Продукционная модель чаще всего применяется в промышленных экспертных системах. Она привлекает разработчиков своей наглядностью, высокой модульностью, легкостью внесения дополнений и изменений и простотой механизма логического вывода.
Семантическая сеть — это ориентированный граф, вершины которого — понятия, а дуги — отношения между ними.
Понятиями обычно выступают абстрактные или конкретные объекты, а отношения — это связи типа: «это», «имеет частью», «принадлежит», «любит».
Характерной особенностью семантических сетей является обязательное наличие трех типов отношений:
1. Класс — элемент класса;
2. Свойство — значение;
3. Пример элемента класса., Выделяют несколько классификаций семантических сетей:
— по количеству типов отношений (однородные – с единственным типом отношений; неоднородные – с различными типами отношений);
— по типам отношений (бинарные – в которых отношения связывают два объекта; n-арные – отношения, связывающие более двух понятий).
Наиболее часто в семантических сетях используются следующие отношения:
- связи типа «часть-целое»;
- функциональные связи;
- количественные;
—
— временные;
— атрибутные связи;
— логические связи.
Проблема поиска решения в базе знаний типа семантической сети сводится к задаче поиска фрагмента сети, соответствующего некоторой подсети, соответствующей поставленному вопросу.
Основное преимущество этой модели – в соответствии современным представлениям об организации долговременной памяти человека. Недостаток модели – сложность поиска вывода на семантической сети.
Под фреймом понимается абстрактный образ или ситуация. В психологии и философии известно понятие абстрактного образа.
Фреймом называется также и формализованная модель для отображения образа.
Различают фреймы-образцы, или прототипы, хранящиеся в базе знаний, и фреймы — экземпляры, которые создаются для
Модель фрейма является достаточно универсальной, поскольку позволяет отобразить все многообразие знаний о мире через:
Этапы создания глобальной интеллектуальной сети
... шару и при крайне низких ценах (по сравнению со стоимостью телефонной связи). Если ранее сеть использовалась исключительно в качестве среды передачи файлов и сообщений электронной почты, ... Компании соблазняют быстрота, дешевая глобальная связь, удобство для проведения совместных работ, доступные программы, уникальная база данных сети Internet. Они рассматривают глобальную сеть как дополнение к своим ...
— фреймы-структуры, для обозначения объектов и понятий (заем, залог, вексель);
— фреймы-роли (менеджер, кассир, клиент);
— фреймы-сценарии (банкротство, собрание акционеров, празднование именин);
— фреймы-ситуации (тревога, авария, рабочий режим устройства) и др.
Важнейшим свойством теории фреймов является заимствованное из теории семантических сетей наследование свойств.
Основным преимуществом фреймов как
В представлении знаний выделяют формальные логические модели, основанные на классическом исчислении предикатов I порядка, когда предметная область или задача описывается в виде набора аксиом. Эта логическая модель применима в основном в исследовательских «игрушечных» системах, так как предъявляет очень высокие требования и ограничения к предметной области. В промышленных же экспертных системах используются различные ее модификации и расширения.
Модели знаний – продукционная, фреймовая, семантических сетей – обладают практически равными
— продукционная модель позволяет легко расширять и усложнять множество правил вывода;
— фреймовая модель позволяет усилить вычислительные аспекты обработки знаний за счет расширения множества присоединенных процедур;
— модель семантических сетей позволяет расширять список отношений между вершинами и дугами сети, приближая выразительные возможности сети к уровню естественного языка[4].
2. Основные компоненты информационных технологий экспертных систем
Основными компонентами информационной технологии, используемой в экспертной системе, являются: интерфейс пользователя, база знаний, интерпретатор, модуль создания системы[4].
Рис.1 Основные компоненты информационной технологии экспертных систем
Рассмотрим более подробно данные компоненты.
Пользователь – специалист предметной области, для которого предназначена система. Обычно его квалификация недостаточно высока, и поэтому он нуждается в помощи экспертной системы.
Инженер по знаниям – специалист в области искусственного интеллекта, выступающий в роли посредника между экспертом и базой знаний.
Интерфейс пользователя – комплекс программ, реализующих диалог пользователя с экспертной системой как на стадии ввода информации и команд, так и при получении выходной информации, т.е. менеджер (специалист) использует интерфейс для ввода информации и команд в экспертную систему и получения выходной информации из нее.
Команды включают в себя параметры, направляющие процесс обработки знаний. Информация обычно выдается в форме значений, присваиваемых определенным переменным.
Роль и значение экспертно — криминалистических служб РФ в уголовном ...
... экспертиз в государственных судебно-экспертных учреждениях Министерства юстиции Российской Федерации. В Российском федеральном центре судебных экспертиз (РФЦСЭ), региональных центрах судебной экспертизы (РЦСЭ), ... и следственных аппаратов, наносит существенный вред. Теряется оперативность применения специальных знаний, определяющая зачастую весь успех раскрытия и расследования преступления в ...
Технология экспертных систем предусматривает возможность получать в качестве выходной информации не только решение, но и необходимые объяснения.
Различают два вида объяснений:
- объяснения, выдаваемые по запросам. Пользователь в любой момент может потребовать от экспертной системы объяснения своих действий;
- объяснения полученного решения проблемы. После получения решения пользователь может потребовать объяснений того, как оно было получено.
Система должна пояснить каждый шаг своих рассуждений, ведущих к решению задачи. Хотя технология работы с экспертной системой не является простой, пользовательский интерфейс этих систем является дружественным и обычно не вызывает трудностей при ведении диалога.
База знаний – совокупность знаний предметной области, реализованная на основе выбранной модели представления знаний и записанная на машинный носитель в форме, понятной эксперту и пользователю.
Таким образом, база знаний содержит факты, описывающие проблемную область, а также логическую взаимосвязь этих фактов.
Центральное место в базе знаний принадлежит правилам. Правило определяет, что следует делать в данной конкретной ситуации, и состоит из двух частей: условия, которое может выполняться или нет, и действия, которое следует произвести, если условие выполняется. Все используемые в экспертной системе правила образуют систему правил, которая даже для сравнительно простой системы может содержать несколько тысяч правил. Все виды знаний в зависимости от специфики предметной области и квалификации проектировщика (инженера по знаниям) с той или иной степенью адекватности могут быть представлены с помощью одной либо нескольких семантических моделей. К наиболее распространенным моделям относятся [4]:
— логические;
— продукционные;
— фреймовые;
— семантические сети.
Интерпретатор. Это часть экспертной системы, производящая в определенном порядке обработку знаний (мышление), находящихся в базе знаний.
Технология работы интерпретатора сводится к последовательному рассмотрению совокупности правил (правило за правилом).
Если условие, содержащееся в правиле, соблюдается, выполняется определенное действие, и пользователю предоставляется вариант решения его проблемы.
Кроме того, во многих экспертных системах вводятся дополнительные блоки: база данных, блок расчета, блок ввода и корректировки данных.
Блок расчета необходим в ситуациях, связанных с принятием
Экспертные системы
... одно средство представления знаний - правила. В последнее время появились гибридные экспертные системы (ГЭС), в которых в качестве средства поддержки ... компоненты В отличие от систем традиционного программирования, в ЭС можно выделить три основных компонента систем обработки знаний: база знаний (описание ... модели. Чем отличается база знаний от базы данных? В базе данных элементы представляют собой не ...
Блок ввода и корректировки данных используется для оперативного и своевременного отражения текущих изменений в базе данных.
Модуль создания системы. Он служит для создания набора (иерархии) правил. Существуют три подхода, которые могут быть положены в основу модуля создания системы: использование алгоритмических языков программирования, среды программирования и оболочек экспертных систем.
К числу инструментальных средств программирования относятся языки обработки символьной информации, наиболее известными из которых являются Пролог и ЛИСП. Пролог — язык высокого уровня, ориентированный на использование методов математической логики.
Основной особенностью Пролога, отличающей его от всех других языков, является декларативный характер написанных на нем программ. Языки программирования ЛИСП и Пролог имеют встроенные механизмы для манипулирования знаниями.
Для разработки экспертных систем используются также языки программирования общего назначения: Си, Паскаль, Фортран и др. Общим недостатком языков программирования для создания экспертных систем являются:
— большое время разработки готовой системы;
— необходимость привлечения высококвалифицированных программистов;
— трудности модификации готовой системы.
Среды программирования позволяют разработчику не программировать некоторые или все компоненты экспертной системы, а выбирать их из заранее составленного набора[2].
Оболочка экспертных систем представляет собой готовую программную среду, которая может быть приспособлена к решению определенной проблемы путем создания соответствующей базы знаний. В большинстве случаев использование оболочек позволяет создавать экспертные системы быстрее и легче в сравнении с программированием.
Однако необходимо, чтобы управляющие стратегии, вложенные в процедуры вывода, а также принятая модель представления знаний подходили для данного приложения. Это затрудняет выбор подходящей оболочки экспертной системы и ее применение. Кроме того, уже в процессе создания прикладной системы может выясниться, что возможности, заложенные в используемом инструментальном средстве, не позволяют реализовать необходимые процедуры вывода и представления знаний, требующиеся для успешной работы системы [5].
Заключение
Информационные технологии прочно вошли в нашу жизнь. Применение ЭВМ стало обыденным делом, хотя совсем ещё недавно рабочее место, оборудованное компьютером, было большой редкостью. Информационные технологии открыли новые возможности для работы и отдыха, позволили во многом облегчить труд человека.
Технология разработки экспертной системы. Выбор подходящей проблемы ...
... одной стороны, знания в области математической логики и методов представления знаний, с другой - знания возможности ЭВМ, из программного обеспечения, в частности, языков и систем программирования. Таким образом, ... Глава 1. Введение в сущность экспертных систем. 1.1. История развития экспертных систем. Наиболее известные ЭС, разработанные в 60-70-х годах, стали в своих областях уже классическими. По ...
Информационная технология — это процесс, использующий совокупность средств и методов сбора, обработки и передачи данных для получения информации нового качества о состоянии объекта, процесса или явления.
