Определение понятий логического вывода
Особенности организации логического вывода
Примеры использования ПМ
Практические аспекты разработки и внедрения ЭС
Характеристика языка предикатов первого порядка. Особенности представления знаний
Возврат и отсечение
Приемы работы с динамической базой фактов
Стандартные предикаты обработки файлов и техника их использования
Навигация
Примеры использования ПМ
Лекции по информатике
83598
знаков
0
таблиц
5
изображений
4. Примеры использования ПМ.
MYCIN - система для диагностики и лечения инфекционных заболеваний.
Был разработан скелетный язык, иначе - оболочка ЭС. Декларативные знания системы MYCIN описываются в виде “объект-атрибут-значение” и каждой тройке приписывается коэффициент уверенности, определяющий степень надежности знаний. Процедурные знания описаны в виде классического правила продукции. Механизм логического вывода основан на обратной цепочке рассуждений. Поиск производится в иерархически упорядоченном пространстве состояний.
В системе EMYCIN (оболочка) усилена предметной области отношению к MYCIN функция редактирования БЗ, доведена до высокого уровня система объяснения хода решения задачи, а также аппарат обучения системы. Написан на ФОРТРАНе.
OPS-5. Универсальный язык инженерии знаний, предназначенный для разработки ЭС, используемых в коммерческих приложениях. Разработчик - университет Корнеги-Меллон. Декларативные знания в системе описаны в виде “объект-атрибут-значение”. Процедурные знания описаны в виде классических правил продукции. В механизме логического вывода используется стратегия прямой цепочки рассуждений, реализуется метод применения одного и того же правила в различных контекстах; для формирования конфликта набора и разрешения конфликта используются специальные методы {RETELEX}, которые позволяют добиться высокой эффективности за счет управляющей структуры, где предпочтение отдается правилам со ссылкой на самый последний сгенерированный элемент “объект-атрибут-значение”.
Методология построения ЭС.
1. Подход к проектированию ЭС.
2. Содержание этапов проектирования.
3. Практические аспекты разработки и внедрения ЭС.
1. Подход к проектированию ЭС.
Проектирование ЭС имеет существенное отличие от проектирования традиционных информационных систем в силу того, что постановка задач, решаемых экспертной системой может уточняться во время всего цикла проектирования. Вследствие этого возникает потребность модифицировать принципы и способы построения базы знаний и аппарата лгического вывода в ходе проектирования по мере того, как увеличивается объем знаний разработчиков о предметной области.
В силу отмеченных особенностей при проектировании ЭС-м применяется концепция “быстрого прототипа”. Ее суть: разработчики не пытаются сразу построить законченный продукт. На начальном этапе создается прототип, к-рый должен удовлетворять двум условиям:
1) он должен решать типичные задачи предметной области;
2) с другой стороны трудоемкость его разработки должна быть очень незначительной.
Для удовлетворения этих условий при создании прототипа используются инструментальные средства, позволяющие ускорить процесс программирования ЭС (скелетные языки, оболочки ЭС). В случае успеха прототип должен расширяться дополнительными знаниями из предметной области. При неудаче может потребоваться разработка нового прототипа или проектировщики могут прийти к выводу о непригодности методов искуственного интеллекта для данного приложения.
По мере увеличения знаний о предметной области прототип может достичь такого состояния, когда он успешно решает все требуемые задачи в рамках предметной области. В этом случае требуется преобразование прототипа в конечный продукт путем его перепрограммирования на языках “низкого уровня”, что обеспечит увеличение быстродействия и эффективности программного продукта.
Кол-во разработчиков ЭС не должно быть меньше 4 чел., из к-рых 1 явл-ся экспертом ПО, 2 - инженеры по знаниям или проектировщики ЭС, 1 - программист, осуществляющий модификацию и согласование инструментальных средств.
В дальнейшем, в процессе преобразования прототипа в конечный продукт, состав программистов должен быть увеличен.
2. Основные этапы разработки ЭС.
1. Идентификация.
2. Концептуализация.
3. Формализация.
4. Выполнение.
6. Тестирование.
a. Переформулирование
b. Переконструирование
c. Усовершенствование
d. Завершение
В состав функций этапа 1 входит:
1) определение команды проектировщиков, их роли, а также формы взаимоотоношений;
2) определение целей разработок и ресурсов;
3) описание общих характеристик проблемы, входных данных, предполагаемого вида решения, ключевых понятий и отношений.
Типичные ресурсы этого этапа: источники знаний, время разработки, вычислительные ресурсы, объем финансирования.
На этапе 2 эксперт и инжинер по знаниям формализуют ключевые понятия, отношения и характеристики, которые выявлены на предыдущем этапе. Данный этап призвн решить следующие вопросы:
определить типы данных, выводимые понятия, используемые стратегии и гипотезы, виды взаимосвязей между объектами, типы ограничений, накладываемых на процесс решения задачи, состав знаний, которые используются для выработки и обоснования решений.
Опыт показывает, что для успешного решения вопросов этого этапа целесообразно составлять протокол действий и рассуждений экспертов в процессе проектирования. Такой протокол обеспечивает инженера по знаниям словарем терминов и вто же время заставляет эксперта осмысленно относиться к своим словам.
На этом этапе не требуется добиваться полной определенности и корректности всех заключений, а следует наметить лишь основные типовые направления решения проблемы.
На этапе 3 производится описание всех ключевых понятий и отношений на формальном языке. Инженер по знаниям производит анализ инструментальных систем и определяет их пригодность для конкретного приложения. Выходом данного этапа является формальное описание всего процесса решения жадачи на уровне декларативных и процедурных знаний. Инженер по знаниям определяет структуру пространства поиска решений, выбирает и обосновывает модель знаний, определяет состав метазнаний, которые затем могут быть положены в механизм логического вывода. При работе со знаниями изучается степень их достоверности, согласованность и избыточность, реализуется функция принадлежности различных оценочных показателей (например, коэффициентов уверенности), а также закладывается определенная интерпретация знаний в формальных структурах.
Этап 4 заключается в разработке одного или нескольких прототипов. Этот этап выполняется программистом и заключается в наполнении базы знаний инструментальной системы конкретными знаниями, а также программировании отдельных компонент системы. Обычная ошибка программиста заключается в том, что процесс наполнения базы знаний реальными знаниями откладывается до окончания программирования. Если база знаний заполняется с начала разработки прототипа, то это позволяет своевременно уточнить структуру знаний и быстро изменить программные компоненты.
Первый прототип должен быть готов уже через 2 месяца. При работе с ним программист доказывает, что выбранные структуры и методы пригодны для данного приложения и могут быть в дальнейшем расширены. При этом он совсем не заботится об эффективности машинной реализации. После завершения первого прототипа круг задач расширяется и на этой основе формируется следующий прототип. После достижения достаточно эффективного функционирования ЭС на базе прототипов, совершенствуются структуры декларативных и процедурных знаний, а также процедуры логического вывода. Основная трудность состоит в том, что очень часто в системе имеются громоздкие правила или много похожих правил. Неверно выбранные управляющие стратегии, в которых порядок выбора и анализа понятий существенно отличается от технологии эксперта. На этом этапе очень важно посвящать эксперта во все проблемы, связанные с получением решений, и внимательно проводить анализ мнения эксперта о недостатках системы.
Этап 5 оценивает пригодность ЭС для конечного пользователя. При этом разработчики стараются привлечь как можно больше пользователей различной квалификации, которые могут обращаться к системе для реализации разнообразных запросов. Для того, чтобы не дискредитировать систему в глазах пользователя, разработчики перед этим этапом должны устранить все ошибки в работе системы, даже мелкие технические ошибки. Пользователь анализирует систему с точки зрения полезности (возможность системы в ходе диалога определить потребности пользователя, выявить и устранить причины его неудач в работе) и удобства (настраиваемость на уровень квалификации пользователя, а также устойчивость к ошибкам).
По результатам 5-го этапа может понадобиться не только модификация программного обеспечения, но и идеологии разработки интерфейса.
Этап 6. Призван осуществлять оценку системы в целом. Тут необходимо особое внимание уделить подбору тестовых примеров. В них должны найти отражение следующие случаи:
* неверно сформулированныые вопросы пользователя;
* присутствие неопределенности в вопросах пользователя;
* доступность для пользователя лексики системы;
* доступность для пользователя объяснений, которые выдает система;
* проиворечивость и неполнота правил;
* согласование контекстов действия правил.
По результатам 6-го этапа осуществляется модификация системы. Наиболее простым её видом явл-ся усовершенствование прототипов. Этот вид затрагивает только этапы 4 и 6.
Более серьёзным видом модификации явл-ся переконструирование представлений. Этот вид модификации необходим в том случае, если обнаруживается, что желаемое поведение системы не достигнуто. Предполагается возврат на этап формализации и далее осуществляется весь цикл проектирования. Если проблемы функционирования системы еще более серьёзны, то приходится возвращаться на этапы 2 и 1 для переформулирования требований к системе и основных понятий.
Похожие работы
... таблицами стилей style.css. Выделить главную страницу не представляется возможным, так как они все равнозначны. Но при этом можно выделить логически первую, которая содержит общую информацию по истории кафедры информатики и вычислительной техники. Она имеет имя index.html; ссылка на нее содержится в первом пункте меню. С этой страницы, как и с любой другой одинаково доступны все остальные (рис. ...
... эти описанные выше файлы и папки нужны для запуска проекта и, удалять их не стоит. Глава 3. Инструкция пользователя 3.1 Вход в систему Для наглядного изучения основам пользования электронного учебника, рассмотрим файлы, которые его составляют. В папке INf_html, в файле infsoderganie.html заключается основной текст содержания. Дальше использую навигацию внутри каждой страницы в Internet ...
... изучении раздела «Информационная деятельность человека» предмета «Информатика и ИКТ»» § 2.1. Описание методики использования технологии электронного обучения при изучении раздела «Информационная деятельность человека» предмета «Информатика и ИКТ» (для 10-11 классов информационно-технологического профиля) Прежде, чем подходить к представлению методики использования СДО Moodle, необходимо ...
... , изменяя представление о мире, обязывают повышать ответственность медицины перед обществом. В данной работе рассматривался процесс создания интернет-ресурса для системы дистанционного образования по курсу «Медицинская информатика». В работе приведено обоснование необходимости в применении средств дистанционного обучения для сотрудников медучреждений Тульской области, предложена структура ...
0 комментариев