
- •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
Литература
1. Котов В. Е. Сети Петри. - М.: Наука, 1984. -158 с.
2. Мальцев А.А. Алгоритмы и рекурсивные функции. - М.:Наука, 1965. - 391 с.
3. Минский М. (Minsky М.) Вычисление и автоматы,- М.: Мир, 1971. - 364 с.
4. Попов Э.В. Экспертные системы. Решение неформализованных задач в диалоге с ЭВМ.- М.Наука, 1987.-288с.
5. Давенпорт Т. Эпитафия экспертным системам//Компьютеруик.-1995. -27(185).
6. Expert system saves 20 million L on pipeline management.//C&I, 1994, July, p.31.
7. Feigenbaum E. A. The art of artificial intelligence: Themes and case studies of knowledge engineering//The fifth International Joint Conference on Artificial Intelligence. - Boston: MIT, 1977. - P. 1014-1029.
8. Feigenbaum E. A. Themes and case studies of knowledge engineering//Expert systenvin micro electronic age. - Edinburgh: Infotach Limited, 1979. - P.3 - 25.
9. Harmon P. The Market for intelligent Software Products Intelligent Software Strategies, 1992. - V.8. '2. - P.5 -12.
10. Hayes-Roth F., Jacobstein N. The State of Knowledge-Based Systems. //Communications of the ACM, 19 94, March. - V.37. - N3. - P.27 - 39.
11. Loofbourrow Т. Экспертные системы еще живы. Компьютеруик. - 1995, 5-11 октября. -36(194). - 21 с.
12. Newell A. Production systems: models of comtrol structures//Visual information processing. - New York: Academic Press, 1973. - P. 463 - 526.
13. Newell A., Simon M.A. Human problem solving. - Englewood Cliffs, New Jersey: Prentice-Hall, 1972.
14. Perky D.R. Migration to Open Systems. Taming the Tiger. Mc Graw-Hill, 1993. - P.252.
Вопросы для самопроверки
Сформулируйте отличия ЭС от традиционных систем обработки данных.
Назовите примеры успешного применения технологии ЭС.
Объясните основные причины успеха современной технологии ЭС .
Дайте формальное определение продукционной системы (по Е.Посту и А.Ньюэллу).
Охарактеризуйте основные режимы работы ЭС.
Укажите состав и роли участников разработки ЭС.
Перечислите основные компоненты статической ЭС.
Поясните отличия архитектуры динамической ЭС от архитектуры стати-ческой ЭС.
Перечислите и охарактеризуйте основные этапы разработки ЭС.
Глава 2. Состояние работ в области искусственного интеллекта. Роль экспертных систем в исследованиях по искусственному интеллекту
2.1 Основные направления искусственного интеллекта
Выделяют следующие основные направления в искусственном интеллекте (ИИ):
• экспертные системы; в последние годы для обозначения ЭС часто используют термин "системы, основанные на знаниях" (СОЗ);
• нейронные сети (НС);
• естественно-языковые системы (ЕЯ-системы).
Объективной оценкой практической значимости ИИ является объем продаж продуктов ИИ за год. Стоимость произведенных продуктов ИИ в мире в 1995 г. составляла примерно 1,1 млрд. дол.; из них 700 млн. дол. приходились на долю США [7].
Средства ИИ можно разделить на системы ИИ (приложения) и на инструментальные средства (ИС), предназначенные для автоматизации всех этапов существования приложения. В 1995 г. в общем объеме продаж США доля приложений ИИ составила примерно 25 млн. дол., а доля ИС - 275 млн. дол. При этом ИС по направлениям ИИ распределились так: СОЗ - 196 млн. дол., НС - 30 млн. дол., ЕЯ-системы - 38 млн. дол., "размытые" (fuzzy) логики - 5,5 млн. дол., извлечение знаний - 5 млн. дол. В 1995 г. объем продаж ИС составил 275 млн. дол., демонстрируя устойчивый рост [5, 6, 7]. Распределение объема продаж по направлениям ИИ в 1994 и 1995 гг. представлено рис.2.1.
Анализируя тенденции в целом, следует отметить устойчивый рост продаж ИС искусственного интеллекта, доминирующую роль ИС для создания СОЗ (более 70% от общего объема) и выделение в качестве новых направлений ИИ нечетких логик, средств для извлечения знаний и генетических алгоритмов.