ЕКСПЕРТНІ СИСТЕМИ. ОСНОВНІ ВИЗНАЧЕННЯ

Експертна система (ЕС) – інтелектуальна система, призначена для розв’язування задач у певній предметній галузі на основі знань, наданих експертами, що включає базу знань, і яка підтримає функції обґрунтування, пояснення та виправдання.

ЕС дозволяють ефективно застосовувати ЕОМ в таких галузях і сферах діяльності, які математично важко формалізуються або їх зовсім неможливо формалізувати. Інтерес до ЕС обумовлений такими причинами:

- ЕС орієнтовані на розв’язання широкого кола задач у галузях, що неформалізовані;

- ЕС розв’язують задачі в діалоговому режимі з користувачами, які не знають програмування;

- ЕС посилюють можливості користувачів у даній галузі знань.

ЕС застосовуються в тих випадках, коли задача не формалізується за допомогою алгоритмів, коли неможливо використати експертів для розв’язання задач, коли для розв’язування задачі експерту потрібно багато часу, коли треба збільшити можливості користувачів у цьому процесі.

ЕС найбільше застосовуються в таких галузях:

- консультації та допомога при розв’язуванні задач у різних предметних галузях;

- проектування ЕС;

- медична діагностика та консультація по лікуванню;

автоматизація програмування, перевірка і аналіз програмного забезпечення.

КЛАСИФІКАЦІЯ ЕКСПЕРТНИХ СИСТЕМ (ЕС)

ЕС поділяють на три види:

- інструментальна, яка потрібна для автоматизації процесу розробки ЕС;

- традиційна з засобами подання та маніпулювання знаннями або гібридна, в якій інтегровані пакети прикладних програм на алгоритмічних мовах і засоби подання та маніпулювання знаннями;

- порожня (або оболонка), в якій база знань не заповнена.

За призначенням ЕС поділяються за метою і за користувачем:

- за метою ЕС поділяються на такі, що призначені для розв’язання задач, навчання спеціалістів, тиражування знань експерта тощо;

- за користувачем розглядають ЕС для спеціалістів, ля нефахівців, для тих, що навчаються.

Проблемна галузь (ПГ), де застосовується ЕС, розглядається:

- з точки зору користувача (діагностика, користування тощо);

- з точки зору розробника (статична, динамічна, де вихідні дані змінюються під час розв’язування задачі);

- за глибиною аналізу ПГ або простору пошуку (середня кількість послідовно виконуваних правил);

- за шириною простору пошуку або середньою кількістю правил, які одночасно доступні для аналізу.

Класифікація ЕС за виведенням:

- з прямим виведенням, що використовується для передбачення, або для екстраполяції, тобто коли згідно початкових знань і правил можна зробити висновки про результати якої-небудь діяльності і про результати дій правил;

- зі зворотним виведенням, що використовується в діагностиці, коли за наявністю відмов або збоїв необхідно виявити їх причину (факт);

Класифікація за стадією існування:

- демонстраційна (реалізується лише частина задач і можна перевірити правильність обраного напрямку);

- дослідницька (розв’язує всі задачі, але ще не тестована);

- діюча (не оптимізована за обсягом пам’яті, за часом виконання);

- промислова (має все, що потрібно для розробника);

- комерційна, що придатна для користувача.

АРХІТЕКТУРА ЕС

На рисунку статична ЕС на стадії проектування.

База знань поділяється на екстенсіальну частину (базу даних (БД), або робочу пам’ять) та інтенсіальну частину (базу знань (БЗ)).

БД призначена для зберігання вихідних та проміжних даних поточної задачі.

У БЗ зберігаються довгострокові дані, що описують ПГ, та правила перетворення даних ПГ.

Знання, якими наповнюють ЕС, поділяють на: знання першого роду(факти, явища, закономірності – істини, що визнані в даній ПГ та зафіксовані в джерелах інформації) та знання другого роду (емпіричні правила, здобуті на основі досвіду, праці та інтуїції, і факти, що описують ПГ).

Підсистема накопичення знаньавтоматизує процес наповнення ЕС знаннями, які спрямовує інженер знань, застерігає від помилок введеня.

Інтерфейс, або підсистема спілкування, формує сприятливі обставини для користувача та інженера знань у ході розв’язання задачі, добування знань, а також пояснення результатів роботи.

Розв’язувач на основі вхідних даних з БД і отриманих з БЗ формує таку послідовність операцій, яка призводить до розв’язання задачі.

Система пояснень служить для підвищення довіри до ЕС, крок за кроком, або зразу пояснює роботу ЕС, надає інформацію про те, які правила і факти були застосовані. (Що полегшує тестування системи)

Експерт повинен багато знати в потрібній ПГ, бути надзвичайно працьовитим та вміти структурувати свої знання. Від нього залежить повнота та правильність знань.

Інженер знань – це розробник ЕС, який займається приведенням знань, здобутих від експерта, до вигляду придатного для розміщення в БЗ.

Експерт ті інженер знань працюють з ЕС на етапі наповнення та доповнення БД та БЗ, а на етапі експлуатації замість них в архітектурі присутній кінцевий користувач. Таким чином ЕС може працювати в двох режимах: режимі добування знань та режимі розв’язування.

Динамічні ЕС (ЕС реального часу) є основним напрямком роботи по створення ЕС другого покоління. В їх архітектуру введені підсистеми моделювання зовнішнього світу, зв’язку з зовнішнім оточення, обліку часової логіки подій, що обробляються. Вони виконують роль активного помічника користувача або виконуючого механізму в автоматизованих системах управління. Крім того динамічні ЕС мають засоби самостійного вилучення знань з даних, що надходять в систему в ході її створення і експлуатації, та їх аналізу. Тобто блоки Експерт на Інженер знань замінюються / доповнюються Блоком взаємозв’язку з зовнішнім світом, Базою моделей світу і користувача, Блоком виведення знань та Аналізатором знань.

Поиск по сайту: