Меню
Главная
Авторизация/Регистрация
 
Главная arrow Информатика arrow Информационные технологии в государственном и муниципальном управлении
Посмотреть оригинал

Структура экспертной системы

Основные компоненты ЭС (рис. 4.1):

  • 1. Подсистема приобретения знаний. Совокупность программ, включающих в том числе интеллектуальный редактор, обеспечивающих сбор, передачу и преобразование опыта решения проблем из некоторых источников знаний в компьютерные программы.
  • 2. База знаний (БЗ). Совокупность сред, хранящих знания различных типов, в том числе факты (данные) из предметной области и правила, которые управляют использованием фактов при решении проблем. Информация БЗ преобразуется в компьютерную программу в процессе представления знаний.
  • 3. Подсистема выводов и расчетов. Комплекс программ, управляющих использованием системных знаний. Состоит из интерпретатора, который выполняет задачу, применяя соответствующие правила из БЗ, и планировщика, который управляет процессом выполнения задачи, оценивая эффект применения различных правил с точки зрения приоритетов или других критериев.
  • 4. Подсистема объяснения. Комплекс программ, позволяющих пользователю в интерактивном режиме получать ответы на вопросы: как была получена та или иная рекомендация, почему экспертная система приняла такое решение.
  • 5. Интерфейс пользователя. Комплекс программ, реализующих диалог пользователя с ЭС на всех стадиях ее функционирования с помощью естественного языка, графики, многооконных меню и т.п.
Структура ЭС

Рис. 4.1. Структура ЭС

В процессе решения задачи ЭС проводит двухсторонний диалог с пользователем, запрашивая его о фактах, касающихся конкретного случая. После получения ответов ЭС пытается получить заключение. Эта попытка осуществляется подсистемой выводов и расчетов, решающей, какая стратегия эвристического поиска должна быть использована для определения порядка применения к данной проблеме знаний из БЗ. Пользователь может запросить объяснение поведения ЭС и ее заключений. Качество вывода определяется методом, выбранным для представления знаний, объемом БЗ и мощностью машины вывода.

Экспертная система не заменяет реляционных БД, статистические пакеты, электронные таблицы или системы обработки текстов. Но если результативность задачи зависит от знаний, целесообразно пользоваться экспертными системами.

Разработка ЭС включает в себя три стадии.

I стадия — описание проблемы и разработка концепции ЭС. Исследуются технические, программные, экономические предпосылки автоматизации решения проблемы с помощью ЭС, обсуждаются интерфейсы будущей системы (формы взаимодействия ЭС с различными категориями пользователей, с другими ЭС, проектируемой ЭС и внешней БД или оборудованием). Разрабатывается общая концепции ЭС: описывается структура БЗ и механизмы рассуждений, программные и технические средства реализации, способы переноса ЭС на реальное оборудование и в реальную рабочую среду, критерии оценки функционирования ЭС.

II стадия — разработка прототипа экспертной системы на основе концепции, разработанной на предыдущем этапе.

III стадия — внедрение. Создается промышленный прототип, опирающийся на реальную рабочую среду, прототип из среды разработки переносится в среду функционирования у заказчика.

При разработке экспертной системы основное внимание уделяется созданию прототипа. Если эта стадия завершается успешно, далее выполняются доработка прототипной системы до промышленной, оценка системы, стыковка экспертной системы с другими программными средствами. Прототипная система является усеченной версией ЭС, спроектированной для проверки правильности кодирования фактов и правил, в ее разработке заняты пользователь, инженер по знаниям, эксперт, программист.

Разработка прототипной системы включает в себя шесть этапов.

I этап. Идентификация проблемы экспертом, когнитологом и пользователем.

Эксперт. Эффективно решает задачи, относящиеся к конкретной предметной области.

Когнитолог (инженер по знаниям). Проектирует и создает экспертную систему Специалист по искусственному интеллекту, посредник между экспертом и базой знаний. При работе с группой экспертов фиксирует позиции каждого, задавая уточняюще-наводящие вопросы, анализируя «мысли вслух» экспертов.

Пользователь. Эксплуатирует систему. Проблемный специалист, для которого предназначена экспертная система.

II этап. Получение знаний. Задействованы эксперт и когнитолог. Используются различные методы, в том числе анализ текстов, диалоги, экспертные игры, лекции, дискуссии, интервью, наблюдения и пр.

III этап. Структурирование (концептуализация знаний) — определение когнитологом терминов, списка основных понятий и их атрибутов, отношений между понятиями, структуры входной и выходной информации, стратегии принятия решений.

IV этап. Формализация — разработка БЗ средствами языка представления знаний. Проводится когнитологом и программистом.

V этап. Реализация — разработка программных модулей программистом.

VI этап. Тестирование — оценка работы прототипа экспертом, когнитологом, программистом и пользователем будущей ЭС.

В дальнейшем ЭС используется для решения задач организации (предприятия), при этом постоянно пополняется. Задача пополнения ЭС новыми знаниями решается либо только экспертом, если уровень автоматизации задач по вводу новых знаний высок, или экспертом совместно с когнитологом.

Экспертные системы классифицируются различным образом.

По степени реализации ЭС выделяют прототипы, промышленные ЭС и коммерческие ЭС.

Прототипы:

  • • демонстрационный прототип — ЭС, решающая часть задач, демонстрирующая жизнеспособность. Работает, имея 50—100 правил. Для разработки требуется 1—2 месяца. Развитие приводит к исследовательскому прототипу;
  • • исследовательский прототип — ЭС, решающая все задачи, но неустойчивая в работе и не полностью провереннная. Имеет в базе знаний 200—500 правил. Для разработки требуется 1—2 года;
  • • действующий прототип — ЭС, надежно решающая все задачи. Опирается на 500—1000 правил. Разрабатывается 2—3 года.

Промышленные ЭС. Преобразованы из действующих прототипов путем расширения количества правил и модернизации программных модулей с использованием более эффективных программных средств. Содержат 500—1500 правил, разрабатываются 2—4 года.

Коммерческие ЭС. Разрабатываются на основе промышленных ЭС. Подготовлены для продажи различным потребителям. Содержат 1000—3000 правил, разрабатываются 3—5 лет.

По степени сложности выделяют поверхностные (используют знания в виде правил типа «условие-действие») и глубинные (используют более сложные модели представления знаний).

По степени интеграции с другими программными системами выделяют традиционные (автономные), основанные на базах знаний и интегрированные, способные взаимодействовать с СУБД, другими прикладными системами, системами автоматизированного проектирования и пр.

 
Посмотреть оригинал
< Предыдущая   СОДЕРЖАНИЕ   Следующая >
 

Популярные страницы