45345

Архитектура системы работы со знаниями

Доклад

Информатика, кибернетика и программирование

Различие между уровнями заключается в языке применяемом для представления знаний. Для работы со знаниями на любом из этих уровней используются следующие базовые компоненты: база знаний; редактор базы знаний; база данных со своей СУБД; решатель; подсистема настройки и управления; подсистема объяснения; диалоговая подсистема. В некоторых источниках совокупность средств обеспечивающих работу со знаниями называют системой управления базой знаний СУБЗ по аналогии с СУБД.

Русский

2013-11-16

48 KB

6 чел.

30 Архитектура системы работы со знаниями

Различают следующие уровни представления и пополнения знаний:

  1.  Внешний (пользовательский) уровень использует предметный язык (вербальный, графический), привычный предметнику. На этом уровне формулируются функции системы.
  2.  Концептуальный уровень (в понятиях предметной области) определяет общую структуру знания предметной области. Концептуальные и формальные модели строит системный аналитик.
  3.  Внутренний уровень представляет собой конкретную программную реализацию системы, выполняемую программистом.
  4.  Аппаратно-программный уровень характеризует компьютерную среду, используемую в качестве носителя знания.

Различие между уровнями заключается в языке, применяемом для представления знаний. Для работы со знаниями на любом из этих уровней используются следующие базовые компоненты:

  •  база знаний;
  •  редактор базы знаний;
  •  база данных со своей СУБД;
  •  решатель;
  •  подсистема настройки и управления;
  •  подсистема объяснения;
  •  диалоговая подсистема.

В некоторых источниках совокупность средств, обеспечивающих работу со знаниями, называют системой управления базой знаний (СУБЗ) по аналогии с СУБД. Сложность перечисленных компонентов, их роль и участие в составе системы на различных стадиях работы с базами знаний зависит от назначения системы, использующей эту базу знаний.

 

Рисунок 9.1 – Архитектура системы работы со знаниями

В целом процесс функционирования экспертной системы можно представить следующим образом:

  •  пользователь, желающий получить информацию, через пользовательский интерфейс посылает запрос к системе;
  •  решатель, используя базу знаний, формирует и выдаёт пользователю информацию, объясняя ход своих рассуждений при помощи системы объяснения.

Рассмотрим подробней архитектуру, представленную на рис. 9.1.

Инструментальные системы. На рисунке редактор и диалоговая подсистема разработчика выделены пунктиром, поскольку непосредственно для работы базы знаний они не требуются. Редактор играет роль инструментальной системы и используется разработчиком (экспертом) для создания, редактирования, обновления, пополнения, контроля компиляции базы знаний.

Инструментальные системы, используемые для создания и накопления знаний, делятся на специализированные и универсальные. Специализированные системы (оболочки – shell) ориентированы на определенные модели знаний. Например, инструментальные системы Prolog, Leonardo, Simer-Mir предназначены для создания экспертных систем на основе соответственно продукционной, продукционно-фреймовой и сетевой моделей.

Универсальная инструментальная система инвариантна к модели знания. Системы этого типа различаются технологиями проектирования программных систем вообще и систем, основанных на знаниях, в частности.

Решатель. Характеристика решателя зависит от типа базы знаний. При этом каждый решатель использует три источника информации: базу знаний, рабочую память и память состояния решателя. Типовой цикл работы решателя состоит из четырех шагов:

  •  выборка информации;
  •  анализ информации;
  •  разрешение конфликтов;
  •  выполнение.

1. На этапе выборки информации осуществляется определение подмножества элементов рабочей памяти и модулей базы знаний, которые могут быть использованы в текущем цикле. Иногда один этап выборки используется сразу для некоторой последовательности циклов.

Выборки делятся на синтаксические и семантические. Выборка 1-го типа выполняет грубый отбор информации. Семантическая выборка выполняется на основе метазнаний о базе знаний, вводимых пользователем.

2. Анализ определяет информацию, релевантную поставленной задаче.

3. На этапе разрешения конфликтов решатель осуществляет выбор варианта из конфликтного набора (например, выбирает то правило, которое будет выполняться в текущем цикле). На этом этапе решатель оценивает выбранные модули с точки зрения их полезности для достижения текущей цели. Поэтому данный этап часто называют планированием.

4. На этапе выполнения осуществляется вывод промежуточного или конечного знания. В ходе этого этапа выполняются операции ввода/вывода, а также модифицируется рабочая память, память состояния решателя, реже — сама база знаний.

Подсистема настройки и управления. Эта подсистема служит для настройки базы знаний и решателя на оптимизацию решения поставленной задачи. Особенности подсистемы также определяются типом базы знаний. Настройка решателя заключается в выборе режима его функционирования.

Подсистема диалога. Подсистема диалога (компонент взаимодействия) играет важную роль в общении человека с системой. Вне зависимости от цели диалога она выполняет две основные функции:

  •  организует диалог система – пользователь (разработчик);
  •  осуществляет обработку каждого введенного сообщения.

Организация диалога – это процесс непротиворечивого взаимодействия участников, в котором они преследуют свои цели с помощью обмена сообщениями на установленном языке общения. Непротиворечивое взаимодействие возможно при условии согласования целей участников.

Инициатором диалога может выступать как пользователь, так и система. Пользователь инициирует действие командой или запросом на естественном языке. Система инициирует действие предложением меню или анкеты.

Для того чтобы взаимодействие между системой и пользователем было успешным, необходимо соблюдать постулаты общения (постулаты Грайса):

  •  адекватность количества информации цели (высказывание не должно содержать больше информации, чем требуется);
  •  приемлемость качества информации (необходимо вводить только известную и проверенную информацию);
  •  релевантность теме (необходимо вводить информацию только касающуюся данной темы);
  •  ясность выражения (однозначность, упорядоченность и краткость информации).

Обработка сообщения основана на обработке естественного языка.

От того, как построена компонента взаимодействия, во многом зависит дружественность системы по отношению к пользователю.

Подсистема объяснения. Она необходима по двум причинам:

  •  сложность системы не позволяет пользователю охватить все нюансы ее функционирования;
  •  поскольку в слабоформализованной области нет твердой гарантии достоверности результата, пользователь должен сам иметь возможность убедиться в достоверности и логичности получаемых решений.

Компонент объяснения, как и компонент взаимодействия, должен ориентироваться на разные категории пользователей.


БД

З

СУБД

Редактор

Решатель

Объяснение

Настройка и управление

Отображе-ние

Диалог

Пользователь

Разработчик

Диалог


 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

65345. ПІДВИЩЕННЯ ТЕХНІКО-ЕКСПЛУАТАЦІЙНИХ ПОКАЗНИКІВ СТРІЛОВИХ САМОХІДНИХ КРАНІВ ЗАСТОСУВАННЯМ ГІДРАВЛІЧНИХ ГАСИТЕЛІВ КОЛИВАНЬ 2.1 MB
  Одним з напрямків вирішення цієї задачі є динамічне гасіння коливань суть якого полягає в приєднанні до силових ланцюгів механізмів допоміжних гасителів коливань з метою зниження коливального стану крана.
65346. КОНСТИТУЦІЙНЕ ПРАВО ГРОМАДЯН БРАТИ УЧАСТЬ У ВСЕУКРАЇНСЬКИХ ТА МІСЦЕВИХ РЕФЕРЕНДУМАХ І ЙОГО ЗАБЕЗПЕЧЕННЯ В УКРАЇНІ 157.5 KB
  Процес становлення громадянського суспільства в Україні та розбудова української демократичної правової держави передбачає перетворення українського народу з об’єкта державного управління в пріоритетний суб’єкт влади.
65347. Методичні засади підготовки фахівців спеціального зв’язку Державної прикордонної служби України у процесі навчання військово-спеціальних дисциплін 162 KB
  Результати аналізу підготовки фахівців СПЗ ДПСУ із військово-спеціальної дисципліни «Зв’язок в органах охорони кордону» свідчать, що вимогам нормативних документів підготовка цих фахівців з середнім балом успішності 3,34 задовольняє, але не забезпечує підготовку професійно компетентного фахівця.
65348. ФІНАНСОВО-ЕКОНОМІЧНИЙ МЕХАНІЗМ САНАЦІЇ АГРАРНИХ ПІДПРИЄМСТВ В РИНКОВИХ УМОВАХ 360.5 KB
  З метою збереження виробничої структури підприємства в регіональному господарстві стає впровадження санації головної процедури в системі антикризового управління. Тому на сучасному етапі в умовах зростання кількості аграрних підприємств-банкрутів...
65349. УДОСКОНАЛЕННЯ ПРОТИРАЛЬНОГО ОБЛАДНАННЯ ПІДПРИЄМСТВ ХАРЧУВАННЯ 195 KB
  Дотепер не досліджені зусилля що виникають на робочих органах протиральних машин підприємств харчування в процесі обробки різних харчових продуктів і не визначено комплексний вплив на технічні характеристики протиральних машин...
65350. ВИКОРИСТАННЯ ПОЖИВНИХ РЕЧОВИН ТА ПРОДУКТИВНІ ЯКОСТІ МОЛОДНЯКУ КРОЛІВ ЗА РІЗНИХ РІВНІВ ПРОТЕЇНУ ТА ЛІЗИНУ В КОМБІКОРМАХ 277.5 KB
  Співвідношення поголів’я самців і самок у кожній з груп становило 1:1 10 самців і 10 самок яких утримували окремо. При формуванні групаналогів враховували вік стать живу масу і походження тварин.
65351. Технологічна спадковість в процесах листового штампування при створенні безпечних конструкцій 7.94 MB
  Для досягнення поставленої мети були сформульовані такі завдання: розробити експериментально-розрахунковий метод визначення енергії пластичного деформування листових матеріалів в процесах холодного штампування а також енергопоглинання...
65352. МАРГІНАЛЬНА ПОВЕДІНКА ОСОБИ: ТЕОРЕТИКО-ПРАВОВИЙ АСПЕКТ 142 KB
  Проблема маргінальної поведінки особи та маргіналізації суспільства виступає постійним явищем існування людської історії а її гострота безпосередньо пов’язана з тими суспільними процесами які притаманні певній соціальній спільності...
65353. МІКРОКОМПОНЕНТНИЙ СКЛАД ПИТНИХ ПІДЗЕМНИХ ВОД ВОДОЗАБОРІВ МАЛИХ МІСТ ХАРКІВЩИНИ 1.21 MB
  Техногенне навантаження на навколишнє середовище в цілому та геологічне середовище, зокрема, відноситься до важливих екологічних проблем. Однією з таких актуальних проблем є вплив техногенного навантаження на геохімічний стан підземних вод...