Экспертные системы ( эс )

Знания существуют в двух видах –

• коллективный опыт и

• личный опыт.

Если большая часть знаний в предметной области представлена в виде коллективного опыта, эта область не нуждается в экспертных системах (например, высшая математика) Рис.1.

Если же в предметной области большая часть знаний является личным опытом специалистов высокого уровня (экспертов), такая предметная область нуждается в экспертной системе Рис. 2.

Экспертная система Необходима экспертная

не нужна система

Экспертные системы – это программные комплексы, содержащие знания специалистов в конкретных предметных областях и предоставляющие этот опыт менее квалифицированным пользователям.

Решатель

Обобщённая структурная схема (ЭС) представлена на Рис. Реальные ЭС могут иметь более сложную структуру, однако блоки, изображенные на рисунке, непременно будут присутствовать в любой действительно ЭС.

Обычно его квалификация недостаточно высока, и поэтому он нуждается в помощи ЭС.

Синонимы: когнитолог, инженер - интерпретатор, аналитик.

Диалог на стадии ввода информации и получения результатов.

БЗ – ядро ЭС.

Форма – некоторый язык, приближённый к естественному.

Синонимы – решатель, дедуктивная машина.

Как была получена та или иная рекомендация? Почему система приняла такое решение?

Показ всех шагов цепи умозаключений.

Включает в себя систему вложенных меню, шаблонов языка представления знаний, подсказок и других сервисных средств, облегчающих работу с базой.

Как минимум 4 человека

Это ключевая фигура при разработке систем, основанных на знаниях.

Структура экспертной системы

Пользователь – специалист предметной области для которого предназначена система.

Инженер по знаниям – специалист по искусственному интеллекту, выступающий в роли буфера между экспертом и базой знаний.

Интерфейс пользователя – комплекс программ, реализующих диалог пользователя с ЭС.

База знаний (БЗ) – совокупность знаний предметной области, записанная на машинный носитель в форме, понятной эксперту и пользователю.

Блок логического вывода – программа, моделирующая ход рассуждений эксперта на основании знаний, имеющихся в БЗ.

Подсистема объяснений – программа, позволяющая

пользователю получать ответы на вопросы.

Интеллектуальный редактор – программа,

представляющая инженеру по знаниям возможность

создавать БЗ в диалоговом режиме. Включает в себя

сервисные средства, облегчающие работу с базой.

В коллектив разработчиков ЭС входят:

• э ксперт;

• инженер по знаниям;

• программист;

• пользователь.

Возглавляет коллектив инженер по знаниям.

Класс «Экспертные системы» сегодня объединяет несколько тысяч различных программных комплексов, которые можно классифицировать по различным критериям. Полезными могут оказаться следующие классификации.

Одна из традиционных задач для экспертных систем. Обычно предусматривается многовариантный анализ данных.

Неисправность – это отклонение от нормы. С единых теоретических по зиций можно рассматривать и неисправность об-я и живых орг-мов.

Главные проблемы – «пропуск» тревожной ситуации и задача «ложного» срабатывания.

Спецификация – это весь необходимый набор документов –чертёж, пояснительная записка. Необходимо получить чёткое описание знаний об объекте, сформировать не только сами проектные решения, но и мотивы их принятия.

В прогнозе используется модель, в которой значения параметров подгоняются под заданную ситуацию.

В ЭС используются модели поведения реальных объектов с тем, чтобы логически вывести последствия планируемой –деятельности.

Системы обучения планируют общение с учеником в зависимости от успехов ученика с целью передачи знаний и ликвидации слабости в знаниях.

В задачах анализа множество решений может быть перечислено и включено в систему, в задачах синтеза – множество решений потенциально строится из решений компонентов или подпроблем.

Классификация экспертных систем:

• по задаче;

• по связи с реальным временем;

• по типу ЭВМ;

• по степени интеграции.

Классификация по решаемой задаче

1. Интерпретация (трактовка) данных – определение смысла данных, результаты которого должны быть согласованными и корректными (определение свойств личности по результатам тестирования).

2. Диагностика – обнаружение неисправностей в некоторой системе (неисправность оборудования, линейного тракта, живых организмов).

3. Мониторинг – непрерывная интерпретация данных и сигнализация о выходе тех или иных параметров за допустимые пределы (контроль за работой электростанции, контроль аварийных датчиков).

4. Проектирование – подготовка спецификаций на создание «объектов» с заранее определёнными свойствами (проектирование конфигураций ЭВМ, проектирование БИС).

В процессе проектирования необходимо связать процесс вывода решения и процесс объяснения.

5. Прогнозирование – вывод вероятных следствий из заданных ситуаций (предсказание погоды, оценка будущего урожая, прогнозы в экономики).

6. Планирование – нахождение планов действий, к объектам, способным выполнять некоторые функции (планирование поведения робота, заказов, эксперимента)

7. Обучение – какой-либо дисциплины с помощью ЭВМ – диагностирование ошибок, подсказывание правильных решений (обучение языку программирования).

Все системы, основанные на знаниях, можно подразделить на:

• Системы, решающие задачи анализа (это интерпретация данных, диагностика),

• Системы, решающие задачи синтеза (это проектирование, планирование).

• Комбинированные задачи (обучение, мониторинг, прогнозирование)