Реферат: Экспертные системы на базе VP-Expert
В большинстве экспертных систем в базе знаний хранятся используемые в данный момент правила и сведения о проблемной области.
Подход, основанный на продукционных правилах, чрезвычайно распространен в экспертных системах. Как правило, они имеют форму ЕСЛИ ... ТОГДА ....ИНАЧЕ.... .
Например,
ЕСЛИ тип_эвм = микро И
класс_эвм = средний
ТОГДА эвм = IBM_PC/XT CNF 65
ИНАЧЕ эвм = ДВК-3 CNF 20 .
В приведенном правиле заложено знание о том, что если выбираемый тип ЭВМ микро, а класс ее средний, то с уверенностью 65% желательно приобретение компьютера IBM PC/XT . В противном случае с уверенностью 20% допустим выбор ДВК-3. Набор правил подобной структуры - наиболее распространенное представление знаний в базе продукционного типа.
В основе представления знаний с помощью семантических сетей лежит формализация в виде графа с помеченными вершинами и дугами.
Вершины представляют собой некоторые сущности (объекты, события, процессы, явления и др.), а дуги - отношения между ними. Рассмотрим простейшую семантическую сеть, выражающую знания: произведена классификация ЭВМ по типам - в зависимости от производительности (микро, мини, мега) и по классам - по их стоимости (низкая, средняя, высокая, большая). Дуги данной сети обозначают соответствие.
Различным моделям ЭВМ соответствуют различные комбинации классов и типов, Рис. 1.
В некоторых типах экспертных систем применяется представление знаний в виде фреймов. Это специфические объекты, соответствующие понятиям предметной области, имеющие внутреннюю структуру в виде слотов. Слотами могут быть данные, правила, другие фреймы. Фреймы - более сложный способ представления знаний, используемый в наиболее мощных экспертных системах.
3. СОСТАВ И ФУНКЦИОНИРОВАНИЕ ЭКСПЕРТНОЙ СИСТЕМЫ
Обычно считается, что прагматические требования к экспертной системе сводятся к тому, что она должна быть предназначена для удобной, квалифицированной поддержки информационной деятельности человека в определенной предметной области. Подразумевается наличие развитого диалога, обеспечивающего понимание входных сообщений, выполнение нужных процедур и выдача разумных сообщений в удобной форме. Считают, что сообщения разумны, если они заслуживают доверия и "прозрачны".
Структура типичной экспертной системы приведена на Рис.2. Как
правило, в ее состав входят:
1. - Интерфейс, обеспечивающий общение пользователя с экспертной системой в удобной для него форме, он позволяет передавать ей информацию, составляющую содержание базы данных, обратиться к системе с вопросом или за объяснением.
2. - Рабочая память, хранящая данные (база данных), соответствующие объектам, связь между которыми задается правилами в базе знаний.
3. - Диспетчер, определяющий порядок функционирования экспертной системы, планирующий порядок постановки и достижения целей.
4. - Машина вывода - формально-логическая система, реализованная в виде программного модуля, позволяющая логически выводить необходимую для пользователя информацию, исходя из сведений, размещенных в базе знаний.
5. - База знаний - совокупность всех имеющихся сведений о проблемной области, для которой предназначена данная экспертная система, записанных с помощью определенных формальных структур представления знаний (набора правил, фреймов, семантических сетей и пр.)
Важной компонентой экспертной системы является блок объяснений, дающий возможность пользователю убедиться в обоснованности информации, получаемой им от экспертной системы, позволяющий задавать ей вопросы, и на основании разумных ответов проникаться к ней доверием.
Два подхода получили наибольшее распространение при создании машин логического вывода экспертных систем.
- Системы с прямым логическим выводом, в которых производится многократное применение всех правил базы знаний к доступным данным, с возможностью запроса недостающих. Процесс преобразования данных под воздействием машины логического вывода происходит до тех пор пока возможно изменение их значений. Упрощенный алгоритм функционирования такой экспертной системы имеет вид (структура экспертной системы приведена на рис.2).
1. В рабочую память 2 через интерфейс 1 вводятся пользователем значения исходных переменных.
2. В базе знаний 5 определяются те правила, в условиях которых присутствуют переменные, имеющиеся в рабочей памяти.
3. Производится попытка применения правил с помощью машины логического вывода 4 и занесение результатов в рабочую память.
4. Если применение хотя бы одного правила оказалось успешным, то переход к п.2.
5. Если достигнутое состояние рабочей памяти (базы данных) не позволяет больше применить ни одно из правил базы знаний, то процесс логического вывода заканчивается и диспетчер 3 принимает решение о выдаче пользователю через интерфейсный блок информации, полученной в результате применения правил.