Этап 2: разработка прототипной системы

Этап 1: выбор подходящей проблемы

Этот этап включает деятельность, предшествующую решению начать разрабатывать конкретную ЭС. Он включает:

§ определение проблемной области и задачи;

§ нахождение эксперта, желающего сотрудничать при решении проблемы;

§ назначение коллектива разработчиков;

§ определение предварительного подхода к решению проблемы;

§ анализ расходов и прибыли от разработки;

§ подготовку подробного плана разработки.

При выборе области применения следует учитывать, что если знание, необходимое для решения, постоянное, четко формулируемое и связано с вычислительной обработкой, то обычные алгоритмические программы будут самым целесообразным способом решения проблем в этой области.

Экспертная система не устраняет потребность в реляционных базах данных, электронных таблицах и системах текстовой обработки. Но если результативность задачи зависит от знания, которое является субъективным, изменяющимся, символьным или вытекающим из соображений здравого смысла, тогда область может обоснованно выступать претендентом на экспертную систему.

Прототипная система является усеченной версией экспертной системы, спроектированной для проверки правильности кодирования фактов, связей и стратегий рассуждения эксперта. В разработке прототипа участвуют как минимум четыре специалиста: пользователь, инженер по знаниям, эксперт и программист. Роли разработчиков являются постоянными на протяжении всей разработки.

Разработка прототипа состоит из шести последовательно реализуемых стадий.

Идентификация проблемы – знакомство и обучение коллектива разработчиков, а также создание неформальной формулировки проблемы.

На этой стадии уточняется задача, планируется ход разработки прототипа экспертной системы и определяются:

§ необходимые ресурсы (время, люди, ЭВМ и т.д.);

§ источники знаний (книги, дополнительные эксперты, методики);

§ имеющиеся аналогичные экспертные системы;

§ цели (распространение опыта, автоматизация рутинных действий и др.);

§ классы решаемых задач и т.д.

Участвуют: эксперт, инженер по знаниям и пользователь.

Средняя продолжительность 1-2 недели.

Извлечение знаний – получение инженером по знаниям наиболее полного представления о предметной области и способах принятия в ней решений.

На этой стадии происходит перенос компетентности экспертов на инженеров по знаниям с использованием различных методов:

§ анализ текстов;

§ диалоги;

§ экспертные игры;

§ лекции;

§ дискуссии;

§ интервью;

§ наблюдение и др.

Участвуют: эксперт и инженер по знаниям.

Средняя продолжительность 1-3 месяца.

Структурирование или концептуализация знаний – разработка неформального описания знаний о предметной области в виде графа, таблицы, диаграммы или текста, которое отражает основные концепции и взаимосвязи между понятиями предметной области. Такое описание называется полем знаний.

На этой стадии выявляется структура полученных знаний о предметной области, т.е. определяются:

§ терминология;

§ список основных понятий и их атрибутов;

§ отношения между понятиями;

§ структура входной и выходной информации;

§ стратегия принятия решений;

§ ограничения стратегий и т.д.

Участвует инженер по знаниям.

Средняя продолжительность 2-4 недели.

Формализация знаний – разработка базы знаний на языке, который, с одной стороны, соответствует структуре поля знаний, а с другой – позволяет реализовать прототип системы на следующей стадии программной реализации.

На этой стадии строится формализованное представление концепций предметной области на основе выбранного языка представления знаний (ЯПЗ). Традиционно на этой стадии используются:

§ логические методы;

§ продукционные методы;

§ семантические сети;

§ фреймы;

§ объектно-ориентированные языки, основанные на иерархии классов и объектов.

Участвуют: инженер по знаниям и программист.

Средняя продолжительность 1-2 месяца.

Реализация – разработка программного комплекса, демонстрирующего жизнеспособность подхода в целом.

На этой стадии создается прототип экспертной системы, включающий базу знаний и остальные блоки, при помощи одного из следующих способов:

§ программирование на традиционных языках типа Паскаль, Си и др.;

§ программирование на специализированных языках, применяемых в задачах искусственного интеллекта: LISP, FRL, SmallTalk и др.;

§ использование инструментальных средств разработки ЭС типа СПЭИС, ПИЭС;

§ использование «пустых» ЭС или «оболочек» типа ЭКСПЕРТ, ФИАКР и др.

Участвует программист.

Средняя продолжительность 1-2 месяца.

Тестирование – выявление ошибок в подходе и реализации прототипа и выработка рекомендаций по доводке системы до промышленного варианта.

На этой стадии оценивается и проверяется работа программ прототипа с целью приведения в соответствие с реальными запросами пользователей. Прототип проверяется на следующие параметры:

§ удобство и адекватность интерфейсов ввода-вывода;

§ эффективность стратегии управления;

§ качество проверочных примеров;

§ корректность базы знаний (полнота и непротиворечивость правил).

Дата добавления: 2014-01-06