЭС является:

пакет EXSYS Professional 5.0 for Windows (оболочка — по определению разработчика — компании MultiLogic Inc., США) и его последующая модификация Exsys Developer 8.0, предназначенный для создания прикладных экспертных систем в различных предметных областях.

Система построена на использовании сложных правил вида ЕСЛИ-ТО-ИНАЧЕ. Для выбора стратегии получения заключения в системе по умолчанию используется обратная цепочка вывода. Прямая цепочка может быть задана при настройке системы.

Система обладает развитым графическим интерфейсом, способна обращаться к внешним базам данных, проверять правила на непротиворечивость. При определенной настройке может работать с русскоязычными текстами.

Применение экспертных систем

Основные типы задач, решаемых с помощью ЭС:

свойствами при соблюдении установленных ограничений