Постановка задачи
В результате выполнения контрольно-курсовой работы необходимо создать простейший вариант экспертной системы, предназначенный для проверки правильности кодирования фактов, связей и стратегий рассуждения эксперта. Объем базы знаний прототипа – несколько десятков единичных знаний – правил.
При выполнении контрольно-курсовой работы «Создание прототипа экспертной системы» следует идентифицировать проблему, решаемую экспертной системой; определить (структурировать) знания, необходимые для решения проблемы; создать формализованное представление предметной области на основе имеющегося языка представления знаний; выполнить программную реализацию основных частей прототипа ЭС.
Согласно варианту задания №12 был сформирован набор критериев для прототипа экспертной системы диагностического типа (табл. 1).
Табл. 1. Набор критериев для прототипа экспертной системы диагностического типа
Вариант |
Модель знаний |
Логический вывод |
Вид знания |
Язык/Среда реализации |
Предметная область |
Наличие объяснений |
12 |
Продукции |
|
Точные |
CLIPS/COOL |
Консультация |
Нет |
Теоретические сведения
Общие сведения об экспертных системах
Экспертные системы – это одно из направлений исследований по искусственному интеллекту.
Искусственный интеллект – это область исследований, находящаяся на стыке наук. Специалисты, работающие в этой области, пытаются понять, какое поведение, считается разумным, и создать работающие модели этого поведения. Исследователи ставят задачу с помощью новых теорий и моделей научиться понимать принципы и механизмы интеллектуальной деятельности. Практической целью является создание методов и техники, необходимой для программирования «разумности» и ее передачи вычислительным машинам, а через них всевозможным системам и средствам. Инженерные методы и навыки в области искусственного интеллекта стали называть технологией знаний.
Экспертные системы – это компьютерные программы, способные накапливать знания и моделировать процесс экспертизы, т.е. решение специалистами той или иной области задач на основе своего профессионального опыта.
Экспертные системы получили широкое распространение в различных областях человеческой деятельности. Существует множество прикладных задач, которые решаются с помощью систем, основанных на знаниях, более успешно, чем любыми другими средствами. Экспертные системы незаменимы как при ремонте механических и электрических машин, так и при устранении неисправностей и ошибок в аппаратном и программном обеспечении ЭВМ. Например, для обнаружения неисправностей электронной схемы требуется выполнить полных набор имеющихся тестов. Использование экспертной системы позволяет в несколько раз уменьшить число выполняемых тестов.
Экспертные системы обладают следующими свойствами, на основе которых их можно отличить от традиционных научно-технических и экономико-хозяйственных программ:
Степень разумности и объем знаний. Системы могут решить особенно сложные задачи в некоторых случаях лучше, чем эксперты-люди.
Развитый интерфейс пользователя. С такими системами можно, например, общаться на ограниченном естественном языке (в письменной форме) таким же образом, как и с экспертом-человеком.
Способность обосновывать действия. Кажется, что система обладает сведениями и пониманием своих знаний. У многих систем можно спросить, почему они задали некоторый вопрос или на основе чего они пришли к некоторому заключению. Таким образом, пользователь может наблюдать над процессом рассуждений и разумностью решений.
Эвристики и работа с нечеткими данными. Системы часто в состоянии обрабатывать неполные, нечеткие, недостаточные или даже ошибочные данные и знания.
Постепенное накопление знаний. Работу системы можно улучшить, добавив порцию знаний. Знания наиболее старых экспертных систем собраны в течение нескольких десятков лет.
Системы часто работают с изображениями и задачами, представленными в символьном виде.
В экспертной системе не обязательно должны присутствовать все перечисленные здесь характеристики. Традиционные программы также могут содержать свойства, присущие экспертным системам.