- •Тема 1. Информационный процесс представления знаний.
- •1.1 Основные понятия дисциплины.
- •1.2 Классификация знаний.
- •I группа.
- •II группа.
- •III группа.
- •IV группа.
- •Тема 2.
- •2.1 Модели представления знаний в ис
- •2.2 Продукционная модель знаний.
- •Пример 2.1
- •2.3 Фреймы.
- •Пример 2.3.
- •2.4 Семантические сети
- •2.5 Формальные логические модели на основе исчисления предикатов
- •Пример 2.5
- •Пример 2.6
- •Пример 2.7
- •Пример 2.8
- •Тема 3. Язык Пролог.
- •3.1 Пролог с процедурной точки зрения.
- •Пример 3.1
- •Пример 3.2
- •Пример 3.3
- •3.2 Передача параметров и возврат значений в предикат.
- •Пример 3.4
- •Тема 4. Вычислительная модель Пролога.
- •4.1 Факты, запросы, переменные и правила.
- •4.1.1 Факты.
- •4.1.2 Запросы.
- •4.1.3 Переменные.
- •4.1.4 Правила.
- •Пример 4.1
- •Пример 4.2
- •4.2 Сравнение термов на равенство.
- •Тема 5. Дедуктивные системы. Логический вывод и логическое программирование.
- •5.1 Исчисления и дедуктивные системы.
- •5.2 Общая схема построения формальной системы.
- •5.3 Основные понятия логического программирования.
- •5.4 Простой абстрактный интерпретатор логических программ.
- •Пример 5.2
- •Пример 5.3
- •Тема 6. Экспертные системы (эс).
- •6.1 Понятие эс. Основные характеристики.
- •6.2 Области применения эс. Типы эс и подходы к их реализации.
- •6.3 Типы задач, решаемых эс.
- •6.4 Отличие эс от традиционных программ.
- •6.5 Типовая структура эс.
- •6.6 Инструментальные средства эс.
- •Тема 7. Технологии проектирования и разработки экспертных систем (эс).
- •1. Выбор проблемы.
- •2. Разработка прототипа эс.
- •3. Доработка коммерческой версии.
- •4. Оценка эс.
- •5. Стыковка системы.
- •6. Поддержка системы.
- •Тема 8. Вывод на знаниях.
- •8.1 Основные положения.
- •8.2 Стратегии управления выводом.
- •Пример 8.1
- •Тема 9. Представление нечетких знаний в ис.
- •Пример 9.1
- •Тема 10. Инженерия знаний.
- •10.1 Поле знаний.
- •10. 2 Стратегии получения знаний.
- •10.3 Теоретические аспекты извлечения знаний.
- •10.4 Структурирование знаний.
6.6 Инструментальные средства эс.
1) Химия:
CRISTALIS – программа моделирования 3-мерных белковых молекул.
CLONES – создание новых клинических соединений.
SPEX – программа планирования экспериментов в молекулярной биологии.
2) ЭВМ и ИС:
DART – диагностика неисправности компьютерных сетей.
PTRANS – ЭС, используемая на линии сборки компьютеров фирмы DEC.
3) Медицина:
PUFF – ЭС диагностики заболеваний легких.
MYSYN – диагностика заболеваний.
VM – ЭС наблюдения за состоянием больных по показаниям датчиков.
4) Электроника:
AGE – диагностика неисправности телефонной сети.
PALLADIO – проектирование и конструирование микросхем СБИС и микропроцессов.
SOPHIE – обучение поиску неисправности электрических схем.
5) Инженерное дело:
DELTA – поиск неисправности тепловозов.
REACTOR – диагностика состояния ядерных реакторов.
6) Юриспруденция:
JUDITH –формирование экспертных заключений по гражданским правовым делам.
Legal AS – юридический анализ дел.
7) Другие прикладные области:
START – электронный секретарь Web-узла.
DYANA – диагностическая интерпретация высказываний на естественном языке.
Под инструментальными средствами ЭС понимают программные и аппаратные средства для разработки ЭС.
Раньше на разработку одной ЭС затрачивалось 20-30 человеколет. Сегодня этот показатель меньше в 10-15 раз.
ЭС создаются для ЭВМ и технических устройств разных типов.
Различные типы ЭВМ, для которых создаются ЭС:
ЭВМ общего назначения.
Интеллектуальные рабочие станции (фирмы Sun MS, Apollo).
Последовательные символьные ЭВМ (Prolog-машины либо Lisp-машины: Symbolic – 3670, Xerox 1100).
Параллельные символьные ЭВМ (Hyper Cube, Faun).
Программные средства ЭС характеризуется следующими параметрами:
Назначение – определяют прикладную область.
Стадии существования:
экспериментальные ЭС;
исследовательские ЭС;
коммерческие ЭС.
Типы инструментальных средств.
Классы ЭС.
Тип используемых методов представления знаний.
Универсальность:
специализированные ЭС;
универсальные ЭС.
7. Среда функционирования.
По типу инструментальные средства классифицируются:
1) Я зыки программирования:
1 – символьные языки программирования для создания ЭС: Lisp, Small Talk, FRL;
2 – языки программирования высокого уровня: C, Basic, Pascal;
3 – языки инженерии знаний: Пролог, OSP-5, Kee.
2) САПР ЭС представляет собой некоторую среду для разработки ЭС на всем жизненном цикле: ART, AGE, TIMM.
3) Оболочки ЭС – это пустые ЭС, не содержащих знаний в предметной области: EMYCIN, ЭКО, Экспертиза.
Данная классификация типов представлена в порядке уменьшения трудозатрат, необходимых для разработки конкретной ЭС.
1. Использование инструментальных средств 1-го типа требует ручного программирования всех элементов структуры ЭС.
Недостатки этого подхода:
большое время разработки готовой ЭС;
необходимость привлечения высококвалифицированных программистов;
трудности с модификацией готовой программы;
высокая стоимость обработки.
2. Инструментальные средства 2-го типа позволяют не программировать часть компонентов ЭС, а выбирать их из заранее созданных компонентов.
3. Инструментальные средства 3-го типа позволяют быстро создавать готовые ЭС в различных прикладных областях. Здесь разработчик занимается не программированием, а наполнением БЗ.
Однако выбор этого способа может привести к некоторым проблемам:
Управляющие стратегии, жестко заложенные в процедуры вывода оболочки, могут не соответствовать методам решения, которые использует эксперт, что может привести к неправильному результату.
Принятый язык представления знаний в оболочке ЭС может не подходить для описания конкретной предметной области.
Примечание: Развитие инструментальных средств разработки ЭС привело к появлению нового типа, называемого настраиваемыми оболочками. Они позволяют разработчику использовать готовую оболочку не как жесткую структуру, а генерировать ее из множества механизмов, имеющихся в таких инструментальных средствах (ART, Глоб).
По классу ЭС различают:
Средства для создания простых ЭС, ориентированных на ПК.
Средства для построения сложных ЭС, реализованных на символьных ЭВМ и интеллектуальных рабочих станциях.
1. Под универсальностью понимается универсальность представления знаний в ЭС, т.е. поддерживается одна или несколько моделей представления знаний.
2. Универсальность функционирования ЭС – это применение этой ЭС в различных прикладных областях.
По 1-му критерию различают:
Единое представление знаний в системах, построенных в среде Пролог.
Интегральное представление знаний (CENTAUR).
Универсальное представление знаний (Kee, ART).
По 2-му критерию выделяют следующие характеристики универсальности:
Единое функционирование.
Интегральное функционирование (поддерживается несколько режимов работы).
Универсальное функционирование (поддерживаются все основные механизмы: процедурное программирование, объектное программирование, программирование, ориентированное на знания, на правила и факты).
Основные средства определяют особенности инструментальных средств разработки ЭС с точки зрения реализации ее компонентов.
Среда функционирования определяет тип ЭВМ, ОС, установленную на ней, и используемый язык программирования, на котором реализована ЭС.