Тема 10. Экспертные системы (ЭС). Обобщенная структура ЭС

Систему искусственного интеллекта, построенную на основе высококачественных специальных знаний о некоторой предметной области (полученных от экспертов-специалистов этой области), называют экспертной системой. Существуют ЭС по военному делу, геологии, инженерному делу, информатике, математике, медицине, метеорологии, с/х, управлению, химии, юриспруденции и т.д.

От других программ ЭС отличается по следующим признакам:

1. компетентность - в конкретной предметной области ЭС должна достигать того же уровня, что и эксперты-люди;

2. символьные рассуждения - знания, на которых основана ЭС, представляют в символьном виде понятия реального мира, рассуждения также происходят в виде преобразований символьных наборов;

3. глубина - экспертиза должна решать глубокие, нетривиальные задачи, отличающиеся сложностью либо в плане сложности заданий, которые ЭС использует, либо в плане их обилия;

4. самосознание - ЭС должна включать в себя механизм объяснения того, каким образом она приходит к решению задачи.

Современные ЭС широко используются для тиражирования опыта и знаний ведущих специалистов практически во всех сферах экономики.

Традиционно знания существуют в 2-х видах - коллективный опыт и личный опыт.

Если большая часть знаний в предметной области представлена в виде коллективного опыта (например, высшая математика), эта предметная область не нуждается в экспертных системах. Если в предметной области большая часть знаний является личным опытом специалистов высокого уровня (экспертов), если знания эти по каким либо причинам слабо структурированы, такая предметная область, скорее всего нуждается в ЭС.

Обобщённая структура ЭС. Основные понятия и определения

Экспертные Системы - сложные программные комплексы, аккумулирующие знания специалистов в конкретных предметных областях и тиражирующие этот опыт для консультаций менее квалифицированных пользователей.

Определим основные термины:

Пользователь - специалист предметной области, для которого предназначена система. Обычно его квалификация недостаточно высока, и поэтому он нуждается в помощи и подсказке своей деятельности со стороны ЭС.

Инженер по знаниям - специалист по искусственному интеллекту, выступающий в роли промежуточного буфера между экспертом и базой знаний. Синоним: инженер -интерпретатор, аналитик.

Интерфейс пользователя - комплекс программ, реализующих диалог пользователя с ЭС как на стадии ввода информации, так и получения результатов.

База знаний (БЗ) - ядро ЭС; совокупность знаний предметной области, записанная на машинный носитель в форме понятной эксперту и пользователю (приближённом к естественному).

Решатель - программа, моделирующая ход рассуждений эксперта на основании знаний. Синоним: дедуктивная машина, блок логического вывода.

Подсистема объяснений - программа, позволяющая пользователю получать ответы на вопросы «Почему система приняла такое решение?», «Как была получена та или иная рекомендация?».

Интеллектуальный редактор БЗ - программа, представляющая инженеру по знаниям возможность создавать БЗ в диалоговом режиме. Включает в себя систему вложенных меню, подсказок и других сервисных средств, облегчающих работу с базой.

В коллектив разработчиков ЭС входят как минимум 4 человека: эксперт; инженер по знаниям, программист, пользователь.

Возглавляет коллектив инженер по знаниям, это ключевая фигура при разработке систем, основанных на знаниях.

Классификация экспертных систем

Класс «Экспертные системы» объединяет несколько тысяч программных комплексов, которые можно классифицировать по различным критериям.

1. По решаемой задаче:

- интерпретация данных

- диагностика

- мониторинг

- проектирование

- прогнозирование

- планирование

- обучение

2. По связи с реальным временем

- статическое

- квазидинамическое

- динамическое

3. По типу ЭВМ

- на супер-ЭВМ

- на ЭВА средней производительности

…

- на ПВМ

По степени интеграции

- автономные

- гибридные

Дата добавления: 2014-01-07