49. Принципы построения экспертных систем

Экспертная система - это компьютерная программа, которая в

некоторой области проявляет степень познаний равнозначную сте-

пени познания человека-эксперта.

Экспертную систему можно представлять состоящей из трех частей:

1. База знаний (БЗ).

2. Механизм вывода (МВ).

3. Система пользовательского интерфейса (СПИ).

Представление знаний

База знаний - центральная часть экспертной системы. Она

содержит правила, описывающие отношения или явления, методы и

знания для решения задач из области применения системы.

Представление знаний - это множество соглашений по син-

таксису и семантике, согласно которым описываются объекты.

В экспертных системах на Турбо-Прологе знания будут всегда представлены одним из двух способов.

Первый способ - это классификация и помещение фактов и чи-

сел (фрагментов фактического знания) в правила Турбо-Пролога.

Это представление подходит для использования в экспертных сис-

темах, базирующихся на правилах.

Другой способ - это организация фактов и числовой информации в утверждениях, которые образуют базу знаний на утверждениях. Представление знаний в утверждениях подходит для использования в экспертных системах, базирующихся на логике.

В настоящее время системы, базирующиеся на правилах, наиболее популярны.

Конструирование экспертной системы, можно начать с табли-

цы, состоящей из двух колонок. Одна колонка содержит названия

стран, а другая - названия соответствующих столиц.

Утверждения Турбо-Пролога , содержащие эти знания можно записать таким образом:

capital("Washington DC","USA").

Эти же знания можно представить в форме правил "если-то".

capital_is("Washington DC") :-

country(is,"USA"),!.

Эти правила могут служить основой экспертной системы на

правилах.

50.Методы вывода и система пользовательского интерфейса эс.

Методы вывода

Метод вывода - это систематический способ для доказательства того, что из множества предположений следует некоторое заключение. Этот систематический метод закодирован в правилах вывода, которые специфицируют принятую логику получения заключения. Вывод осуществляется посредством поиска и сопоставления по образцу.

Как в системах, базирующихся на правилах, так и в систе-

мах, базирующихся на логике, пользователь получает ответы на

свои запросы в соответствии с логикой, заложенной в системе. В

первом случае запросы пользователя трансформируются в форму,

сопоставимую с формой правил базы знаний. Механизм вывода ини-

циализирует процесс сопоставления, начиная с "верхнего" прави-

ла. Обращение к правилу называется "вызовом". Вызов соответст-

вующих правил в процессе сопоставления продолжается до тех пор,

пока не произошло сопоставление или не исчерпана вся база зна-

ний, а сопоставление не найдено. Во втором случае трансформиро-

ванные запросы являются значениями, которые сопоставляются со

значениями, находящимися в базе знаний.

Для вопроса "Мадрид столица Испании?" механизм вывода в системе,

базирующейся на логике, образует цель:

capital("Madrid","Spain").

Если сопоставимый факт найден в системе,то она выдает от-

вет "верно".

Система на правилах использует форму в виде правила для

поиска ответа (О)на вопрос (В): "Если в базе знаний есть прави-

ло вида "Если <условие> тогда В ", то ищи <условие>, чтобы по-

лучить ответ О". Вопрос представляется в виде:

capital_is("Madrid"):-

country(is,"Spain"), !.

Это пример обратного вывода. Заключение из правила специ-

фицировано и механизм вывода ищет в базе знаний все условия,

которые приводят к этому заключению.

Система пользовательского интерфейса

Система пользовательского интерфейса обеспечивает взаимо-

действие между экспертной системой и пользователем. Это взаи-

модействие обычно включает несколько функций:

1. Обработка данных, полученных с клавиатуры, и высвечива-

ние вводимых и выводимых данных на экране. Система интерфейса с пользователем должна эффективно обрабатывать ввод и вывод.Для этого необходимо обрабатывать вводимые и выводимые данные быстро, в ясной и выразительной форме.

2. Поддержка диалога между пользователем и системой. Диалог

- это общая форма консультации с экспертной системой.

Консультация должна завершаться ясным утверждением, выдаваемым

системой, и объяснением последовательности вывода, приведшей к

этому утверждению.

3. Распознавание ситуации непонимания между пользователем

и системой. Система должна реагировать соответствующим образом на эту ситуацию.

Система интерфеса должна информировать пользователя о методике работы системы и ее развитии, если такое развитие предусмотре-

но в системе.

4. Обеспечение "дружественности" по отношению к

пользователю. Например, последовательность меню, показывающая задачи, которые пользователь может выбрать, является необходимой чертой экспертной системы.