Янковская Т.А. «Экспертные системы» Вопросы к экзамену

Вопрос 1. Экспертная система. Определение, назначение, области применения. Структура системы. Основные модули и их назначение.

Искусственный интеллект (ИИ) - это программная система, имитирующая на компьютере мышление человека.

В качестве определения экспертной системы примем следующее:

Экспертные системы (ЭС) – это сложные программные комплексы, аккумулирующие знания специалистов в конкретных предметных областях и тиражирующие этот эмпирический опыт для консультаций менее квалифицированных пользователей.

Экспертная система - это программа, которая ведет себя подобно эксперту в некоторой, обычно узкой, прикладной областью.

Типичные применения экспертных систем включают в себя самые разные предметные области, среди которых лидируют бизнес, производство, медицина, проектирование и системы управления.

Во многих случаях ЭС являются инструментом, усиливающим интеллектуальные способности эксперта. Кроме того, ЭС может выступать в роли:

• консультанта для неопытных или непрофессиональных пользователей;

• ассистента эксперта-человека в процессах анализа вариантов решений;

- партнера эксперта в процессе решения задач, требующих привлечения знаний из разных предметных областей.

Экспертные системы должны решать задачи, требующие для своего решения экспертных знаний в некоторой конкретной области. В той или иной форме экспертные системы должны обладать такими знаниями. Поэтому ЭС также называют системами, основанными на знаниях.

Можно выделить два типа экспертных систем:

• для специалистов невысокого профессионального уровня (экспертная система хранит знания, полученные от специалистов экстракласса);

• для специалистов высокого класса - поиск и просмотр больших массивов информации и выполнение рутинных операций.

В самом общем случае для того, чтобы построить экспертную систему, необходимо разработать механизмы выполнения следующих функций системы:

1.решение задач с использованием знаний о конкретной предметной области - возможно, при этом возникнет необходимость иметь дело с неопределенностью;

2. взаимодействие с пользователем, включая объяснение намерений и решений системы во время и после окончания процесса решения задачи.

Каждая из этих функций может оказаться очень сложной и зависит от предметной области, а также от различных практических требований.

Обобщенная структура экспертной системы представлена на рис.1 и содержит три основных модуля:

1. базу знаний;

2. машину логического вывода;

3. и нтерфейс с пользователем.

Рис. 1 Обобщенная структура экспертной системы

База знаний содержит знания, относящие к конкретной прикладной области, в том числе отдельные факты, правила, описывающие отношения или явления, а также возможно, методы, эвристики и различные идеи, относящиеся к решению задач в этой прикладной области.

Машина логического вывода умеет активно использовать информацию, содержащую в базе знаний.

Интерфейс с пользователем отвечает за бесперебойный обмен информацией между пользователем и системой; он также дает пользователю возможность наблюдать за процессом решения задач, протекающим в машине логического вывода. Принято рассматривать машину вывода и интерфейс как крупный единый модуль, обычно называемой оболочкой экспертной системы, или, для краткости, просто оболочкой.

Идеальная ЭС должна содержать пять основных компонентов: интерфейс с пользователем, подсистему логического вывода, базу знаний, модуль приобретения знаний, отображения и объяснения решений.

Более детальное толкование ответа на вопрос смотрите в списке в литературы, приведенной ниже.

Литература

1. Гаврилова Т. А., Хорошевский В. Ф. Базы знаний интеллектуальных систем. — СПб.: Питер, 2000,

2. Гаскаров Д.В. Интеллектуальные информационные системы: учебн.пособие. М.: Высш. шк.,2000

3. Фулин В.Н., Ручкин В.А. Универсальный искусственный интеллект и экспертные системы- СПб.: БХВ-Петербург, 2009.