Рефераты. Экспертные системы на базе VP-Expert

     Системы с прямым логическим выводом более просты в построении, результатом работы у них обычно является целый пакет данных, но  их эффективность не   всегда  соответствует  требованиям  практических задач.

     В    системах   обратного вывода  намечается перечень конечных целей -   переменных,   значения   которых   необходимо   получить. Далее производится поиск правил, определяющих эти цели. Вычисляются значения всех   переменных,   входящих  в  условия  правила.   Если переменные определяются другими правилами,   происходит  переход  к выяснению истинности   их  условий,   в  противном  случае значения переменных запрашиваются   у  пользователя.    Процесс   экспертизы заканчивается после  того,  как будут найдены все поставленные цели консультации. Это  означает,  что должна быть  выяснена  истинность всех переменных, входящих в задействованные правила.    Упрощенный алгоритм функционирования экспертных систем обратного вывода  можно

представить в следующем виде.

1.     Задается  набор  целей  -  переменных,  значение  которых требуется определить с помощью  экспертной  системы.  Список  этих переменных через интерфейс вводится в рабочую память.

2.    В базе знаний машина логического вывода    выделяет список правил, из которых можно найти неизвестные  переменные   в рабочей памяти.

3.     Из  условий  выделенных  правил,  определяются  остальные переменные, необходимые для применения правил.

4.    Определяется, какие из найденных в  п.3  переменных  можно получить из правил базы знаний.

5.    Дополняется список целей переменными найденными в п.4.

6.     Значения  переменных  из  списка  определенного в п.3, за исключением найденных в п.4, запрашиваются у пользователя.

7.    Производится попытка применения  правил  базы  знаний  для достижения поставленных целей.

8.     Если  не  все  цели  достигнуты (не удалось применить все правила, определяющие интересующие нас  переменные),  производится переход к п.2, исключив из списка целей найденные переменные.

9.      По  достижению  всех  первоначально  поставленных  целей диспетчер прекращает работу  машины  логического  вывода  и  через интерфейс выводит пользователю значения этих переменных. Логический вывод прекращается также, если нельзя достичь поставленных целей.

     В  большинстве  реально  работающих  экспертных  систем,  как правило,   используются   различные   модификации   и   комбинации рассмотренных выше алгоритмов.

         

         

             4. ОСОБЕННОСТИ СОЗДАНИЯ ЭКСПЕРТНЫХ СИСТЕМ

     

    Проектирование экспертных  систем имеет определенные отличия от создания традиционного программного продукта.  Суть этого отличия в том, что разработчики не пытаются сразу построить конечный продукт, а создают     прототип   экспертной   системы.    Прототип   должен удовлетворять основным    требованиям  к  системе  при  минимальной трудоемкости при его создании.  Для удовлетворения этим требованиям используются разнообразные        инструментальные    средства    (специализированные языки   искусственного   интеллекта,    оболочки экспертных систем и др.)  ускоряющие процесс разработки.  Возможно, что может потребоваться создание не одного , нескольких прототипов, базирующихся на     различных  способах  представления  знаний,   с

последующим выбором   наиболее  удачного.   B  том   случае   когда достигнута удовлетворительная   работа прототипа по всему комплексу задач, возможно        принятие    решения     об     окончательном перепрограммировании всей системы на языках низкого уровня, с целью улучшения ее характеристик - увеличения  быстродействия, уменьшения занимаемой памяти,  повышения эргономических параметров интерфейса.

      Опыт разработки    экспертных   систем   позволяет   выделить следующие этапы при их создании:

·     - Идентификация  -  определение  проблемы,   ресурсов,  целей, экспертов, производится     неформальное   (вербальное)    описание проблемы.

·     - Концептуализация  -  выделение  ключевых  понятий   системы, отношений и   характеристик,  достаточных  для  полного и детального описания рассматриваемой проблемы.

·     - Формализация  -  выражение  введенных  понятий  на некоторым формальным языке, построение модели исследуемой области.

·     - Этап выполнения - создание одного или нескольких прототипов.

·     - Этап  тестирования  - оценка выбранного метода представления знаний и работоспособности всей системы в целом на основе  проверки прототипа.

·     - Этап опытной эксплуатации - проверка пригодности системы для конечного пользователя.

·     - Модификация  системы  -  полное   перепрограммирование   или доведение прототипа до состояния программного продукта.

   Известны три основные разновидности исполнения экспертных систем:

¨    - Экспертные  системы, выполненные в виде отдельных программ, на некотором алгоритмическом  языке,   база  знаний  которых  является непосредственно частью этой программы.  Как правило,  такие системы предназначены для решения задач в  одной  фиксированной  предметной области. При   построении таких систем применяются как традиционные процедурные языки PASCAL,  C и др.,  так и специализированные языки искусственного интеллекта LISP, PROLOG.

¨    - Оболочки экспертных систем - программный продукт,  обладающий средствами представления     знаний   для  определенных  предметных областей. Задача  пользователя заключается  не  в  непосредственном программировании, а  в формализации и вводе знаний с использованием предоставленных оболочкой возможностей.   Недостатком  этих  систем можно считать невозможность охвата одной системой всех существующих предметных областей. Примером могут служить   ИНТЕРЭКСПЕРТ,    РС+, VP-Expert.

¨    - Генераторы экспертных систем - мощные программные  продукты, предназначенные для получения оболочек,  ориентированных на то или иное представление   знаний  в   зависимости   от   рассматриваемой предметной области. Примеры этой разновидности - системы KEE, ART и др..

     

     

        5. ОБЛАСТИ И КРИТЕРИИ ПРИМЕНИМОСТИ ЭКСПЕРТНЫХ СИСТЕМ


        Не останавливаясь  на  подробном   перечне   многочисленных областей применения,    отметим  лишь  некоторые  отрасли народного хозяйства развитых стран,  в которых методология экспертных  систем была успешно опробована:  химия,  сельское хозяйство,  электроника, образование, финансы, геология, медицина, военное дело, программное обеспечение и многие другие.

        Из перечня основных типов решаемых ими задач можно выделить  интерпретацию,        прогноз,    диагностику,    проектирование, планирование, управление, наблюдение, отладка, ремонт, обучение.

        В списке  наиболее  распространенных  в  настоящее время за рубежом экспертных систем и их оболочек  можно  выделить  следующие наименования:     INSIGT, LOGIAN,  NEXPERT, RULE MASTER, KDS, PICON, KNOWLEDGE CRAFT, KESII, S1, TIMM и др.

        В качестве критериев, по которым можно судить о возможности создания экспертной системы следует отметить следующие:

1.    - Необходимость символьных рассуждений,  очевидно,  нет смысла разрабатывать экспертную систему для численных расчетов,  например, для преобразований    Фурье,    интегрирования,    решения   систем алгебраических уравнений и др.

2.    - Наличие экспертов,  компетентных в избранном круге вопросов, которые согласны сотрудничать при создании ЭС.

3.    - Поставленная  проблема  должна  быть  достаточно  важной   и актуальной. Это    могут  быть проблемы,  требующие высокого уровня экспертизы, либо  простые,  но трудоемкие многократно повторяющиеся проверки. Нет    смысла  тратить время на решение проблем,  которые возникают редко   и  могут  быть  разрешены  человеком  с   обычной квалификацией.

4.    - Необходимо четко ограничивать  круг  решаемых  задач,   т.е. предметная область   выбирается достаточно "узкой",  чтобы избежать "комбинаторного взрыва"     объема   информации   необходимой   для компетентного решения поставленной задачи.

5.    - Необходима согласованность  мнений  экспертов  о  том,   как следует решать     поставленные  задачи,   какие  факты  необходимо использовать и каковы общие правила вынесения суждений. В противном случае невозможно   расширить  базу  знаний за пределы опыта одного человека и   осуществить  сплав  экспертных  знаний  из  нескольких областей.

6.    - Должно  быть  достаточно  исходных   данных   для   проверки работоспособности экспертной     системы   в  выбранной  предметной

7.    области, чтобы    разработчики  смогли  убедиться  в   достижимости некоторого заданного уровня ее функционирования.

8.    - Должна обеспечиваться возможность  постепенного  наращивания системы. База    знаний должна легко расширяться и корректироваться, так как правила часто меняются с появлением новых фактов.

           Ценность использования ЭС проявляется в следующих аспектах:

a)    - В    сборе,     оперативном    уточнении,    кодировании   и распространении экспертных знаний.

b)   - В  эффективном решении проблем,  сложность которых превышает человеческие возможности и для которых требуются экспертные  знания нескольких областей.

c)    - В  сохранении  наиболее  уязвимой  ценности   коллектива   - коллективной памяти.

        Создание баз знаний открывает широкие возможности,  которые обусловлены безошибочностью   и  тщательностью,   присущими  ЭВМ  и синтезом знаний  экспертов.  Если база знаний объединяет информацию по нескольким дисциплинам,  то  такой  "сплав"  знаний  приобретает дополнительную ценность.

     Экспертная система  позволяет   решить   проблему   сохранения экспертных        знаний,  связанную с утратой наиболее квалифицированных экспертов в результате их продвижения по службе,  смерти,  перехода на другую   работу  или выхода на пенсию,  а также позволит сделать знания легко   доступными  для тех,   кто  займет  места   ушедших экспертов.

     Ограничившись необходимым минимумом  изложения  теоретического материала, в    дальнейшем  сосредоточим  внимание  на практических аспектах применения экспертных систем.

     

                6. КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЭКСПЕРТНОЙ СИСТЕМЫ VP-Expert

     Рассматриваемая система представляет собой  "пустую" оболочку, хорошо зарекомендовавшую      и   получившую   достаточно   широкое распространение. ее    применение  возможно  на  IBM   совместимых персональных компьютерах с операционной системой MS DOS, имеющих не менее 256 К оперативной  памяти  и  адаптеры  графических  дисплеев подобные CGA,    EGA  или HERKULES.  Важной особенностью  оболочки, существенно  расширяющей  ее возможности, является совместимость с файлами созданными dBASE II, dBASE III и dBASE III+.

Страницы: 1, 2, 3



2012 © Все права защищены
При использовании материалов активная ссылка на источник обязательна.