Экспертные системы

Экспертная система - это особого рода программа, которая ведет себя подобно эксперту в некоторой узкой предметной области. Типичные применения экспертных систем включают в себя такие задачи, как медицинская диагностика, локализация неисправностей в оборудовании и интерпретация результатов измерений. Экспертные системы должны решать задачи, требующие для своего решения экспертных знаний в некоторой конкретной области. В той или иной форме экспертные системы должны обладать этими знаниями. Поэтому их также называют системами, основанными на знаниях. Однако, не всякую систему, основанную на знаниях, можно рассматривать как экспертную систему. Экспертная система должна уметь каким-то образом объяснять свое поведение и свои решения пользователю, так же, как это делает эксперт-человек. Это особенно необходимо в областях, для которых характерна неопределенность, неточность информации (например, в медицинской диагностике).

Часто к экспертным системам предъявляют дополнительное требование – способность иметь дело с неопределенностью и неполнотой. Информация о поставленной задаче может быть неполной или ненадежной; отношения между объектами предметной области могут быть приближенными. Например, может не быть полной уверенности в наличии у пациента некоторого симптома или в том, что данные, полученные при измерении верны; лекарство может стать причиной осложнения, хотя обычно этого не происходит. Во всех этих случаях необходимы рассуждения с использованием вероятностного подхода.

В самом общем случае для того, чтобы построить экспертную систему, мы должны разработать механизмы выполнения следующих функций системы:

· решение задач с использованием знаний о конкретной предметной области – возможно, при этом возникает необходимость иметь дело с неопределенностью;

· взаимодействие с пользователем, включая объяснение намерений и решений системы во время и после окончания процесса решения задачи.

При разработке экспертной системы принято делить ее на три основных модуля:

-базу знаний;

-машину логического вывода;

-интерфейс пользователя.

База знаний содержит знания, относящиеся к конкретной прикладной области, в том числе отдельные факты, правила, описывающие отношения или явления, а также, возможно, методы, эвристики и различные идеи, относящиеся к решению задач в этой прикладной области.

Машина логического вывода умеет активно использовать информацию, содержащуюся в базе знаний.

Интерфейс пользователя отвечает за обмен информацией между пользователем и системой; он также дает пользователю возможность наблюдать за процессом решения задач, протекающим в машине логического вывода.

Машина вывода и интерфейс пользователя составляют оболочку экспертной системы.

В описанной структуре экспертной системы собственно знания отделены от алгоритмов, использующих эти знания. Такое разделение удобно, так как база знаний зависит от конкретной предметной области, а оболочка, в принципе, независима от предметной области. Таким образом, разумный способ разработки экспертной системы сводится к созданию универсальной оболочки, к которой для каждой предметной области подключается своя база знаний. При этом, все базы знаний должны удовлетворять одному и тому же формализму, который поддерживает оболочка. Как показывает практика, при переходе от одной предметной области к другой, оболочка чаще всего требует модификации, однако, основные принципы ее построения сохраняются.

В качестве примера рассмотрим простую оболочку, при помощи которой можно проиллюстрировать основные методы и идеи в области экспертных систем. Общий алгоритм разработки экспертной системы:

· Выбрать формальный аппарат для представления знаний;

· Разработать механизм логического вывода, соответствующий этому формализму;

· Добавить средства взаимодействия с пользователем;

· Обеспечить возможность работы в условиях неопределенности.

Дата добавления: 2015-06-27