- •Мурманский государственный технический университет с.И. Плотников интеллектуальные информационные системы
- •Глава 1. Классификация интеллектуальных информационных систем 4
- •Глава 2. Технология создания экспертных систем 25
- •Введение
- •Глава 1. Классификация интеллектуальных информационных систем
- •1.1. Особенности интеллектуальных информационных систем
- •1.2. Системы с интеллектуальным интерфейсом
- •1.3. Экспертные системы
- •Классы экспертных систем
- •1.4. Самообучающиеся системы
- •Индуктивные системы
- •Нейронные сети
- •Глава 2. Технология создания экспертных систем
- •2.1. Этапы создания экспертной системы
- •2.2. Идентификация проблемной области
- •2.3. Построение концептуальной модели
- •2.4. Формализация базы знаний
- •Выбор инструментальных средств реализации экспертной системы
- •2.5. Методика получения экспертных знаний
- •Психологический аспект
- •Инженер по знаниям
- •Лингвистический аспект
- •Гносеологический аспект
- •3. Создание эс в системе guru
- •3.1. Общие характеристики системы guru
- •Функциональные возможности
- •3.2. Построение экспертной системы
- •3.4. Тестирование экспертной системы
- •3.4. Запуск системы и работа в режиме меню Запуск системы
- •Некоторые сведения о работе в режиме меню
- •Использование режима меню
- •Описание команд меню Expert Systems
- •Режим редактирования набора правил (guru Rule Set Manager)
- •Режим редактирования правил
- •Часть if – посылка правила. Может быть любым выражением.
- •Режим редактирования переменных
- •Описание команд меню Information Manager
- •3.5. Пример создания эс в guru
- •Литература
- •Приложение 1 Листинг 1. Эс для оценки надежности поставщика (в среде guru)
- •Листинг 2. Пример работы эс для оценки надежности поставщика
- •Пример объяснений
- •Листинг 3. Подсистема прогнозирования цен Текст программы
- •Пример консультации (результат работы эс)
- •Приложение 2 Листинг исходного кода эс «Выбор банка»
- •Приложение 3 Листинг исходного кода эс «Выбор стратегии развития»
Лингвистический аспект
В этот аспект входят:
понятийная структура;
проблема общего кода;
тезаурус (словарь) пользователя.
Понятийная структура. Создается аналитиком путем "сшивания" терминов в процессе построения связанных фрагментов. При этом формируется иерархия понятий.
Проблема общего кода. При общении на одном языке можно выделить три его разновидности:
бытовой (разговорный) язык;
язык общенаучной терминологии;
специальные термины, относящиеся к определенной предметной области.
У эксперта имеются неологизмы, и их следует запомнить. Кроме того, в процессе общения эксперт использует профессиональный жаргон, который аналитику необходимо выучить, чтобы понимать язык эксперта.
Тезаурус (словарь) пользователя. Конечный пользователь системы не знает специальных терминов и неологизмов. Поэтому в интерфейсе пользователя необходимо предусмотреть специальный словарь терминов.
Гносеологический аспект
В процессе извлечения знаний аналитик в первую очередь обращает внимание на те их компоненты, которые связаны с индивидуальными знаниями эксперта. Знания эксперта в большей степени эмпирические, т. е. полученные из собственного опыта, и являются частными. Задача аналитика заставить эксперта увидеть за частным общее.
При выводе общих закономерностей используются известные из гносеологии приемы. Например, осуществляется:
описание и обобщение факторов;
установление связей и закономерностей;
построение идеализированной модели;
объяснение и предсказание модели.
При этом основными методологическими критериями научности являются:
внутренняя согласованность и непротиворечивость;
системность;
объективность;
историзм.
На практике аналитик работает с каждым экспертом индивидуально, учитывая вышеуказанные аспекты. Рассмотрим некоторые практические приемы (методики) работы аналитика с экспертом.
Наблюдение. В процессе профессиональной деятельности эксперта аналитик находится рядом с ним и записывает все его действия. При этом может быть сделана и видеозапись. Главное условие – невмешательство в работу эксперта. По окончании работы проводится обсуждение.
Это простой и довольно эффективный прием. Основной недостаток –большая продолжительность по времени.
Анализ протоколов "мыслей вслух". Отличается от наблюдения тем, что эксперта просят не только прокомментировать, но и объяснить, как было найдено то или иное решение, т. е. продемонстрировать всю цепочку своих рассуждений.
Во время рассуждений рекомендуется вести аудиозапись. Основная трудность заключается в том, что любому человеку, в том числе и эксперту, иногда бывает затруднительно объяснить, почему он поступает именно так в той или иной ситуации.
Лекция. Фактически это монолог эксперта и самый старый способ передачи знаний. Для того чтобы прослушивание лекции было максимально эффективным, необходимо соблюдать следующие правила:
к лекции необходимо готовиться заранее, предварительно прочитав некоторую литературу по изучаемой предметной области;
слушать лектора с максимальным вниманием, убрав отвлекающие предметы;
периодически (на несколько секунд) отдыхать во время слушания;
слушать лектора и одновременно анализировать услышанное;
слушать и подробно конспектировать, делая стереотипные сокращения;
расшифровывать конспект лекции в тот же день;
не вступать в дискуссию с лектором без его разрешения.
Анкетирование. Перед проведением анкетирования составляется перечень вопросов и перечень возможных ответов к ним. Затем эксперт отвечает на эти вопросы. Достоинство методики – стереотипность освещения проблемы и быстрота обработки результатов, особенно в больших группах экспертов. Недостаток – сужается поле знаний.
Интервью. По процедуре напоминает анкетирование, но отличие состоит в том, что аналитик заполняет анкету сам и порядок вопросов может меняться. При этом эксперт может высказывать собственное мнение. Вышеуказанный для анкетирования недостаток устраняется. Это один из самых эффективных приемов. Неслучайно, что эта методика наиболее популярна у журналистов.
Свободный диалог. Методика характеризуется отсутствием строгого плана и вопросника. Главное - во время диалога выделить три стадии: начало беседы, непосредственно диалог и заключительная часть. Достоинство состоит в том, что эксперту предоставляют возможность описать проблему собственными словами и приемами. Недостаток – возможна затяжка по времени из-за непонимания друг друга.
Метод "круглого стола". Реализуется в форме обсуждения какой-либо проблемы одновременно несколькими экспертами в форме свободной дискуссии. Количество экспертов должно быть от 3 до 5 (но допускается до 7). Основная задача, решаемая "круглым столом" – коллективная разработка решения с разных точек зрения. Аналитик играет важную роль. Перед началом дискуссии он должен:
четко поставить задачу;
установить регламент и сформулировать конечную цель.
Метод "мозгового штурма". Существует несколько вариантов "мозгового штурма". Наиболее распространенным является метод активизированного творческого мышления, главным девизом которого является: чем больше идей, тем лучше. При этом необходимо выполнить условия:
участвует до 10 экспертов-генераторов идей;
по очереди высказываются любые идеи (даже фантастические) на заданную тему;
критика запрещена;
продолжительность "штурма" не более 40 мин;
каждый может высказываться не дольше 2 мин.
В результате "штурма" происходит непроизвольная бессознательная генерация идей. По окончании осуществляется анализ предложенных идей другими экспертами, не участвовавшими в "штурме".
Роль аналитика состоит в том, что он подбирает группу экспертов, организует их работу и является ведущим при "штурме".
Экспертные игры. Если рассматривать игру как вид деятельности, которая моделирует, имитирует основную форму профессиональной деятельности, то деловая игра – это эксперимент, где участникам предлагается производственная ситуация, в которой необходимо принять решение. Ниже приводится наиболее известные и распространенные деловые игры.
Индивидуальные игры с экспертом. Аналитик берет на себя определенную роль в моделируемой ситуации. При этом он должен:
а) не забывать цель игры и следить за временем, чтобы не утомить эксперта;
б) не навязывать игру эксперту изначально, если он с ней не согласен, и не давить на него в процессе игры.
Ролевые игры в группе. Все игроки и в том числе эксперты переходят на "ты" для создания неформальной обстановки. Главное – раскрепостить участников и предоставить им возможность творить. Затем предлагается решить некоторую производственную проблему, распределив роли в группе.
Тренажеры. Современные технологии, и в первую очередь компьютерные, воссоздают обстановку и управление, имитирующую реальность. Они позволяют не только обучать, но и, создавая нестандартные ситуации, выявлять уникальные решения экспертов в этих ситуациях. Неслучайно компьютерные игры можно рассматривать как частный случай тренажеров. При этом все компьютерные игры условно можно разделить на следующие виды: позиционные (шашки, шахматы), динамические (так называемые "стрелялки"), диалоговые фильмы, где пользователь влияет на сюжет, и обучающие, в процессе которых пользователь осваивает новые навыки.
