Московский Государственный Институт Электроники и Математики

(Технический университет)

Кафедра ЭВА

Зарудный Д.И.

Методические указания по лабораторной работе

"Создание экспертной систем с помощью программы

VP-EXPERT"

по курсу "Базы данных"

Москва 2001

1. Программа VP-EXPERT

VP-EXPERT – интелектуальная программа, способная делать логические выводы на основании знаний в конкретной предметной области и обеспечивающая решение специфических задач. VP-EXPERT и другие экспертные системы призваны заменить специалиста в конкретной предметной области, то есть решать задачи в отсутствии эксперта. VP-EXPERT обладает такими функциями как:

1)Механизм предоставления знания в конкретной области и управление ими;

2)Механизм, который на основании имеющихся в базе знаний, способен делать логические выводы;

3)Интерфейс для правильной передачи ответов пользователю и т.д.

Для решения различных задач, получения выводов необходимо иметь определенные знания (базу знаний) в этой области. Знаниями принято называть хранимую в ЭВМ информацию формулируемую в соответствии с определенным структурным правилами, которую ЭВМ может использовать при решении проблем по таким алгоритмам как логические выводы. В VP-EXPERT реализована модель представления знаний основанная на использовании правил (продукционная модель).

Экспертная система VP-EXPERT состоит из множества несвязанных между собой правил и множества фактов, накапливающихся по мере фунционирования экспертной системы. База знаний состоит из конечного набора правил (П):

П={P₁,……..P_m }

A={a₁,……….a_m} – набор факторов

Таких, что условия применимости любого из правил P_i состоит в одновременном наличии фактов a_i1……..a_in, следовательно любая продукция P_i из П имеет вид:

P_i: a₁a₂…..a_is  a_m

a_m- новый факт, выведенный из фактов условий.

Область применения:

Медицинская диагностика, оказание помощи пользователям в различных предметных областях, проверка и анализ П/О, анализ риска в политике и т.д.

2. Операторы для создания базы знаний и консультационного меню

EXECUTE - этот оператор начинает режим консультации немедленно после команды Consult.

BKCOLOR = <номер цвета> - настраивает фон экрана на цвет, соответствующий номеру (0-7)

0 – черный 5 – бордовый 10 – салатовый

1 – синий 6- коричневый 11- светлый циан

2 – зеленый 7- белый 12 – светло-красный

3 – циан 8 – серый 13 – розовый

4 – красный 9 – голубой 14 - желтый

15 – ярко – белый

COLOR = <номер цвета> - настраивает цвет текста согласно его номеру (0-15)

ACTIONS - <предложение1>

<предложение2>

и т.д.

Ключевое слово ACTIONS определяет начало блока ACTIONS, который упорядочивает список операции для VP-EXPERT Consultation (режим консультации) в режиме листинга одного или большего числа предложений, которые будут выполняться по порядку, в течении консультации.

Когда все предложения будут выполнены, консультация будет закончена. В добавление к выполнению предложений блок ACTIONS, может присваивать значения переменным.

FIND <переменная> - предложение FIND, выполняясь, напрвляет механизм вывода на поиск значения указанной переменной. Если предложение FIND встречается многократно в блоке ACTIONS или в правиле, то VP-EXPERT пытается найти значение для каждой из переменных в той последовательности, в которой они появляются. Механизм вывода передвигается к следующему предложению FIND только после нахождения значения для переменной, указанной в предыдущем преложении FIND или после того, как значение переменной не может быть найдено.

DISPLAY “<текст>~” – выводит на экран данный текстовый блок информации для пользователя (до 1000 символов). Текст должен быть внутри двойных кавычек, а если требуется вывести значение переменной, то в тексте пишется имя этой переменной в фигурных скобках {}

Имя переменной внутри фигурных скобок со значком # выводится на экран со своим фактором доверия (смотри ниже)

Display “Твоя рыба это –{#fish}~”

На экран будет выведено Твоя рыба это – карась CNF 90.

RULE <название правила> - ключевое слово RULE, и следующий за ним пробел и метка правила длиной до 20 символов, идентифицирует начало базы знаний. Правило состоит из имени правила (Ключевое слово RULE плюс пробел плюс метка правила) ; посылка (ключевое слово IF и следующие за ним одно или нескольких условий разделенные операторами AND или OR) ; заключение (ключевое слово THEN и следующие заним одно или более заключений) и точка с запятой, означающая конец правила.

RULE 1

IF <переменная1>=<значение1>

THEN <переменная2>=<значени2>;

Если значение переменной состоит из нескольких слов, то слова должны быть соединены значком (_). Например Рыба_карась. Иногда перед точкой с запятой вводится фактор доверия – CNF – это числа используемые для подсчета истинного значения порога доверия. Например, в нижеследующем примере фактор доверия указывает, что заключение получается с 80% доверием.

RULE 1

IF korm=водоросли_и_ил

THEN fish=карась CNF 80;

Если фактор доверия не указан, то ему присваивается значение 100%.

ASK <переменная1>: “<текст>” - когда для выведения умозаключения машина не может найти правила, чтобы присвоить значение переменной, она ищет оператор ASK, в которм упоменается эта переменная. Если он найден, оператор ASK выводит на экран текст находящегося в нем сообщения. Затем машина ожидает ответа пользователя. Значение поступившее от пользователя, прнисваивается данной переменной.

Иногда после оператора ASK следует оператор

CHOICES <переменная1>:<значение1>,<значение2> - этот оператор выводит на экран меню выбора из <значение1> и <значение2>. Если оператора CHOISES не введено, то значение переменной нужно вводить вручную.

3. Интерфейс VP-EXPERT

Help – вызывает системный помошник (help)

Induce – создает рабочую базу знаний из таблицы ввода, содержащейся в тексте, базе данных или в файле рабочего листа

Edit – вызывает редактор (Editor) и загружает текущую базу знаний

Consult – загружает текущую базу знаний в память и воспроизводит на экране консультационное меню (Consult menu)

Tree – воспроизводит на экране меню выбора для просмотра результатов прохождения консультации

Filename – помогает вам заменить текущую активную базу знаний

Path – назначает путь к директории, используемой для доступа к файлам базы знаний

Quit – выход из программы

Для получения более подробных сведений о каждом пункте меню необходимо воспользоваться систеиным помощником.

Ниже будет приведен пример программы содержащей базу знаний и инструкции консультационного меню.

Запуск режима консультации: программа пишется в любом редакторе DOS, т.к. VP-EXPERT не воспринимает русскую кодировку Windows. Затем файлу присваивается расширение (kbs). Запускаем VP-EXPERT выбираем Edit и находим в списке ваш файл. Консультация начинается с нажатия кнопки Consult.

Пример работы в режиме консультации

4. Пример программы

runtime;

execute;

bkcolor=3;

ACTIONS

color=14

display "

Какую рыбу вы поймали?

~"

FIND fish

FIND fish1

!display "Ваша рыбы: {fish}~";

display "Ваша рыба {#fish} Ловить надо было: {#fish1}~";

RULE 0

IF a=серебро AND b=красные AND c=красные AND d=нет AND e=20

THEN fish=плотва CNF 90;

RULE 1

if a=серебро and b=с_красной_точкой and c=розовые and d=нет and e=20

then fish=красноперка CNF 100;

RULE 2

if a=серебро and b=светлые and c=светлые and d=нет and e=10

then fish=уклейка CNF 70;

RULE 3

if a=серебро and b=светлые and c=светлые and d=нет and e=20

then fish=карась CNF 50;

RULE 4

if a=желто-зеленая and b=желтые and c=желто-зеленые and d=да and e=20

then fish=окунь CNF 80;

RULE 5

if a=желто-зеленая and b=желтые and c=желто-зеленые and d=да and e=40

then fish=судак CNF 95;

RULE 6

if fish=плотва or fish=уклейка or fish=карась or fish=красноперка

then fish1=с_прикормкой CNF 90;

RULE 7

if fish=окунь or fish=судак

then fish1=без_прикормки CNF 100;

RULE 8

if fish<>плотва and fish<>окунь and fish<>уклейка

and fish<>карась and fish<>красноперка and fish<>судак

then fish=неизвестна fish1=известную_рыбу;

ask a:"Какого цвета чешуя?";

choices a:серебро,желто-зеленая;

ask b:"Какого цвета глаза?";

choices b:красные,с_красной_точкой,светлые,желтые;

ask c:"Какого цвета плавники?";

choices c:красные,розовые,светлые,желто-зеленые;

ask d:"Плотно ли лежит чешуя?";

choices d:да,нет;

ask e:"Меньше какой длины туловище рыбы(см)?";

choices e:10,20,40;

В реализации программы принимали участие студенты группы С-65:

Фишман Е.Б., Байков А.Ю.

Преподаватель: д.т.н. профессор кафедры ЭВА, Зарудный Д.И.

8