
- •Глава 1 Введение в экспертные системы 7
- •Глава 2. Состояние работ в области искусственного интеллекта. Роль экспертных систем в исследованиях по искусственному интеллекту 19
- •Глава 3. Классификация экспертных систем и инструментальных средств 27
- •Глава 4. Анализ состояния экспертных систем и инструментальных средств 39
- •Глава 5. Представление знаний в системах, основанных на знаниях 53
- •Глава 6. Методы и стратегии поиска решений в системах, основанных на знаниях 71
- •Глава 7. Основы методологии разработки экспертных систем 94
- •Глава 8. Инструментальный комплекс для создания статических экспертных систем (на примере интегрированного комплекса эко) 110
- •Глава 9. Инструментальный комплекс для создания экспертных систем реального времени (на примере интегрированной среды g2-gensym corp., сша) 119
- •Предисловие
- •Глава 1 Введение в экспертные системы
- •1.1. Назначение экспертных систем
- •1.2. Формальные основы экспертных систем
- •1.3 Архитектура статических и динамических экспертных систем
- •1.4 Этапы разработки экспертных систем
- •Литература
- •Вопросы для самопроверки
- •Глава 2. Состояние работ в области искусственного интеллекта. Роль экспертных систем в исследованиях по искусственному интеллекту
- •2.1 Основные направления искусственного интеллекта
- •2.2 Состояние работ в области экспертных систем
- •2.3 Состояние работ в области естественно - языковых систем
- •2.4 Состояние работ в области нейронных сетей
- •2.5 Состояние работ по новым направлениям искусственного интеллекта
- •Литература
- •Вопросы для самопроверки
- •Глава 3. Классификация экспертных систем и инструментальных средств
- •3.1 Классификация экспертных систем
- •3.1.1 Тип приложения
- •3.1.2 Стадия существования
- •3.1.3 Масштаб эс (тип эвм )
- •3.1.4 Тип проблемной среды
- •3.2 Классификация инструментальных средств
- •3.2.1 Уровень используемого языка
- •3.2.2 Парадигмы программирования (механизмы реализации исполняемых утверждений)
- •3.2.3 Способ представления знаний
- •3.2.4 Механизмы вывода и моделирования
- •3.2.5 Средства приобретения знаний
- •3.2.6 Технология разработки эс
- •3.3 Сопоставление инструментальных средств с типами проблемных сред
- •Литература
- •Вопросы для самопроверки
- •Глава 4. Анализ состояния экспертных систем и инструментальных средств
- •4.1 Анализ состояния статических экспертных систем
- •4.2 Анализ состояния динамических экспертных систем
- •4.2.1 Основные производители ис для эс рв
- •4.2.2 Сравнение ис для создания эс рв
- •Литература
- •Вопросы для самопроверки
- •Глава 5. Представление знаний в системах, основанных на знаниях
- •5.1 Состав и организация знаний в экспертных системах
- •5.1.1 Уровни представления и уровни детальности
- •5.1.2 Организация знаний в рабочей памяти
- •5.1.3 Организация знаний в базе знаний
- •5.2 Модели представления знаний
- •5.2.1 Логические модели представления знаний
- •5.2.2 Семантические модели
- •5.2.3 Фреймы
- •5.2.4 Объектно-ориентированный подход
- •5.2.5 Продукционные модели и модули, управляемые образцами
- •5.3 Практика использования моделей представления знаний в экспертных системах
- •5.3.1. Применение продукционных правил
- •5.3.2 Использование семантических сетей
- •5.3.3 Использование фреймов
- •5.3.4 Использование управляемых образцами модулей
- •5.3.5 Смешанные представления (объекты и правила)
- •Литература
- •Вопросы для самопроверки
- •Глава 6. Методы и стратегии поиска решений в системах, основанных на знаниях
- •6.1 Механизмы вывода экспертных систем
- •6.2 Стратегии как механизмы управления
- •6.3 Методы поиска решений в экспертных системах
- •6.3.1 Поиск решений в одном пространстве
- •6.3.2 Поиск в иерархии пространств
- •6.3.3. Поиск в альтернативных пространствах
- •6.3.4 Поиск с использованием нескольких моделей
- •6.3.5 Выбор метода решения задач
- •Литература
- •Вопросы для самопроверки
- •Глава 7. Основы методологии разработки экспертных систем
- •7.1 Идентификация
- •7.2 Концептуализация
- •7.3 Формализация
- •7.3.1 Структуризация исходной задачи
- •7.3.2 Структуризация предметной области на основе иерархии классов
- •7.3.3 Структуризация выполняемых утверждений базы знаний приложений
- •7.3.4 Структуризация приложения на основе иерархии "часть/целое"
- •7.4 Выполнение
- •7.5 Отладка и тестирование
- •7.5.1 Методы тестирования экспертных систем
- •7.5.2 Механизм инспекции экспертной системы
- •7.5.3 Применение архивных данных для формирования сценариев отладки и тестирования динамических экспертных систем (дэс)
- •7.6 Опытная эксплуатация и внедрение
- •Литература
- •Вопросы для самопроверки
- •Глава 8. Инструментальный комплекс для создания статических экспертных систем (на примере интегрированного комплекса эко)
- •8.1 Средства представления знаний и стратегии управления
- •8.1.1 Структура комплекса эко
- •8.1.2 Средства представления знаний в оболочке эко
- •8.1.3 Стратегии управления в оболочке эко
- •8.2 Приобретение знаний и решение задач средствами оболочки эко
- •8.3 Ввод общих знаний средствами системы к-эко
- •8.4 Формирование баз знаний на основе обучающей выборки средствами системы илис
- •Литература
- •Вопросы для самопроверки
- •Глава 9. Инструментальный комплекс для создания экспертных систем реального времени (на примере интегрированной среды g2-gensym corp., сша)
- •9.1 База знаний
- •9.1.1 Сущности и иерархия классов
- •9.1.2 Иерархия модулей и рабочих пространств
- •9.1.3 Структуры данных бз
- •9.2 Машина вывода, планировщик и подсистема моделирования
- •9.2.1 Машина вывода
- •9.2.2 Планировщик
- •9.2.3 Подсистема моделирования
- •9.3 Среда разработчика в системе g2
- •9.3.1 Естественно-языковый текстовый редактор
- •9.3.2 Интерфейс с пользователем
- •9.3.3 Средства инспекции и отладки
- •9.4 Интерфейс с внешним окружением
- •9.5 Проблемно/предметно-ориентированные среды и графические языки на базе g2
- •9.5.2 ReThink (подумай еще)
- •9.5.5 BatchDesign_Kit – интеллектуальное проектирование серийного производства в фармакологии
- •Литература
- •Вопросы для самопроверки
- •Литература
- •Приложение 2 Бизнес-Процесс "реинжиниринг" и интеллектуальное моделирование компаний
- •Литература
- •Приложение 3 Нейросетевая технология
- •Литература
- •Приложение 4 Системы поддержки принятия решений, хранилища данных и извлечение знаний
- •Литература
- •Приложение 5 Опыт применения динамических оболочек экспертных систем
9.5.2 ReThink (подумай еще)
Сравнительно недавно G2 начинает использоваться в новой области - реинжиниринг бизнес-процессов (Business Process Reengineering - BPR) - см. также Приложение 2. BPR сегодня - одно из наиболее модных и динамично развивающихся направлений, цель которого дать возможность пользователям увеличить эффективность функционирования их организационных структур. Объектно-ориентированный инструментарий со встроенными возможностями моделирования, подобный G2, идеально подходит для реализации приложений в области BPR.
В 1995 г. фирма Gensym создала систему моделирования для разработки приложений в области организационного управления -ReThink. Один из первых пользователей системы - патентное ведомство США. ReThink позволяет компании создать модель текущего делопроизводства, смоделировать каждодневную активность и собрать обобщенные и конкретные данные о производительности работы. Эта модель обеспечивает системный подход к документированию и пониманию текущего положения дел.
В отличие от других инструментальных средств, представленных на бурно развивающемся рынке BPR [5], ReThink ориентирована не на программистов - системных аналитиков, а на обычных управленцев. Такой подход устраняет ошибки взаимного непонимания между заказчиком и исполнителем, поскольку в данном случае они объединены в одном лице. Вторым положительным качеством системы является поддержка полного цикла разработки приложения, а не отдельных его этапов.
Конкуренцию ReThink сегодня может составить только система SPARKS (System Performance Analysis using Real-time Knowledge-based Simulation), разработанная консультативной фирмой Coopers & Lybrand Consulting (США). Системы SPARKS и ReThink имеют много общего как в части концепций, положенных в основу разработки, так и в части методологии использования. Это и не удивительно, поскольку SPARKS, так же как и ReThink, разработана на базе G2. SPARKS состоит из трех основных компонентов: схемы взаимосвязей между работами; человеческих, машинных и системных ресурсов; описания и объема выполняемых работ.
9.5.3 Gensym Scheduling Toolkit, Dynamic Scheduling Package
Инструментарий для построения систем оперативного планирования - Gensym Scheduling Toolkit (GST) существует в двух вариантах. GST1 включает средства построения графиков Ганта, конфигурирования календаря и средства сортировки. GST2 является расширением GST1 и кроме перечисленных инструментов содержит Проектировщик расписаний, назначением которого являются:
1) обеспечение возможностей ввода: модели использования ресурсов; последовательности работ и начальных условий;
2) генерация расписания: определение недостаточности наличных ресурсов и несоответствия установленным срокам; получение оперативных корректировок и динамическое перепланирование расписаний.
В ближайших планах компании - обобщение GST1 и GST2 в самостоятельном продукте для решения задач оперативного планирования Dynamic Scheduling Package, функциональная схема которого представлена на рис. 9.7.
Основной принцип, положенный в основу генератора расписаний, заключается в отказе от полного перебора вариантов плана за счет использования эвристик, физических ограничений технологического процесса и временного расписания рабочих смен (календаря). Прямая связь Планировщика с технологическим процессом, обеспечиваемая базовыми средствами G2, позволяет говорить даже не об оперативном, а об "реактивном" планировании.
Рис.9.7. Функциональная схема DSP
9.5.4 Fault Expert
Система Fault Expert, реализованная на базе G2, является обобщением ряда прикладных систем в области управления телекоммуникациями:
• системы управления сетями ATM;
• диагностики спутников в INTELSAT;
• управления системой сообщений AT&T.
Fault Expert содержит репозиторий объектов, представляющих наиболее распространенное телекоммуникационное оборудование (различные типы компьютеров и терминальных устройств, модемы, маршрутизаторы, классы связей для представления физической среды передачи данных), и графический язык для описания процедур тестирования и сетевых протоколов прикладного уровня. Взаимодействие с распространенными сетевыми менеджерами HP OpenView, IBM Net View и DEC Policenter обеспечивается на уровне SNMP.
Один из типичных примеров использования G2 в управлении телекоммуникациями - фирма INTELSAT, обеспечивающая спутниковую связь для коммерческих и государственных организаций во всем мире. По оценкам Рави Растоги, руководителя группы разработчиков второй очереди системы диагностики и мониторинга спутников и наземных станций слежения, подобная разработка обычными средствами потребовала бы около 20 человеко-лет и около 2 млн. дол. капиталовложений: "Мы заплатили около 700 000 дол. за программное обеспечение на базе G2; начали разработку в январе 1993 г. и получили первую версию в июне, затратили около 3 человеко-лет на разработку. Мы не смогли бы сделать это так быстро другими средствами".