42258

Создание экспертной системы с помощью программы VP-EXPERT

Лабораторная работа

Информатика, кибернетика и программирование

VP-EXPERT – интеллектуальная программа, способная делать логические выводы на основании знаний в конкретной предметной области и обеспечивающая решение специфических задач. VP-EXPERT и другие экспертные системы призваны заменить специалиста в конкретной предметной области, то есть решать задачи в отсутствии эксперта

Русский

2013-10-28

97 KB

29 чел.

Московский государственный институт электроники и математики

(технический университет)

Кафедра электронно-вычислительной аппаратуры




Отчёт по лабораторной работе №4:

«Создание экспертной системы с помощью программы VP-EXPERT»

По дисциплине «Базы Данных»







Выполнили студенты гр. С-55:
Орлов П.А.

Хохлов С.П.

Преподаватель:

д.т.н. профессор Зарудный Д.И.


Москва – 2004


Оглавление

[1]
1. введение

[1.1] 1.1 Экспертные системы и программа Vp-Expert

[1.2] 1.2 Интерфейс VP-EXPERT

[1.3]
1.3 Операторы для создания базы знаний и консультационного меню

[1.3.1] Настройки

[1.3.2] Операции

[1.3.2.1] Правила

[1.3.2.2] Опрос пользователя

[2]
2. Задание на лабораторную работу

[3] 3. ВЫПОЛНЕНИЕ

[4] 4. ОПИСАНИЕ

[5]
5. Список используемой литературы:


1. введение

1.1 Экспертные системы и программа Vp-Expert

      VP-EXPERT – интеллектуальная программа, способная делать логические выводы  на основании знаний в конкретной предметной области и обеспечивающая решение специфических задач. VP-EXPERT и другие экспертные системы призваны заменить специалиста в конкретной предметной области, то есть решать задачи в отсутствии эксперта.

      Для решения различных задач, получения выводов необходимо иметь определенные знания (базу знаний) в этой области. Знаниями принято называть хранимую в ЭВМ информацию, формулируемую в соответствии с определенным структурным правилами, которую ЭВМ может использовать при решении проблем по таким алгоритмам, как логические выводы. В VP-EXPERT реализована модель представления знаний основанная на использовании правил (продукционная модель).

Продукционная система почти не имеет процедурных компонентов и  практически полностью управляется  данными, т.е. является дескриптивной. Продукционные ЭП состоит из множества несвязанных между собой правил и множества фактов, накапливающихся по мере функционирования экспертной системы.

Продукционная система включает три основных составляющих:

  •  базу правил
  •  рабочую память
  •  механизм вывода.
В дополнение к ним для поддержки работы системы и реализации интеллектуального взаимодействия с пользователем в нее обычно входят еще и подсистема приобретения знаний, средства общения на естественном языке, а также подсистема объяснения.

Рис.1 Структура продукционной системы

VP-EXPERT обладает такими функциями как:

1)Механизм представления знания в конкретной области и управление ими;

2)Механизм, который на основании имеющихся в базе знаний, способен делать логические выводы;

3)Интерфейс для правильной передачи  ответов пользователю и т.д.

Области применения систем, основанных на знаниях, могут быть сгруппированы в несколько основных классов: медицинская диагностика, прогнозирование, планирование, интерпретация, контроль и управление, диагностика неисправностей в механических и электрических устройствах, обучение.

1.2 Интерфейс VP-EXPERT

Интерфейс программы VS-EXPERT представлен на Рис.2.

Рис.2 Интерфейс VS-EXPERT

Рассмотрим основные команды меню:

Help – вызывает системный помощник (help)

Edit – вызывает редактор (Editor) и загружает текущую базу знаний

Consult – загружает текущую базу знаний в память и воспроизводит на экране консультационное меню (Consult menu)

Filename – помогает вам заменить текущую активную базу знаний

Quit – выход из программы

Программа пишется в любом редакторе DOS,  т.к. VP-EXPERT не воспринимает русскую кодировку Windows.  Затем файлу присваивается расширение kbs. Запускаем VP-EXPERT, выбираем Filename и находим в списке нужный файл. Консультация начинается с нажатия кнопки Consult.


1.3 Операторы для создания базы знаний и консультационного меню

Программа экспертной системы состоит из 4-х основных частей:

Настройки

EXECUTE  - этот оператор начинает режим консультации немедленно после команды Consult.

BKCOLOR = <номер цвета> - настраивает фон экрана на цвет, соответствующий номеру (0-7)

0 – черный                5 – бордовый    10 – салатовый

1 – синий                   6- коричневый 11- светлый циан

2 – зеленый               7- белый            12 – светло-красный

3 – циан                     8 – серый           13 – розовый

4 – красный               9 – голубой       14 - желтый

                                                             15 – ярко – белый

COLOR = <номер цвета> - настраивает цвет текста согласно его номеру (0-15)

RUNTIME – оператор исключает окна «Правила» и «Результаты» с консультационного экрана. Этот оператор может быть включен в базу знаний, когда она готова для конечного пользования.

ENDOFF – подтверждение выбранного ответа по клавише Enter.

Операции

ACTIONS - <предложение1>

                    <предложение2>

                    и  т.д.

Ключевое слово ACTIONS определяет начало блока ACTIONS, который упорядочивает список операции для VP-EXPERT Consultation (режим консультации) в режиме листинга одного или большего числа предложений, которые будут выполняться по порядку, в течение консультации.

Когда все предложения будут выполнены, консультация будет закончена. В добавление к выполнению предложений блок ACTIONS, может присваивать значения переменным.

FIND <переменная> -

предложение FIND, выполняясь, направляет механизм вывода на поиск значения указанной переменной. Если предложение FIND встречается многократно в блоке ACTIONS или в правиле, то VP-EXPERT пытается найти значение для каждой из переменных в той последовательности, в которой они появляются. Механизм вывода передвигается к следующему предложению FIND только после нахождения значения для переменной, указанной в предыдущем предложении FIND, или после того, как значение переменной не может быть найдено.

DISPLAY  “<текст>~” – выводит на экран данный текстовый блок информации для пользователя (до 1000 символов). Текст должен быть внутри двойных кавычек, а если требуется вывести значение переменной, то в тексте пишется имя этой переменной в фигурных скобках {}

Имя переменной внутри фигурных скобок со значком # выводится на экран со своим фактором доверия (смотри ниже)        

Правила

RULE <название правила> -

ключевое слово RULE, и следующий за ним пробел и метка правила длиной до 20 символов,  идентифицирует начало базы знаний. Правило состоит из имени правила (Ключевое слово RULE плюс пробел плюс метка правила); посылка (ключевое слово IF и следующие за ним одно или нескольких условий разделенные операторами AND или OR); заключение (ключевое слово THEN и следующие за ним одно или более заключений) и точка с запятой, означающая конец правила.

RULE 1

IF <переменная1>=<значение1>

THEN <переменная2>=<значени2>;

Если значение переменной состоит из нескольких слов, то слова должны быть соединены значком (_).  Иногда перед точкой с запятой вводится фактор доверия – CNF – это числа, используемые для подсчета истинного значения порога доверия. Если фактор доверия не указан, то ему присваивается значение 100%.

Опрос пользователя

 ASK <переменная1>: “<текст>”  -

когда для выведения умозаключения машина не может найти правила, чтобы присвоить значение переменной, она ищет оператор ASK, в котором упоминается эта переменная. Если он найден, оператор ASK выводит на экран текст находящегося в нем сообщения. Затем машина ожидает ответа пользователя. Значение, поступившее от пользователя, присваивается данной переменной.

Иногда после оператора ASK следует оператор

CHOICES  <переменная1>:<значение1>,<значение2> -

этот оператор выводит на экран меню выбора из <значение1> и <значение2>. Если оператора CHOISES не введено,  то значение переменной нужно вводить вручную.


2. Задание на лабораторную работу

Целью данной лабораторной работы является изучение программы VP-EXPERT и создание с помощью нее экспертной системы.

3. ВЫПОЛНЕНИЕ

Для подготовки файла lab4.kbs использовался текстовый редактор EDIT.

После запуска VP-EXPERT необходимо зайти в пункт меню 6 File Name и там выбрать файл laba4.kbs. Далее нужно зайти в пункт меню 4Consult.

runtime;

execute;

bkcolor=0;

ACTIONS

color=14

display " Po4emu ne edem?~"

FIND problem

FIND solution

FIND solution1

FIND solution2

display "Neispravna {#problem}. Proverte {#solution}, {solution1} u {solution2}~";

RULE 0

IF a=yes AND b=no AND c=yes

THEN problem=sve4i;

RULE 1

IF a=no AND b=idet AND c=yes

THEN problem=klu4;

RULE 2

IF a=yes AND b=idet AND c=no

THEN problem=benzin;

RULE 3

IF a=yes AND b=no AND c=no

THEN problem=sve4i_i_benzin;

RULE 4

IF a=no AND b=idet AND c=no

THEN problem=klu4_i_benzin;

RULE 5

IF a=no AND b=no AND c=yes

THEN problem=klju4_i_sve4i;

RULE 6

IF a=no AND b=no AND c=no

THEN problem=mashina;

RULE 7

IF a=yes AND b=idet AND c=yes

THEN problem=doljni_ehat;

!---------------------------------------------------------------

RULE 8

IF problem=sve4i

THEN solution=ot4istit_ili_zamenit;

RULE 9

IF problem=klu4

THEN solution=vstavte_i_poverite;

RULE 10

IF problem=benzin

THEN solution=zaleite_benzin solution2=proverit_benzonasos;

RULE 11

IF problem=sve4i_i_benzin

THEN solution=zamenit_sve4i solution1=zalit_benzin;

RULE 12

IF problem=klu4_i_benzin

THEN solution=vstavle_li_klu4 solution1=zalit_benzin;

RULE 13

IF problem=klu4_i_sve4i

THEN solution=vstavlen_li_klu4 solution1=vporyadke_li_sve4i;

RULE 14

IF problem=mashina

THEN solution=sve4i solution1=vstavlen_li_klu4 solution2=est_li_benzin;

RULE 15

IF problem=doljni_ehat

THEN solution=gde_vi solution1=vasha_li_mashina solution2=ne_p_yani_li_vi;

ask a:"Votknut klju4 v zajiganie?";

choices a:yes,no;

ask b:"Idet li iskra?";

choices b:idet, no;

ask c:"Est i benzin?";

choices c:yes,no;

4. ОПИСАНИЕ

Данная система позволяет выявить и устранить неполадки автомобиля.

Система содержит 3 вопроса, на каждый из которых можно дать один из двух предложенных ответов, на основании которых система выявит неисправность и предложит решение.


5. Список используемой литературы:

1. Методические указания по лабораторной работе "Создание экспертной систем с помощью программы “VP-EXPERT" по курсу "Базы данных", Зарудный Д.И., Москва, 2001г.


Пользователь

Рабочая память

одсистема

приобретений

знантй

База правил

Механизмы

вывода

Подсистема

объяснений

Средства общения

на естественном

языке


 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

76891. Четвертый желудочек головного мозга, его стенки, пути оттока спинномозговой жидкости 182.17 KB
  В его строении различают следующие структуры: Нижняя стенка – дно ромбовидная ямка образованная дорсальными поверхностями моста и продолговатого мозга и ограниченная по бокам ножками мозжечка: сверху и спереди верхними с боков средними снизу и сзади – нижними. Сверху и спереди через верхний угол ромбовидной ямки в IV желудочек впадает водопровод мозга. Четвёртый желудочек через нижний угол ромбовидной ямки прикрытый задвижкой открывается в центральный канал спинного мозга.
76892. Экстероцептивные проводящие пути 178.53 KB
  Первые псевдоуниполярные нейроны находятся в спинномозговых узлах. Вторые нейроны лежат в собственном ядре заднего рога спинного мозга. Третьи нейроны лежат в дорсолатеральном ядре таламуса. Четвертые нейроны во внутренней зернистой пластинке постцентральной извилины и верхней теменной дольки.
76893. Проводящие пути проприоцептивной чувствительности мозжечкового и коркового направления 181.16 KB
  1е нейроны псевдоуниполярные находятся в спинномозговых узлах. 2е нейроны лежат в тонком и клиновидном ядрах продолговатого мозга их аксоны формируют: внутренние дугообразные волокна начало медиальной петли перекрест ее происходит на уровне нижнего угла ромбовидной ямки; передние наружные дугообразные волокна перекрещиваются и уходят в нижнюю мозжечковую ножку и кору полушарий мозжечка; задние наружные дугообразные волокна не перекрещиваются и уходят в нижнюю ножку мозжечка и кору червя. 3и нейроны расположены в коре червя...
76894. Медиальная петля, состав волокон, положение на срезах мозга 180.14 KB
  Тела первых псевдоуниполярных нейронов бульботаламического пути находятся в спинномозговых узлах а их периферические отростки в составе спинальных нервов подходят к опорнодвигательным органам в которых заканчиваются рецепторами. Центральные отростки первых нейронов вступают в синаптические контакты с телами вторых нейронов которые находятся в тонком и клиновидном ядрах продолговатого мозга. Аксоны вторых нейронов образуют в продолговатом мозге дугообразные волокна: внутренние и наружные. Аксоны вторых нейронов участвующих в образовании...
76895. Двигательные проводящие пирамидные и экстрапирамидные пути 182.52 KB
  Первые нейроны представлены большими пирамидными клетками коры мозга. Вторые нейроны находятся в ядрах мозгового ствола и передних рогах спинного мозга а их аксоны заканчиваются в органах опорнодвигательного аппарата. Первый проходит от нейронов прецентральной извилины до двигательных нейронов сосредоточенных в ядрах ствола мозга это кортикоядерный путь. Два других тракта: кортикоспинальные передний и боковой идут от прецентральной извилины до ядер передних рогов спинного мозга.
76896. Ретикулярная формация 180.5 KB
  Далее проходит через мозговой ствол и его составляющие продолговатый мозг мост ножки мозга и четверохолмие зрительные бугры и достигает базальных ядер и коры конечного мозга. Крупные нейроны сосредотачиваются в ядрах ретикулярной формации: субталамическом красном черной субстанции мостовом ретикулярных ядрах продолговатого мозга и др. Причем один отросток имеет восходящее направление вплоть до клеток коры другой нисходящее к нейронам мозжечка спинного мозга.
76897. Оболочки и пространства мозга 183.61 KB
  В отверстиях основания твердая оболочка окружает и фиксирует проходящие через них сосуды и нервы. Паутинная оболочка состоит из волокнистой соединительной ткани покрытой эндотелием. Вблизи менингеальных синусов паутинная оболочка образует эти самые грануляции врастающие в просвет синусов и вен костного диплоетического вещества.
76898. Спинальные нервы 181.13 KB
  Спинномозговой нерв смешанный по составу волокон образуется: передним корешком двигательным из длинных отростков нейронов расположенных в ядрах передних рогов спинного мозга; отростки нейронов в составе нервов достигают органов где образуют нервные окончания исполнительного типа эффекторы; задним корешком и спинальным узлом дендриты псевдоуниполярных клеток которого составляют задний корешок и достигают задних рогов спинного мозга а длинные отростки этих клеток входят в состав спинальных нервов и их производных образуя в...
76899. Шейное сплетение 179.82 KB
  Ветви и области иннервации. Ветви подразделяются на кожные мышечные и смешанные короткие и длинные. В каждом сплетении правом и левом имеются следующие ветви.