3.
БАЗОВЫЕ ТИПЫ АИС
Для
успешного освоения раздела необходимо:
Изучить
материал учебного пособия.
Ответить
на вопросы для самопроверки.
Выполнить
практическую работу N21.
Экспертная
система (ЭС)
- интеллектуальная вычислительная
система, в которую включены знания
опытных специалистов (экспертов) о
некоторой предметной области (финансы,
медицина, право, геология, страхование,
поиск неисправностей в радиоэлектронной
аппаратуре и т. д.),
И
которая
в пределах этой области способна
принимать экспертные решения (давать
советы, ставить диагноз).
Целесообразность
использования ЭС характерна для
организаций социального обеспечения,
поскольку в данной проблемной области
при решении большинства задач
(планирование финансово-экономических
показателей, консультация по различным
организационно-правовым вопросам)
приходится опираться на опыт и знания
специалистов-экспертов.
ЭС
позволяет накапливать, систематизировать
и сохранять знания, профессиональный
опыт тех экспертов, которые решают
конкретные задачи наилучшим образом.
Накопленные в ЭС знания могут быть
использованы на практике неограниченное
число раз.
Работа
экспертных систем основана на алгоритмах
искусственного
интеллекта и
предполагает использование информации,
заранее полученной от специалистов-экспертов.
Таким образом, экспертная система -
это электронный эксперт (советник),
помощник.
ЭС
используются там, где нет твердо
устоявшейся теории, в тех предметных
областях, где слишком много переменных
величин (факторов, показателей,
симптомов), затрудняющих создание
полной теории, точной математической
модели. В этих предметных областях
искусные практики при решении задач
опираются на свой опыт, навыки и
интуицию.
С
помощью редактора
базы знаний эксперт
(специалист в данной предметной области)
наполняет базу знаний (как бы передает
ей свои знания, умения, навыки). При
создании ЭС наиболее трудоемким и
трудно формализуемым этапом является
процедура заполнения базы знания
сведениями, необходимыми для ее работы.
Базы знаний могут включать несколько
десятков тысяч правил. В создании таких
баз знаний экспертам оказывают помощь
инженеры по знаниям - когнитологи.
С
помощью интерфейса
пользователя происходит
общение с ЭС лиц, нуждающихся в
консультации электронного эксперта.
Пользователи обращаются к ЭС за советом
по специальным проблемам в узкой
предметной области, предоставляя ей
специфические факты и свои гипотезы.
База
знаний (БЗ)
представляет собой совокупность знаний
по данной предметной области, почерпнутых
из публикаций, а также введенных в
процессе взаимодействия эксперта (или
нескольких экспертов) с экспертной
системой.
Решатель
(другое
название - машина логического вывода)
- это программа, моделирующая (имитирующая)
ход рассуждений эксперта на основании
знаний, имеющихся в БЗ, и данных,
введенных пользователем.
Решатель
- это «мозг» эс.
С помощью
решателя обрабатываются введенные
данные и
делаются
соответствующие выводы.
Подсистема
объяснений -
программа, позволяющая продемонстрировать,
каким образом получен результат, то
есть показать цепочку рассуждений
электронного эксперта. Подсистема
объяснений облегчает когнитологу
выявление ошибок и модернизацию эс.
29
3.1. Экспертные системы
В
описанной выше структуре ЭС знания
отделены от алгоритма обработки знаний.
Такое
разделение удобно по следующим причинам.
Содержание базы знаний зависит от
конкретной предметной области. С другой
стороны, пользовательский интерфейс,
решатель, редактор базы знаний,
подсистема объяснений (иногда эти
блоки называются оболочкой) независимы
от предметной области. Таким образом,
разумный способ разработки экспертной
системы, предназначенной для нескольких
приложений, состоит в создании
универсальной оболочки. В такой ЭС для
каждого нового приложения достаточно
наполнить базу знаний специфическими
сведениями.
Примером
подобной ЭС (оболочки) является EMYCIN
(Empty MYCIN -
пустой
MYCIN).
Рассмотрим
особенности
экспертных
систем.
ЭС
ограничена
определенной
предметной областью.
ЭС
способна рассуждать
при
сомнительных исходных данных.
ЭС
способна объяснить
цепочку
сделанных ею рассуждений.
Факты
и механизм (про грамма) формирования
выводов четко отделены
друг от
друга.
5.
ЭС строится так, чтобы имелась возможность
постепенного ее наращивания
(расширения)
и модернизации.
6.
В результате работы ЭС формируется
диагноз,
рекомендация, совет, как
нужно поступать в конкретной ситуации
или предположение о том, что произошло
с исследуемым объектом.
Экспертные
системы имитируют процессы принятия
решения людьми-экспертами и в состоянии
компетентно решать сложные проблемы.
Кратко опишем некоторые ЭС, что позволит
еще раз наглядно представить сферы
использования «электронных советников».
Экспертная
система MYCIN
(Станфордский
университет) - одна из первых и наиболее
известных ЭС, разработана в середине
70-х годов двадцатого столетия. Система
предназначена для диагностики
инфекционных
заболеваний.
В
1975 году в Гейдельбергском и Дармштадтском
университетах была разработана одна
из первых юридических
ЭС - JUDITH,
позволявшая
юристам получать экспертные
заключения
по гражданским делам.
Экспертная
система INTERNIST
диагностирует
несколько
сотен болезней
с сделанного
квалифицированным
точностью,
которая сопоставима с точностью
диагноза, врачом.
PROSPECTOR
- экспертная
система, которая помогает геологам
в поиске
новых полезных ископаемых. На основании
информации, введенной в ЭВМ с
географических карт, из обзоров и
ответов на вопросы, которые задаются
геологам, PROSPECTOR предсказывает
местоположение новых залежей.
Использование этой системы позволило
обнаружить залежи молибдена в Британской
Колумбии.
Система
TIMM (разработчик
General Research) оказывает помощь военному
пилоту вертолета во время боевых
действий.
Экспертная
система Management
Advisor (консультант
менеджера) разработана фирмой Paladin
Software, Inc. в 1986 г. Система помогает
руководителю в планировании своей
коммерческой
деятельности.
Система
XCON
(Carnegie-Melon
University) предназначена для определения
конфигурации
компьютеров при
их продаже. Покупатель заказывает ЭВМ
с определенными характеристиками, а
ЭС позволяет оптимально подобрать
комплектующие блоки (тип дисплея, объем
ОЗУ, тип процессора, тип звуковой карты,
объем видеопамяти и т.
п.).
Экспертная
система EXPERTAX
(Coopert and
Lybrand) готовит рекомендации ревизорам
и налоговым специалистам в
подготовке расчетов по налогам и
подготовке финансовых деклараций.
База знаний отражает опыт свыше 20-ти
экспертов.
30