- •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.
Тема 7. Технологии проектирования и разработки экспертных систем (эс).
Разработка ЭС до сих пор считается искусством. Это связано с тем, что ЭС требуют больших затрат на разработку, и время их разработки – не менее 1 года. При разработке ЭС используются и традиционные подходы к созданию программного обеспечения, но применима схема разработки различных ЭС, включающая следующие этапы:
1 – выбор проблемы;
2 – разработка прототипа ЭС;
3 – доработка коммерческой версии;
4 – оценка ЭС;
5 – стыковка ЭС;
6 – поддержка ЭС.
Эти этапы подразумевает привлечение к разработке ЭС специалистов, имеющих опыт программирования традиционных задач (интерфейс пользователя, вычислительные задачи, работа с графикой, обработка документов и построение корпоративных систем).
1. Выбор проблемы.
Этот этап включает:
Определение предметной области и задач, решаемых ЭС.
1.2 Поиск эксперта в данной области и формирование коллектива разработчиков.
1.3 Определение предварительного подхода к решению проблемы.
1.4 Анализ затрат на разработку и прибыли от реализации.
1.5 Подготовка подробного плана разработки.
Главной задачей этого этапа являются ответы на вопросы:
Можно ли решить поставленную задачу с помощью ЭС, созданной на основе имеющихся средств на разработку.
Стоит ли разрабатывать ЭС на основе анализа числовых параметров затрат времени, денег, других ресурсов, потенциальной прибыли и срока окупаемости.
Исходя из этого, сегодня разрабатываются только крупные ЭС для крупных заказчиков.
2. Разработка прототипа эс.
Прототип является упрощенной версией ЭС, спроектированной для проверки правильности кодирования знаний и стратегий вывода.
Прототип содержит лишь несколько десятков правил, фактов, семантических структур или фреймов.
При создании прототипа процесс разработки включает следующие этапы:
2.1 Идентификация проблемы.
2.2 Получение знаний.
2.3 Структурирование поля знаний.
2.4 Формализация знаний в БЗ.
2.5 Программирование прототипа.
2.6 Тестирование прототипа.
Каждый из этапов требует участия в разработке различных специалистов.
2.1 При идентификации проблемы совместно взаимодействуют:
эксперт:
аналитик;
пользователь, -
которые уточняют необходимые ресурсы для разработки, источники знаний, имеющиеся аналоги ЭС, цели и решаемые задачи. Это характеризует описание предметной области на концептуальном уровне.
Средняя продолжительность этого этапа составляет 1-2 недели.
2.2 Получение знаний. На этом этапе происходит перенос знаний эксперта к аналитику с использованием различных методов:
анализ текстов, содержащих знания;
диалог эксперта и аналитика;
использование экспертных игр;
лекции;
дискуссии;
наблюдения и др.
Средняя продолжительность этого этапа – 1-3 месяца.
2.3 Структурирование поля знаний. Здесь происходит выделение структуры знаний аналитиком, т.е. основные сущности, их атрибуты и связи между ними, терминология предметной области, структуры входных и выходных данных и стратегии принятия решений. В совокупности эти описания формируют поле знаний.
Средняя продолжительность этапа – 2-4 недели.
2.4 Формализация знаний в БЗ. Здесь совместно аналитик и программист строят логическую модель представления знаний внутри БЗ ЭС (более подробно этот вопрос рассматривается в теме «Модели представления знаний»).
Средняя продолжительность этапа – 1-2 месяца.
2.5 Программирование прототипа. Здесь программист создает рабочую версию прототипа, содержащую минимальную БЗ и все другие элементы ЭС с использованием различных инструментальных средств (см. предыдущую тему).
2.6 Тестирование прототипа. В процессе тестирования весь коллектив разработчиков, включая эксперта, аналитика, программиста и пользователя, оценивает правильность работы созданного прототипа.
Критерии оценки:
Удобство и адекватность интерфейсов ввода/вывода.
Эффективность стратегии управления/стратегии принятия решений.
Правильность работы не тестовых примерах.
Корректность БЗ, т.е. ее полнота и непротиворечивость.
Выявленные ошибки в работе прототипа требуют устранения на этом этапе.
Средняя продолжительность этапа – 2-4 недели.