Меню
Главная
Авторизация/Регистрация
 
Главная arrow Информатика arrow Информатика
Посмотреть оригинал

ЭКСПЕРТНЫЕ СИСТЕМЫ РАСПОЗНАВАНИЯ ХИМИЧЕСКИХ ВЕЩЕСТВ

Экспертная система распознавания удобрений

Неорганическая химия-9

Профессиональные экспертные системы достаточно широко используются в различных областях науки и техники. Такие системы позволяют автоматически выявлять причины сбоев в работе сложных технических систем (например, космических кораблей), распознать личность человека по его отпечаткам пальцев или радужной оболочке глаза и т.д.

Основная задача экспертных систем — распознать объекты или состояния объекта. В процессе обучения встречается достаточно много учебных ситуаций, когда вам приходится выступать в роли эксперта и необходимо распознать тот или иной объект. Обычно такие задачи выполняются методом проб и ошибок, без осознания и фиксации стратегии поиска.

Создание учебной экспертной системы позволяет осознать и зафиксировать последовательность рассуждений или действий, которая приводит к распознаванию того или иного объекта среди некоторой совокупности.

Лабораторная работа по неорганической химии «Распознавание химических удобрений». Даны удобрения, химические реактивы и справочная таблица (12.1) по взаимодействию шести различных удобрений с некоторыми реактивами и предлагается распознать каждое из удобрений.

Формальная модель экспертной системы «Распознание удобрений». Экспертная система может быть представлена в виде алгоритма, состоящего из последовательности шагов с использованием алгоритмической структуры «ветвление». Можно построить различные алгоритма поиска, однако необходимо стремиться к выбору оптимальной стратегии распознавания (достижения цели за минимальное число шагов). Такая стратегия будет реализована, если каждый шаг будет максимально уменьшать неопределенность (нести максимальное количество информации).

Свойства удобрений

Внешний вид

Взаимодействие раствора удобрения с:

Удобрение

(результат

распозна

вания)

H2S04

BaCI

раствором

щелочи

1

Белая, кристалли-

Выделяется

Ощущается

Аммиачная

ческая масса

бурый газ

запах

селитра

или гранулы

аммиака

2

Крупные бесцвет-

Выделяется

Небольшое

-

Натриевая

ные кристаллы

бурый газ

помутнение

селитра

раствора

3

Мелкие

-

Выпадает

Ощущается

Сульфат

светло-серые

белый

запах

аммония

кристаллы

осадок

аммиака

4

Светло-серый

-

Выпадает

-

Суперфос-

порошок или

белый

фат

гранулы

осадок

5

Розовые кристаллы

-

-

-

Сильвинит

6

Бесцветные

-

-

-

Калийная

кристаллы

СОЛЬ

Построим алгоритм (рис. 12.17), в котором на первом шаге разделим шесть веществ на две группы по условию «При взаимодействии с H2S04 выделяется бурый газ, если условие:

  • ? выполняется, то это вещества первой группы под номерами 1 и 2;
  • ? не выполняется, то это вещества второй группы под номерами 3, 4, 5 и 6».

Для идентификации веществ первой группы достаточно проверить справедливость условия «При взаимодействии с раствором щелочи ощущается запах аммиака, если условие:

  • ? выполняется, то это вещество «1. Аммиачная селитра»;
  • ? не выполняется, то это вещество «2. Натриевая селитра».

Для идентификации веществ второй группы сначала необходимо

проверить справедливость условия «При взаимодействии с ВаС1 выпадает белый осадок, если условие:

  • ? выполняется, то это вещества 3 и 4;
  • ? не выполняется, то это вещества 5 и 6».

Для идентификации веществ 3 и 4 достаточно проверить справедливость условия «При взаимодействии с раствором щелочи ощущается запах аммиака, если условие:

  • ? выполняется, то это вещество «3. Сульфат аммония»;
  • ? не выполняется, то это вещество «4. Суперфосфат».

Для идентификации веществ 5 и 6 достаточно проверить справедливость условия Внешний вид — розовые кристаллы, если условие:

  • ? выполняется, то это вещество «5. Сильвинит»;
  • ? не выполняется, то это вещество «6. Калийная соль». Целесообразно представить иерархическую модель экспертной

системы в виде блок-схемы (рис. 12.17).

Блок-схема экспертной системы «Распознавание удобрений»

Рис. 12.17. Блок-схема экспертной системы «Распознавание удобрений»

Компьютерная модель экспертной системы на языке Visual Basic. Создадим экспертную систему распознавания удобрений с использованием языка Visual Basic. Экспертная система будет задавать пользователю серии вопросов о результатах взаимодействия вещества с кислотой, щелочью и солью или о внешнем виде удобрений. Пользователь будет отвечать Да или Нет (на основании опытов или теоретических знаний). В результате нескольких серий вопросов будут определены названия всех удобрений.

При разработке сложного алгоритма целесообразно стараться выделить в нем последовательности действий, которые выполняют решение каких-либо подзадач и могут вызываться из основного алгоритма. Такие алгоритмы называются вспомогательными и в алгоритмических языках программирования реализуются в форме подпрограмм, которые вызываются из основной программы.

В объектно-ориентированном языке программирования Visual Basic вспомогательные алгоритмы реализуются с помощью общих процедур. Каждой общей процедуре дается уникальное название — имя процедуры. Запись общей процедуры производится следующим образом:

Sub ИмяПроцедуры (...) программный код End Sub.

Запуск общих процедур не связывается с какими-либо событиями, а реализуется путем вызова по имени из других процедур.

Контрольные вопросы

1. Является единственным алгоритм экспертной системы распознания удобрений? Какие еще варианты алгоритма экспертной системы можете предложить?

 
Посмотреть оригинал
< Предыдущая   СОДЕРЖАНИЕ   Следующая >
 

Популярные страницы