Пример устройства простейшей экспертной системы.
Рассмотрим задачу создания простейшей ЭС, относящейся к разряду советчиков. Такая система наполняется правилами, объясняющими как надо выполнять конкретные функции специалисту по знаниям, т.е. пользователь обращается к этой системе за советом. Одним из приложений в этом случае является система, консультирующая больного, которая на основе его ответов ставит диагноз.
В качестве модели для ЭС будем использовать систему PROSPECTOR, в соответствии с особенностями которой, вывод производится с помощью правил Байеса, а совокупности правил рассматривать как деревья. Важным свойством этой системы является наличие семантической сети, которая дает возможность модели указать, что, например, гранит и базальт являются вулканическими породами, и если в ходе сеанса система узнает, что имеется гранит, то без дополнительных вопросов она узнает о том, что имеются породы вулканического происхождения. Если же вы ей сообщаете, что вулканических пород нет, то система знает, что отсутствуют и гранит и базальт.
С точки зрения пользователя система может состоять из двух программ, компилятора с языком правил и рабочей системы. При создании своей модели пользователь пишет правила на языке правил системы. Правила заносятся в исходный файл, который затем компилируется, в результате чего создается два выходных файла. Первый файл, объектный, содержит структуру модели, имеющую вид таблиц, которые могут быть загружены в память и использоваться рабочей системой. Второй файл - файл сообщений.
Компилятор должен проверять, чтобы к вероятностям не прибавлялись числа, чтобы все утверждения могли быть достигнуты по крайней мере из одного целевого утверждения и чтобы концевые вершины деревьев представляли собой вопросы, а в модели отсутствовали циклы.
После того как модель скомпилирована начинается этап ее использования. Для этого запускается рабочая программа, которая читает объектный файл для заданной модели, после чего начинается сеанс вопросов и ответов.
Рассмотрим структурную схему небольшой базы правил (рисунок 6.3), содержащей одну цель.
Пример простейшей базы правил
Рисунок 6.3
Цель модели - помочь пользователю решить, взять ли с собой зонт, для чего модель задает вопросы. Решение зависит от того идет ли дождь сейчас и будет ли он сегодня. Прямоугольники не имеющие выходных стрелок называются вопросами, т.к. система не имеет другого способа выяснить истинность утверждений, кроме как спросить пользователя. Утверждения не являющееся не целью не вопросом является правилом.
Прямоугольники являются гипотезами модели. Каждая цель содержит два атрибута. Первый состоит из того, что система должна доказать, второй представляет собой утверждение, которое будет выдано системой в качестве окончательного отчета. С каждым прямоугольником связывается оператор, например И, ИЛИ, НЕ. Система должна предусмотреть учет неопределенностей, когда каждый факт представляет собой не только истину или ложь, но и связан с определенной вероятностью. На рисунке 7.4 показана развернутая модель для описанной базы правил.