4.2. Основные компоненты эс

Основными компонентами информационной технологии, используемой в экспертной системе, являются (рис.8): интерфейс пользователя, база знаний, интерпретатор, модуль создания системы.

Рис. 8. Основные компоненты информационной технологии экспертных систем

Интерфейс пользователя

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. Менеджер может использовать четыре метода ввода информации: меню, команды, естественный язык и собственный интерфейс. 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 рассуждении, 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

Знания – это выявленные закономерности предметной области (принципы, связи, законы), позволяющие решать задачи в этой области. Для хранения знаний используются базы знаний. Она содержит факты, описывающие проблемную область, а также логическую взаимосвязь этих фактов.

Знания могут быть классифицированы по следующим категориям:

- поверхностные – знания о видимых взаимосвязях между отдельными событиями и фактами в предметной области;

- глубинные – абстракции, аналогии, схемы, отражающие структуру и процессы в предметной области.

Для представления структурированных знаний используют в основ­ном три метода: правила, семантические сети и фреймы.

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.

Правило имеет следующую структуру:

ЕСЛИ <условие>, ТО <заключение>.

Обе части правила выражены символами. В теории баз знаний эта конструкция носит название правила-продукции. Пример: ЕСЛИ коэф­фициент соотношения заемных и собственных средств превышает единицу при низкой оборачиваемости, ТО финансовая автономность и устойчивость критическая.

Основными структурными элементами СИИ являются правила (в них выражены знания) и факты (их оценивают с помощью правил).

Зачастую в управленческой практике правила бывают выведенными эмпирически из совокупности фактов, а не путем математиче­ского анализа или алгоритмического решения. Такие правила называют эвристиками. Знания — это информация, необходимая программе, что­бы она вела себя «интеллектуально». Например, в электронной табли­це вы легко организуете вычисление коэффициента оборачиваемости, равно как и других коэффициентов. Но словесное заключение о финан­совом состоянии вы построите сами в зависимости от усвоенных вами специальных экономических знаний и запишете эту оценку в аналити­ческую записку. Однако можно структурировать ваше знание (в виде правил), поместить правило в базу знаний и организовать автомати­ческое появление соответствующего заключения в определенном месте экрана, где вы введете логические формулы вывода определенного заключения при истинности проверяемого условия.

Основная идея представления знаний с помощью семантических сетей базируется на предположении о том, что предметную область (проблемную среду) можно представить совокупностью сущностей (объектов) и бинарных отношений, определяющих связи между этими сущностями. Сущности и связи семантически устойчивы в данной пред­метной области.

Объекты могут быть обобщенными и индивидными (конкрет­ными). Например, сущность «человек» является обобщенным объектом, а «Петр Первый» — индивидным объектом.

Между двумя обобщенными объектами может существовать родовая связь. Например, «примат» — «человек», «транспорт» — «авто­мобиль». Обратной к родовой выступает видовая связь. Например, авто­мобиль — вид транспорта. Между обобщенным и конкретным объектом выступает связь «являться представителем». Между агрегатными объ­ектами и их частями возникает связь типа «быть частью». Эта связь позволяет структурировать объект. Очевидно, бинарное отношение этого вида транзитивно. Обратным для отношения «быть частью» будет отношение «содержит». Еще один тип базовых отношений — отноше­ние «есть свойство». Например, «красивый» является свойством для объекта «цветок». Другие отношения: «быть причиной», «быть аген­том», «быть инструментом», «быть объектом воздействия», класс про­странственно-временных отношений типа «быть справа (слева, внизу раньше, позже, одновременно и пр.)».

Фрейм определяют как структуру данных для представления сте­реотипных ситуаций. Эти ситуации выделяет исследователь, опираясь на опыт. Понятие — неформальные звания о стереотипных ситуациях.

Фреймы — формализованные ситуации. Фреймы соответствуют поня­тиям, отражающим объекты, явления, характеристики предметной области. Фрейм рассматривают как модуль модели представления зна­ний. Эта модель строится в виде сети фреймов.

Особенность фреймов: наличие в информационных и процедур­ных элементах незаполненных частей — слотов. Они могут заполняться в процессе активизации фрейма.