Назначение и структура экспертных систем

ЭС представляет собой программный комплекс, содержащий знания специалистов из определенной предметной области, обеспечивающий консультациями менее квалифицированных пользователей для принятия экспертных решений.

Работа экспертных систем основана на алгоритмах искусственного интеллекта и предполагает использование информации, заранее полученной от специалистов-экспертов. Таким образом, экспертная система – это электронный эксперт (советник), помощник.

ЭС используются там, где нет твердо устоявшейся теории, в тех предметных областях, где слишком много переменных величин (факторов, показателей, симптомов), затрудняющих создание полной теории, точной математической модели. В этих предметных областях искусные практики при решении задач опираются на свой опыт, навыки и интуицию.

Структура экспертной системы зависит от ее назначения и решаемых задач. В состав современных ЭС входят следующие основные компоненты:

БЗ, решатель (подсистема логического вывода), редактор БЗ, подсистема объяснений и интерфейс пользователя.

БЗ представляет собой совокупность знаний о предметной области, организованных в соответствии с принятой моделью представления знаний.

Решатель – программа, обеспечивающая автоматический вывод решения формулируемых пользователем или экспертом задач на основе знаний, хранящихся в базе.

БЗ и решатель – ядро ЭС.

В систему ЭС также входят:

- инженер по знаниям – специалист по ИИ, помогающий эксперту вводить знания в БЗ;

- эксперт – специалист в предметной области, способный принимать экспертные решения и формулирующий знания о предметной области для ввода их в БЗ.

- Редактор БЗ – программа, предназначенная для ввода в БЗ новых знаний о предметной области для представления их в БЗ.

- пользователь ЭС – специалист в данной предметной области, квалификация которого уступает квалификации эксперта.

- интерфейс пользователя – комплекс программ, обеспечивающий удобный диалог с ЭС при вводе запросов на решение экспертных задач и получении результатов.

- подсистема объяснений – программа, которая позволяет пользователю выполнить трассировку логического вывода и получить мотивировку умозаключений на каждом этапе цепочки вывода (программа, позволяющая продемонстрировать, каким образом получен результат, то есть показать цепочку рассуждений электронного эксперта. Подсистема объяснений облегчает инженеру по знаниям выявление ошибок и модернизацию ЭС.).

В описанной выше структуре ЭС знания отделены от алгоритма обработки знаний. Такое разделение удобно по следующим причинам. Содержание базы знаний зависит от конкретной предметной области. С другой стороны, пользовательский интерфейс, решатель, редактор базы знаний, подсистема объяснений (иногда эти блоки называются оболочкой) независимы от предметной области. Таким образом, разумный способ разработки экспертной системы, предназначенной для нескольких приложений, состоит в создании универсальной оболочки. В такой ЭС для каждого нового приложения достаточно наполнить базу знаний специфическими сведениями.

ЭС создается в результате совместной работы инженера по знаниям и эксперта. Взаимодействие пользователя с ЭС осуществляется через интерфейс пользователя на естественном или профессиональном языке. Запрос пользователя поступает в решатель, в котором на основе знаний из базы выводится решение поставленного запроса в соответствии с некоторой стратегией выбора правил. С помощью подсистемы объяснений производится отображение промежуточных и окончательных выводов, объяснение применяемой мотивировки.

Рассмотрим особенности экспертных систем.

1. ЭС ограничена определенной предметной областью.

2. ЭС способна рассуждать при сомнительных исходных данных.

3. ЭС способна объяснить цепочку сделанных ею рассуждений.

4. Факты и механизм (программа) формирования выводов четко отделены друг от друга.

5. ЭС строится так, чтобы имелась возможность постепенного ее наращивания (расширения) и модернизации.

6. В результате работы ЭС формируется диагноз, рекомендация, совет, как нужно поступать в конкретной ситуации или предположение о том, что произошло с исследуемым объектом.

Дата добавления: 2014-01-20