Недостатки

Сложность оценки целостного образа знаний, низкая эффективность обработки знаний и неясность взаимных отношений правил.

Вывод на знаниях

База знаний в этом случае состоит из набора правил, а сама экспертная система должна включать 3 основные компоненты: База правил, Рабочая память, Механизм вывода.

База правил – формализованные с помощью правил продукций знания о конкретной предметной области.

Рабочая память -область памяти в которой хранится множество фактов, описывающих текущую ситуацию и все пары атрибут – значение, которые установлены к определенному моменту. В простейших экспертных системах факты не изменяются в процессе решения задач, но существуют системы, в которых допускается изменение фактов в рабочей памяти.

Механизм вывода – выполняет две функции (включает в себя два компонента). 1) просмотр существующих фактов из рабочей памяти и правил из базы правил и добавление в рабочую память новых фактов (компонент вывода). 2) определение порядка просмотра и применения правил (управляющий компонент).

Компонент вывода- его действие основано на применении правила вывода обычно называемого «модус поненс» суть которого заключается в следующем – пусть известно,что истинно утверждение А и существует правило «Если А то В», тогда утверждение В также истинно. Правила срабатывают, когда находятся факты, удовлетворяющие их первой части. Если истинно посылка, то должно быть истинно и заключение. Такой вывод легко реализуется на ЭВМ. Компонент вывода должен обладать способностью функционировать в условиях недостатка информации, т.е. механизм вывода должен быть способен продолжать рассуждать и со временем найти решения даже при недостатке информации. Это решение может и не быть точным, однако система не должна не в коем случае останавливаться из-за того, что отсутствует какая либо часть входной инф.

Управляющий компонент – опред. порядок применения правил, а так же устанавливает имеются ли еще факты, которые могут быть изменены в случае продолжения работы. Механизм вывода работает циклически, при этом в одном цикле может срабатывать только одно правило. Схема цикла показана на рис 7. В цикле выполняются следующие операции: выборка, сопоставление, разрешение конфликтов и выполнение.

Рис 7

НА этапе выборки осуществляется подмножества элементов рабочей памяти и подмножества правил базы правил, которые могут быть использованы в текущем цикле. В результате работы этого этапа происходит выделение активного набора правил, то есть осуществляется фокусирование внимания системы на опред., огран, кол-ве данных и правил.

На этапе сопоставления, какие активные правила и на каких активных данных готовы к работе. Правило готово к работе, если среди активных данных есть данные, удовлетворяющие условиям этого правила, указанном в его образце. Такие правила называются «Означенными». Результатом работы, является набор выбранных модулей, который называют конфликтным набором (агенда) подчеркивая этим тот факт, что к работе готовы все правила набора, но механизм вывода пока не знает какое из них предпочесть.

На этапе разрешения конфликтов механизм вывода выбирает из конфликтного набора то правило, которое будет выполнятся в текущем цикле.

На этапе выполнения осуществляется выполнение правил, выбранных на предыдущем этапе, в ходе этого этапа осуществляется модификация рабочей памяти. В каждом цикле срабатывает только одно правило. В действительности экспертная система не располагает процедурами, которые могли бы построить сразу весь путь решения задачи, более того часто даже не удается определить имеется ли решения. Траектория поиска решения полностью определяется данными, получаемыми от пользователя в процессе вывода.

Стратегии поиска

Стратегия управления выводом зависит от выбранного метода поиска, от него будет зависеть порядок применения и срабатывания правил, процедура вывода сводится к определению, направлению поиска и способу его осуществления. Процедуры реализующие поиск, как правило не доступны инженеру по знаниям. Поиск можно вести в 2-х направлениях: от исходных данных задачи (фактов) к цели и в обратном направлении – от цели к исходным данным (фактам).

При прямом поиске (поиске на основе данных) исследователь начинает процесс исследования задачи, анализируя ее условия, а затем применяет правила к известным фактам для получения новых фактов, которые в свою очередь используются для генерации новых фактов и тд. Этот процесс продолжается до тех пор пока не повезет и не будет достигнуто целевое состояние.

При обратном поиске в начале выдвигают цель, а затем возвращаются назад к фактам, которые могут подтвердить эту цель. Если цель оказалась правильной выбирается следующая цель, которая детализирует первую и является по отношению к ней подцелью. Далее отыскиваются факты подтверждающие истинность подтвержденной цели. Поиск продолжается от подцелей, пока не будут достигнуты исходные данные задачи. Такую стратегию поиска, называют управляемой целями.

Выбор стратегии зависит от структуры решаемой задачи. Процесс поиска от цели рекомендуется применять в тех случаях когда цель поиска присутствует в постановке задаче. Поиск на основе данных применим к решению задач в которых данные определены в постановке задачи и когда сформулировать цель достаточно трудно.

В системах диагностики обычно применяется прямой поиск, а в планирующих системах более эффективным оказывается обратный поиск.

Определив направление поиска (от данных или цели) алгоритм поиска должен определить порядок исследования состояний дерево или граф. На практике чаще всего используются две возможных стратегии это поиск в глубину и поиск в ширину.

При поиске в глубину в качестве очередной подцели выбирается та, которая соответствует следующему более детальному уровню описания задачи, то есть после исследования факта с начало необходимо оценить всех его потомков и их потомков, а затем исследовать любую из вершин «братьев», если дальнейшие потомки фактов не найдены, рассматриваются вершины «братья».

При поиске в ширину система в начале анализирует все факты, находящиеся на одном уровне пространства состояний и лишь потом переходит к фактам следующего уровня детализации (Рис 8).

Рис 8.

Дата добавления: 2014-01-04