Архитектура экспертной системы. Типы экспертных систем.
Экспертная система (ЭС) – это интеллектуальная система, предназначенная для оказания помощи специалистам, работающим в некоторой предметной области.
Существует два типа ЭС:
Система тиражирования знаний. Используются для обучения специалистов. Могут включать большие объемы декларативных знаний. Например, тренажеры диспетчеров.
Система получения новых знаний. Включают подсистему объяснения. Ориентированы на высококвалифицированных специалистов, т.е. лиц, принимающих решение.
Типовая схема ЭС:
Структура экспертной системы представлена следующими структурными элементами:
База знаний – механизм представления знаний в конкретной предметной области и управления ими;
Машина вывода – система управления БЗ (оператор манипулирования знаниями);
Пользовательский интерфейс – используется для правильной передачи ответов пользователю;
Модуль приобретения знаний – служит для получения знаний от эксперта, поддержки базы знаний и дополнения ее при необходимости;
Модуль советов и объяснений – механизм, способный не только давать заключение, но и представлять различные комментарии, прилагаемые к этому заключению, и объяснять его мотивы. В противном случае пользователю будет трудно понять заключение. Такое понимание необходимо, если заключение используется для консультации или оказания помощи при решении каких-либо вопросов. Кроме того, с его помощью эксперт определяет, как работает система, и позволяет точно выяснить, как используются знания, предоставленные им.
Классификация методов извлечения знаний.
В начале развития ЭС основное внимание уделялось созданию инструментальных средств. Оказалось, что основная проблема состоит в заполнении БЗ, т.е. в извлечении знаний экспертов.
Инструментальные средства и стадии разработки эс.
Существует 2 класса инструментальных средств для создания ЭС:
пустые ЭС. Специалисту необходимо спроектировать БЗ и внести её в ЭС в соответствии с правилами.
оболочки ЭС, являются инструментальным средством для проектирования и создания ЭС. В их состав входят:
средства проектирования БЗ с различными формами представления знаний;
средства выбора режима работы решения задачи.
Прототип |
Полнота охвата |
Точность (качество) |
Объем БЗ |
Срок реализации |
Демонстрационный |
Несколько задач |
низкое |
50-100 правил |
2-3 месяца |
Исследовательский |
Почти полное |
низкое |
200-500 |
1-2 года |
Действующий |
Полная |
хорошее, медленная |
500-1000 |
2-3 года |
Промышленный |
Полная |
высокое, быстрая |
1000-1500 |
2-4 года |
Коммерческий |
Полная, расширенная |
высокое, быстрая |
До 3000 |
? |
Отличие данных от знаний. Формы данных и знаний.
См. выше.
Проектирование информационных систем
1. Определение и классификация информационных систем
2. Структурный подход к проектированию информационных систем.
3. Объектный подход к проектированию информационных систем.
4. RAD-технология разработки информационных систем.
5. Каскадный и спиральный жизненные циклы разработки информационных систем.
6. Виды обеспечения и этапы разработки автоматизированных информационных систем.
Основы СППР
Определение, типы и классы СППР.
Система поддержки принятия решений – диалоговая автоматизированная информационная система, использующая правила принятия решений и соответствующие модели с базами данных, а также интерактивный компьютерный процесс моделирования, поддерживающий принятие самостоятельных и неструктурированных решений отдельными менеджерами.
В зависимости от данных, с которыми работают СППР, их можно разделить на оперативные и стратегические:
Системы первого типа предназначены для оперативного реагирования на текущую ситуацию. Они получили название Информационных Систем Руководства, ИСР (Executive Information Systems). К ним относят системы, связанные с оперативным руководством организацией, системы автоматизации документооборота (Management Information Systems), а также системы оперативного управления производственными процессами.
Системы второго типа, или стратегические СППР (Decision Support Systems), основаны на анализе большого количества информации из разных источников с привлечением сведений, содержащихся в системах, аккумулирующих опыт решения проблем. Они предполагают достаточно глубокую проработку данных, специально преобразованных таким образом, чтобы их было удобно использовать в ходе процесса принятия решений. Важным компонентом являются правила принятия решений, которые на основе агрегированных данных подсказывают экспертам выводы и придают системе черты систем искусственного интеллекта.
При классификации СППР учитывают:
структурированность решаемых управленческих задач;
уровень иерархии управления фирмой, на котором решение должно быть принято;
принадлежность решаемой задачи к той или иной функциональной сфере бизнеса;
вид используемой информационной технологии.
Определяют три класса СППР, в зависимости от сложности решаемой задачи и областей применения:
СППР первого класса – системы коллективного пользования, базы данных которых формируются многими экспертами – специалистами в различных областях знаний. Обладают наибольшими возможностями, предназначены для применения в органах государственного управления высшего уровня (администрация президента, министерства) и органах управления больших компаний (совет директоров корпораций).
СППР второго класса – являются системами индивидуального пользования, адаптирующимися к опыту пользователя. Предназначены для решения часто встречающихся прикладных задач системного анализа и управления.
СППР третьего класса – являются системами индивидуального пользования, базы данных которых формируются непосредственным пользователем. Предназначены для использования государственными служащими среднего ранга, а также руководителями малых и средних фирм для решения оперативных задач управления.