21206

Экспертные системы. Структура программноаппаратных средств экспертной системы

Лекция

Информатика, кибернетика и программирование

Знания эксперта используются для создания базы знаний ЭС. Основу ЭС составляет база знаний БЗ моделирующая память человека и представляющая собой хранилище знаний о свойствах и закономерностях данной ППО полученных в результате использования профессионального опыта...

Русский

2015-01-29

162.5 KB

21 чел.

PAGE  9

Лекция №5

5. Экспертные системы

5.1. Общие сведения

\\Наиболее распространенными системами искусственного интеллекта в настоящее время являются экспертные системы.

Экспертная система (ЭС) представляет собой интеллектуальную систему, создаваемую с помощью экспертапрофессионала в той предметной (проблемной) области (ППО), в которой ЭС будет работать. Знания эксперта используются для создания базы знаний ЭС (Лекция № 6). Цель ЭС – сделать эти знания доступными для пользователя, когда ему необходимо помочь в решении практической задачи, с которой он самостоятельно справиться не может.\\

5.2. Структура программно-аппаратных средств экспертной системы

Основными составными частями ЭС, осуществляющими решение интеллектуальных задач (запросов) в диалоговом режиме с пользователями, являются следующие программно-аппаратные устройства (рис.5.1).

\\1) Основу ЭС составляет база знаний (БЗ), моделирующая память человека и представляющая собой хранилище знаний о свойствах и закономерностях данной ППО, \\\полученных в результате использования профессионального опыта специалистов-экспертов (Лекция № 5).

\\2) Главной составной частью ЭС является решатель (машина вывода, интерпретатор знаний, блок логического вывода, логический блок, логический планировщик, дедуктивная машина) - компьютерное программно-аппаратное устройство, моделирующее мышление человека\\ так же, как база знаний моделирует его память. \\\Решатель извлекает из БЗ факты и последовательность соответствующих правил и сопоставляет их с запросом пользователя, что позволяет получать решение поставленной задачи\\ или инициировать новые действия пользователя.

Современные ЭС имеют в своем составе комплексный решатель, который наряду с традиционными средствами представления знаний (логика предикатов, семантические сети, фреймы, продукционные модели и др.) использует программные средства мягких вычислений, нечеткие знания, генетические алгоритмы, нейронные и когнитивные сети, вероятностный вывод и др. Комбинация различных методов решения задач и моделей представления знаний повышает мобильность решателя и обеспечивает требуемое качество решаемых задач и принимаемых решений.

\\3) Блок общения (интеллектуальный интерфейс пользователя) представляет собой программное устройство, реализующее диалог пользователя с ЭС\\ как на стадии ввода информации, так и при получении результатов. Осуществляет контакт с пользователем в удобной форме, максимально приближенной к человеческому общению. Использует процедуры понимания текстов и синтез ответов на естественном языке с использованием множества оконных меню.

В настоящее время существуют следующие виды пользовательского интерфейса:

  •  интерфейс с неуправляемым сценарием  предполагает взаимодействие пользователя с ЭС в рамках директив (простых запросов);
  •  жестко запрограммированный сценарий определяется самой ЭС, а пользователь получает свободу выбора лишь в определенных фрагментах диалога;
  •  гибкий сценарий  позволяет пользователю создать собственный механизм взаимодействия с ЭС или скорректировать сценарий системы.

\\4)Интеллектуальный редактор БЗ является компьютерной программой, предоставляющей инженеру по знаниям возможность создавать БЗ в диалоговом режиме.\\ Редактор содержит систему вложенных меню, шаблонов языка представления знаний, подсказок и других сервисных средств, облегчающих работу с БЗ.

\\5) Блок (подсистема) объяснений выдает информацию о пути решения поставленной задачи\\ (запроса), если это интересует пользователя. ЭС выдает обоснование выбора того или иного варианта решения задачи и позволяет получить ответы на такие, например, вопросы:

  •  "Как была получена та или иная рекомендация?"
  •  "Почему система приняла такое решение?" и др.

\\6) База данных ЭС (рабочая память) отличается по назначению и наполнению от баз данных, используемых в традиционных информационных системах.\\ В базе данных ЭС могут находиться:

  •  исходные и промежуточные данные решаемой задачи;
  •  перечень объектов (словарь) данной ППО;
  •  перечень сгруппированных вопросов (вопросник), которые система задавала пользователям;
  •  совокупность агрегированных ответов (объяснений) на запросы пользователя;
  •  комментарии к запросам пользователей;
  •  список экспертов, принимавших участие в создании БЗ и другая информация.


\\
5.3. Классификация экспертных систем

По степени динамичности ЭС различают (рис.5.2):

  •  статические ЭС, в которых БЗ не меняются во времени (например, диагностика неисправностей в автомобиле);
  •  квазидинамические ЭС, в которых БЗ изменяется\\ (пополняется) через некоторый фиксированный интервал времени (например, микробиологические ЭС, в которых производятся лабораторные измерения один раз в 4-5 часов);
  •  \\динамические ЭС работают в сопряжении с датчиками объектов в режиме реального времени\\ с непрерывной интерпретацией (обработкой) поступающих в систему знаний (например, при управлении гибкими производственными комплексами, осуществлении мониторинга в реанимационных палатах и др.).

\\В зависимости от объема БЗ и характера решаемых задач ЭС делятся на три категории.

а) В первую категорию входят небольшие узкоспециализированные ЭС, БЗ которых содержат 50-500 правил.\\ Обычно они реализуются на персональных компьютерах или на микропроцессорах и решают несложные часто встречающиеся интеллектуальные задачи. Эти системы называются интеллектуальными помощниками и обычно функционируют на рабочих местах пользователей. Компания "Дюпон" создала уже около 1000 таких систем стоимостью $25 тыс., каждая из которых дает прибыль $100 тыс.

\\б) Вторую группу составляют ЭС с объемом БЗ до 5 тысяч правил, которые решают сложные задачи прикладного характера в своей предметной области ("Dendral", "XCON", "Mycin", "Prospector"и др.).\\

\\в) В третью  группу входят очень большие ЭС (в частности - экспертные рабочие станции научных исследований) с объемом БЗ свыше 5 тысяч правил, создаваемые с помощью инструментальных систем \\"ART", "KEE", "G2" и др. (раздел 15).

\\5.4. Состав и функции разработчиков экспертной системы\\

В создании ЭС участвуют представители следующих специальностей.

\\1) Эксперт\\ - профессионал в данной ППО, который с помощью инженера по знаниям осуществляет наполнение БЗ и контролирует правильность введения знаний в систему.

\\2) Инженер по знаниям\\ (инженер знаний, аналитик, инженер-интерпретатор, когнитолог) - специалист в области проектирования и создания интеллектуальных систем, знающий ППО и являющийся буфером между экспертом и БЗ. Выполняет следующие основные функции:

  •  возглавляет и выполняет работы по проектированию и созданию ЭС, если она разрабатывается заново;
  •  устанавливает связи с экспертами и отвечает за извлечение, формализацию и структурирование знаний, вводимых в БЗ;
  •  совместно с программистом определяет способы (модели) представления знаний в БЗ, а также языки программирования и среду функционирования ЭС;
  •  отвечает за наполнение БЗ и поддержание ЭС в рабочем состоянии.

В процессе разработки и последующего расширения ЭС инженер по знаниям и эксперт работают вместе. Инженер по знаниям должен получить знания от эксперта, структурировать их и представить в иерархическом виде, "понятном" для ЭС. Процесс извлечения знаний сложен и длителен, так как эксперт часто или не осознает, какими знаниями он пользуется, или не может их вербализовать (содержательно выразить).

\\3) Программист определяет (выбирает) способы (модели) представления знаний в БЗ, языки программирования и среду функционирования ЭС.\\ В настоящее время существуют сотни различных средств программирования и представления знаний. Выбор наиболее эффективных из них для данной ЭС является весьма трудоемкой задачей, которая и возлагается на программиста. От его профессиональных способностей во многом зависит работоспособность и эффективность создаваемой ЭС.

Программист выполняет следующие функции:

  •  определяет (выбирает) языки программирования и способы представления знаний в БЗ;
  •  осуществляет выбор инструментальных средств, которые наиболее подходят для разработки ЭС;
  •  осуществляет сопряжение ЭС с вычислительной средой, в которой она будет работать;
  •  определяет и программирует стандартные функции, которые будут выполняться программно-аппаратными устройствами системы и др.

Таким образом, программист играет вспомогательную роль в создании ЭС, поскольку он разрабатывает (выбирает) лишь отдельные части системногое программного обеспечения. В то же время в традиционных системах обработки данных программист является ключевой фигурой в разработке как системного, так и прикладного (пользовательского) программного обеспечения.

В основном цикле разработки ЭС могут участвовать несколько экспертов, инженеров по знаниям и программистов. Главный инженер по знаниям может привлекать других экспертов для того, чтобы убедиться:

  •  в правильности своего понимания основного эксперта;
  •  в совпадении взглядов различных экспертов относительно качества предлагаемых решений по созданию ЭС;
  •  в полноценности тестов, демонстрирующих особенности создаваемой ЭС и др.

\\5.5. Технология создания экспертной системы\\

Для разработки ЭС в той или иной ППО необходимо одновременное выполнение следующих требований:

а) существование экспертов в данной ППО, которые знают ее значительно лучше, чем обычные специалисты;

б) эксперты сходятся в оценке предлагаемого варианта создания ЭС, иначе нельзя будет оценить качество разработанной ЭС;

в) эксперты способны вербализовать (выразить на естественном языке) и объяснить свои знания, иначе трудно рассчитывать на то, что знания экспертов будут извлечены и вложены в БЗ ЭС;

г) решение задачи ЭС требует только рассуждений, а не действий;

д) задача создания БЗ ЭС не должна быть слишком трудной, т.е. ее решение должно занимать у эксперта несколько часов или дней, а не недель;

е) задача ЭС должна быть достаточно "понятной" и структурированной, т.е. должны быть выделены основные понятия, отношения и известные (хотя бы эксперту) способы получения решений задачи;

ж) решение задачи ЭС не должно в значительной степени использовать "здравый смысл", т.е. широкий спектр общих сведений о мире и способах его функционирования, которые знает и умеет использовать всякий нормальный человек. Знания "здравого смысла" пока не удается в полной мере вложить в ЭС.

В связи с большой трудоемкостью создания ЭС, составляющей ~ 2-5 чел/лет, считается невыгодным создавать ее для какой-то одной ППО. Поэтому вначале создается "пустая" ЭС, в которой БЗ и словарь блока общения являются пустыми. Они заполняются позднее при выборе конкретной ППО.

При переходе от одной ППО к другой необходимо менять не только БЗ и словарь, но и схему рассуждений блока объяснений. Поэтому возникли оболочки ЭС ("шеллы" – "shells"), представляющие собой набор разнообразных инструментальных средств (шаблонов), позволяющих легко переходить от одной ППО к другой.

В последнее время термин "оболочка" заменяют более широким термином "среда разработки" или "полная среда", если инструментальные средства используются на всех этапах создания и эксплуатации  ЭС. Примерами таких средств для создания ЭС являются Nexpert Object, ProKappa, ART*Enterprise, Level 5 Object и др.

В соответствии с технологией создания ЭС процесс ее проектирования и разработки  осуществляется следующим образом. Организация-заказчик (конечный пользователь) разрабатывает техническое задание на разработку ЭС с требуемыми характеристиками и передает его организации-исполнителю. Последняя разрабатывает оболочку ЭС с "пустой" БЗ, которая затем передается инженеру знаний заказчика для заполнения БЗ.

При разработке ЭС используется так называемая концепция "быстрого прототипа", которая состоит в том, что разработчики вначале создают не саму ЭС, а ее прототип, который является начальной версией создаваемой ЭС. Прототип создается для проверки правильности представления в ЭС знаний и рассуждений эксперта. БЗ прототипа ЭС содержит обычно несколько десятков правил, в то время как БЗ действующей ЭС может включать несколько тысяч (в отдельных случаях – десятки тысяч) правил и тестовых примеров.

Основным требованием к прототипу является минимум времени и трудоемкости разработки. В то же время прототип должен продемонстрировать пригодность используемых методов решения задач, возникающих в данной ППО. При неудаче может потребоваться разработка нового прототипа или разработчики могут прийти к выводу о непригодности ЭС для использования в данной ППО. В случае успеха эксперт с помощью инженера по знаниям разрабатывает очередную версию прототипа с расширенными функциональными возможностями. По мере увеличения знаний прототип может достигнуть такого состояния, когда он успешно решает все задачи данной ППО.

\\5.6. Режимы функционирования экспертной системы

ЭС имеет три режима работы:

  •  режим ввода в БЗ ЭС знаний эксперта (режим приобретения знаний);
  •  режим решения задачи и принятия решений (основной режим);
  •  режим администратора (инженера по знаниям).

В режиме приобретения знаний эксперт с помощью инженера по знаниям наполняет БЗ знаниями, которые позволяют ЭС самостоятельно (без эксперта) решать задачи из данной ППО. Эксперт описывает ППО в виде совокупности фактов и правил (см. раздел 7.3).

В основном режиме общение с ЭС осуществляет конечный пользователь, которого интересует результат решения задачи и (или) способ его получения. \\

Следует отметить, что термин "пользователь" является многозначным, так как использовать ЭС кроме конечного пользователя может и эксперт, и инженер по знаниям, и программист. Поэтому, когда хотят подчеркнуть, что речь идет о том, для кого делается ЭС, используют термин "конечный пользователь".

\\В режиме администратора инженер по знаниям выполняет необходимые работы по поддержанию БЗ и ЭС в рабочем состоянии.\\

\\5.7. Типы решаемых задач в экспертной системе\\

Процесс функционирования ЭС (в основном режиме) состоит в следующем. Пользователь ЭС, желающий получить необходимую информацию, через пользовательский интерфейс посылает запрос к ЭС, т.е. ставит задачу. Решатель ЭС, используя БЗ, решает эту задачу в диалоговом режиме с пользователем и выдает ему решение или подходящую рекомендацию, объясняя ход своих рассуждений с помощью блока объяснений.

Если пользователь не является специалистом в данной ППО, то он обращается к ЭС за результатом решения своей задачи (запроса). В другом случае он может обратиться к ЭС с целью ускорения получения результата или возложения на ЭС рутинной работы.

Основной функциональной характеристикой ЭС является ее быстродействие, которое определяется скоростью решения задачи и временем между ответом пользователя и последующим вопросом системы.

\\ЭС решает следующие основные задачи\\.

\\а) Задача распознавания (идентификации). В БЗ ЭС заранее вносится информация о множестве объектов данной ППО, каждый из которых характеризуется набором значений атрибутов (признаков, свойств). Задача ЭС состоит в том, чтобы по отдельным атрибутам, указанным в запросе пользователя, определить название объекта, который содержится в БЗ.\\ Например, спрашивая пользователя о внешнем виде и запахе вещества, ЭС определяет его наименование.

\\б) Задача синтеза.  Если в БЗ ЭС нет такого объекта, который характеризуется заданным набором атрибутов запроса, то требуется найти такие объекты БЗ, которые по совокупности удовлетворяют этим значениям атрибутов.\\ Такая задача характерна, например, для диагностики заболевания (или неисправности), где симптомы болезни (явления) часто объясняются не одной болезнью (неисправностью), а целым их "букетом".

\\в) Задача оптимального выбора. Из некоторого множества объектов с известным приоритетом атрибутов необходимо найти наилучший объект с точки зрения заданного критерия оптимальности. Например, требуется выбрать подходящее лекарство для лечения конкретной болезни, исходя из стоимости, дефицитности и эффективности имеющихся лекарственных препаратов.\\

\\5.8. Основные  этапы  создания  экспертной  системы

5.8.1. Идентификация

На этапе идентификации устанавливаются цели, принципы построения и основные задачи ЭС, имеющиеся ресурсы для ее создания, а также состав разработчиков системы и формы их взаимоотношений.\\ На этом этапе составляется неформальное (вербальное) описание тех задач, которые должна решать ЭС.

Правильный выбор целей и задач ЭС представляет собой самую критическую часть разработки ЭС, поскольку в процессе ее создания можно "увязнуть в болоте" неразрешимых задач, которые никто не умеет решать. Неудачно поставленная цель может привести к созданию ЭС, которая неработоспособной, убыточной или неприемлемой для пользователя.

На этапе идентификации используется принцип кооперативного проектирования, предполагающий участие конечных пользователей в процессе разработки ЭС. В отличие от инженеров и программистов, пользователи обладают неформальным пониманием решаемых в ЭС прикладных задач и могут более качественно анализировать работу ЭС.

\\5.8.2. Концептуализация

На этапе концептуализации разрабатываются концепции (основные положения, идеи) реализации тех целей и задач ЭС, которые были определены на этапе идентификации.\\ На этом этапе эксперт и инженер по знаниям выделяют ключевые понятия, отношения и характеристики, необходимые для описания процесса функционирования ЭС.

На этапе концептуализации определяются:

  •  основные характеристики создаваемой ЭС;
  •  возможные (существующие) методы (стратегии) решения задач ЭС;
  •  существующие модели представления знаний;
  •  наличие языков программирования и функционирования ЭС;
  •  ключевые объекты (словарь) ППО;
  •  состав знаний о ППО, т.е. характеристики объектов и взаимосвязей между ними;
  •  входная и выходная информация ЕС;
  •  ограничения, накладываемые на процесс функционирования ЭС;
  •  тесты для проверки работы ЭС и др.

Для определения перечисленных характеристик составляется детальный протокол концептуальных решений по созданию ЭС, который согласовывается со всеми участниками ее разработки. Адекватным средством для реализации этих решений являются диаграммы, используемые для проектирования, сопровождения и документирования, а также для организации взаимодействия между участниками процесса создания ЭС. На диаграммах отображается структура ЭС и ее составные части (подсистемы), а также операторы, основные блоки измерения и управления, объекты внешнего окружения и основные потоки информации.

\\5.8.3. Формализация

На этапе формализации все ключевые понятия и отношения, установленные на этапе концептуализации, описываются на некотором формальном языке, выбранном (предложенном) инженером по знаниям и программистом. Одной из основных проблем формализации является структуризация задач и знаний ЭС в соответствии с выбранными (разработанными) языками программирования и моделями представления информации в ЭС.\\

На этапе формализации разрабатываются (выбираются):

  •  инструментальные средства создания ЭС;
  •  методы решения задач ЭС;
  •  модели представления знаний в БЗ;
  •  языки программирования процессов вывода на знаниях;
  •  среда функционирования ЭС и др.

\\5.8.4. Реализация

На этапе реализации (выполнения) создаются один или несколько прототипов ЭС (раздел 5.5) и осуществляется первичное наполнение БЗ.\\ Прототипы должны обеспечить проверку правильности выбранных идей и принципов построения ЭС, а также методов и способов представления знаний в БЗ.

На этапе реализации осуществляется проверка соответствия разработанных прототипов предъявляемым к ним требованиям и выполняются следующие работы:

  •  разработка и тестирование прототипов;
  •  отбор и испытание головного прототипа (образца) в промышленных условиях;
  •  разработка и проверка расширенных версий прототипов;
  •  привязка прототипов к реальной рабочей среде и др.

\\5.8.5. Отладка и тестирование\\

На этапе отладки и тестирования ЭС осуществляется проверка соответствия разрабатываемой ЭС требованиям, предъявляемым к ней в техническом задании на ее создание. Проверка выполняется путем тестирования функций ЭС во всех возможных режимах ее работы.\\Существуют следующие основные методы тестирования ЭС:

\\а) тестирование ситуаций, могущих возникнуть при решении задач пользователей;\\

\\б) логическое тестирование БЗ с целью обнаружения в ней избыточных, циклических и конфликтных правил\\, пропущенных и пересекающиеся правил, несогласуемых условий и др.;

\\в) концептуальное тестирование общей структуры системы\\ и учета в ней всех аспектов решаемых задач.

\\5.8.6. Опытная  эксплуатация  и  внедрение\\

На этапе  опытной эксплуатации и внедрения проверяется пригодность ЭС для конечного пользователя путем решения всех возможных задач на рабочих местах пользователей заказчика. Пригодность ЭС для пользователя определяется удобством работы с ней и ее полезностью.

\\Под удобством работы с ЭС понимаются:

  •  естественность взаимодействия с ЭС, т.е. общение в привычном, не утомляющем пользователя диалоге с ЭС;
  •  гибкость ЭС, т.е. способность настраиваться на различных пользователей, имеющих различную степень подготовленности к работе с ЭС;
  •  устойчивость ЭС к ошибкам, т.е. способность системы не выходить из строя при ошибочных действиях пользователя.\\

Под полезностью ЭС понимается способность системы решать поставленные задачи, удовлетворить потребности пользователя, а также выявлять и устранять (в ходе диалога) причины сбоев и неудач в работе ЭС.

\\5.9. Проблемные  области  приложения  экспертных  систем\\

Основными проблемными областями приложения современных ЭС являются следующие (рис.5.2).

\\1) Принятие решений\\ – выработка рекомендаций специалистам по выбору необходимой альтернативы из множества возможных в процессе принятия ответственных решений, например:

  •  выбор стратегии выхода фирмы из кризисной ситуации ("Crysis");
    •  выбор страховой компании или инвестора ("Choice").

\\2) Диагностика\\ – обнаружение неисправностей в объекте, как отклонений от нормы и (или) процесс соотнесения исследуемого объекта с известным классом объектов. Такая трактовка задачи позволяет с единых позиций рассматривать и неисправности в технических системах,  и заболевания живых организмов, и всевозможные природные аномалии, например:

  •  диагностика и терапия коронарных сосудов ("Angi");
    •  диагностика ошибок в аппаратуре и компьютерном математическом обеспечении ("Crib").

\\3) Проектирование\\ – подготовка спецификаций (чертежей, пояснительных записок и др.) на создание объектов с заданными свойствами, например:

  •  проектирование конфигураций компьютеров ("Xcon", "R1");
    •  проектирование интегральных схем ("Cadhelp");
    •  синтез электрических цепей ("Syn").

\\4) Прогнозирование\\ событий или явлений:

  •  предсказание погоды ("Willard");
    •  оценка будущего урожая ("Plant");
    •  прогноз развития экономики ("Econ").

\\5) Планирование:\\

  •  промышленных заказов ("Isis");
    •  экспериментальных исследований ("Molgen");
    •  поведения робота ("Strips").

\\6) Управление режимом\\ работы или деятельностью объекта:

  •  управление системой календарного планирования ("Project Assistant");
    •  управление газовой котельной ("Gas").

\\7) Интерпретация знаний\\ - процесс многовариантного анализа знаний с целью получения согласованного и корректного смыслового содержания этих знаний:

  •  обнаружение и идентификация океанских судов по результатам аэрокосмического сканирования ("Siap");
    •  определение свойств личности по результатам психодиагностического тестирования ("Автантест", "Microlusher").

\\8) Мониторинг – непрерывная интерпретация знаний в реальном масштабе времени и сигнализация о выходе тех или иных параметров за допустимые пределы:

  •  контроль за работой электростанций ("Спринт");
    •  контроль за состоянием атомного реактора ("Reactor");
    •  контроль аварийных датчиков на химическом заводе ("Falcon").

\\9) Обучение\\ дисциплине или предмету (ЭС-тьюторы):

  •  обучение языку "Lisp"("Учитель"Lisp");
    •  обучение языку "Pascal"("Proust").

\\5.10. Области  применения  экспертных  систем\\

В настоящее время в мире насчитывается несколько тысяч промышленных ЭС, основными областями практических приложений которых являются (рис.5.2):

\\а) бизнес: формирование портфеля инвестиций, оценка финансовых рисков ("Rad"), налогообложение ("Rune");\\

\\б) системы управления сложными техническими и организационно-техническими комплексами\\ (например, управление диспетчерскими пультами сети распределения электроэнергии "Alarm Analyser");

\\в) медицинская диагностика ("Micin", "Aramis", "Neurex");\\

\\г) техническая диагностика неисправностей и отказов оборудования\\ ("Intelligence Ware", "Plant Diagnostics", "Forest");

\\д) производство компьютеров и интегральных схем\\ ("DAA", "NASL", "QO");

\\е) прогноз военных действий\\ ("Analyst", "Battl");

\\ж) управление транспортными перевозками\\ ("Airplan");

\\з) химические исследования\\Dendral»).

\\5.11. Пример построения прототипа консультирующей экспертной системы

Пусть ППО ЭС являются "Транспортные средства", в состав которых входят следующие объекты,образующие словарь БЗ ЭС:

1. Самолет. 2. Вертолет. 3. Катер. 4. Танкер. 5. Грузовик. 6. Такси.

Указанные объекты могут иметь следующие свойства:

1. Имеет колеса.  2. Имеет винт.  3. Имеет крылья.  4. Возит грузы.

С учетом указанной информации об объектах данной ППО и их свойствах состав БЗ ЭС можно представить в виде табл.5.1:\\


Табл.5.1. Состав базы знаний ЭС

№ объекта

Объекты

Свойства объектов

1

2

3

4

Колеса

Винт

Крылья

Возит грузы

1

Самолет

+

+

+

+

2

Вертолет

+

+

-

+

3

Катер

-

+

-

+

4

Танкер

-

+

-

+

5

Грузовик

+

-

-

+

6

Такси

+

-

-

-

где: "+" – объект имеет указанное свойство;

"-" – объект не имеет указанного свойства.

Для рассмотренной ППО построим прототип ЭС, решающий задачу распознавания (раздел 5.7). При решении такой задачи запрос пользователя может состоять в определении названия объекта, имеющегося в БЗ ЭС и обладающего, например, такими свойствами (атрибутами):

  •  имеет колеса;
  •  не имеет винта;
  •  возит грузы.

Следует отметить, что запрос пользователя содержит обычно небольшое число (десятки) атрибутов объектов (т.е. свойств, признаков и т.д.) (в данном случае – 3), в отличие от БЗ ЭС, которая, как уже отмечалось, может содержать несколько тысяч таких атрибутов (в данном случае – 4).

Решение задачи распознавания осуществляется в диалоговом режиме: ЭС будет задавать вопросы, на которые должен отвечать пользователь. Вопросы и ответы на них в данном случае будут такими:

1) "Объект имеет колеса?"  "Да".

2) "Объект имеет винт?"  "Нет".

3) "Объект возит грузы?"  "Да".

В табл.5.2 приведены результаты решения задачи распознавания в ЭС, из которой видно, как система выбирает нужные объекты согласно ответам пользователя.

Табл.5.2. Решение задачи распознавания

Вопросник

Вопросы ЭС

Вопрос 1

Вопрос 2

Вопрос 3

Объект имеет колеса?

Объект имеет винт?

Объект возит грузы?

№ пп.

Объект

Ответы пользователя

Да

Нет

Да

1

Самолет

х

-

-

2

Вертолет

х

-

-

3

Катер

-

-

-

4

Танкер

-

-

-

5

Грузовик

х

х

х

6

Такси

х

х

-

Следует учесть, что объекты, не обладающие искомым свойством (т.е. получившие на каком-то шаге знак "-"), в дальнейшем исключаются из рассмотрения, поскольку они не являются искомыми объектами.

С учетом указанных ответов из таблицы 5.2 следует решение задачи ЭС: "Искомым объектом является "Грузовик".


 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

44942. Политическое и экономическое развитие стран постсоветского зарубежья: интеграционные и дезинтеграционные тенденции 27.84 KB
  Разрыв сложившихся связей после распада Советского Союза был очень болезненным по оценкам от одной трети до половины падения экономики в странах-членах СНГ в 1992-1995 гг. СНГ. наметились два варианта дальнейшего развития СНГ. Интеграционные процессы в СНГ связаны прежде всего с Россией т.
44944. The Russian Federation. Российская Федерация 16.42 KB
  The country is wshed by 12 ses of 3 ocens: the Pcific the rctic nd the tlntic. There is hrdly country in the world where such vriety of scenery nd vegettion cn be found. There re severl mountin chins on the territory of the country: the Urls the Cucsus the lti nd others.
44945. Александр Николаевич Самохвалов 24.39 KB
  Александр Николаевич Самохвалов 21 августа 1894 Бежецк Тверская губерния Российская империя 20 августа 1971 Ленинград СССР крупнейший советский художник живописец график прикладник монументалист Заслуженный деятель искусств Российской Федерации член Ленинградской организации Союза художников РСФСР. Самохвалов Александр Николаевич родился 8 21 августа 1894 года в городе Бежецк Тверской губернии. Его отец Николай Дмитриевич Самохвалов занимался мелкой торговлей умер в 1917 году. Мать Самохвалова Елена Фёдоровна в девичестве...
44946. Организация вычисляемого перехода 41.46 KB
  Вычисляемый переход осуществляется при помощи команды ddwf PCF которая формально описывается так: сложить содержимое регистров W и PC с сохранением результата сложения в регистре PC имеется ввиду младший байт счетчика команд с названием PCL. Для вычисляемого перехода адрес в PC на момент исполнения команды ddwf PCF является как бы начальной точкой отсчета т. число находящееся в регистре W на момент исполнения команды ddwf PCF которое и будет приращением счетчика команд PC.
44947. Динамическая индикация 59.87 KB
  Для краткости эти регистры обозначим под названиями LED с соответствующей нумерацией. Например если результат измерения подсчета нужно вывести на индикацию как 4 разрядное десятичное число то двоичный результат измерения “прогоняется†через двоично-десятичное преобразование о нем позднее в итоге которого результат измерения помещается в младшие полубайты 4х регистров LED от LED0 до LED3.0 MHz ; DtL equ 0Ch DtH equ 0Dh D_H equ 0Eh D_L equ 0Fh Step equ 1Bh Led0 equ 1Ch Led1...
44949. Работа с EEPROM памятью данных 61.93 KB
  Поставим перед собой достаточно простую и конкретную задачу (что-то типа задания на первоначальную разработку). Допустим, что в ходе исполнения программы нужно изменить (модифицировать) содержимое пяти ячеек EEPROM памяти, начиная с адреса 7. Для простоты модификации (и для обеспечения наглядности наблюдения за происходящими в EEPROM памяти изменениями) к первому числу (по адресу 7) необходимо добавить 1...
44950. Однокристальные микроконтроллеры серии PIC 231 KB
  Микроконтроллеры семейств PIC (Peripheral Interface Controller) компании Microchip, обладающие особой популярностью, построены на основе передовых технологий микроконтроллеров. Им свойственны следующие особенности: электрически программируемые пользователем ППЗУ, минимальное энергопотребление, высокая производительность, хорошо развитая RISC-архитектура