Пример разработки экспертной системы

Рассмотрим на конкретном примере организацию взаимодействия пользователя с экспертной системой. Предметная область этой экспертной системы – продажи бухгалтерских и правовых систем (режим диалога с пользователем для правильного выбора программного обеспечения). Предположим, что фрагмент базы знаний содержит следующий набор правил:

1. ЕСЛИ класс – бухгалтерские программы

И форма конфигурирования системы должна быть жёсткой (пользователь не будет иметь возможности сам конфигурировать какие-либо входные или выходные документы)

ТО лучше всего подходит бухгалтерская программа 1С версия 6.0.

2. ЕСЛИ класс – бухгалтерские программы

И форма конфигурирования системы должна быть лояльной (т.е. пользователь может сам конфигурировать какие-либо входные или выходные документы)

И программа разработана под оболочку DOS.

ТО лучше всего подходит система бухгалтерских программ "Бест".

3. ЕСЛИ класс – бухгалтерские программы

И форма конфигурирования системы должна быть лояльной (т.е. пользователь может сам конфигурировать какие-либо входные или выходные документы)

И программа разработана под оболочку Windows95.

И программа одноуровневая.

ТО лучше всего подходит бухгалтерская программа "Инфо Бухгалтер".

4. ЕСЛИ класс – бухгалтерские программы

И форма конфигурирования системы должна быть лояльной (т.е. пользователь может сам конфигурировать какие-либо входные или выходные документы).

И программа разработана под оболочку Windows95.

И программа не одноуровневая.

ТО лучше всего подходит система бухгалтерских программ "Турбо Бухгалтер".

5. ЕСЛИ тип – правовые системы

И пополнение информационной базы происходит еженедельно (минимум), посредством курьера

ТО лучше всего подходит правовая программа "Гарант".

6. ЕСЛИ тип – правовые системы

И пополнение информационной базы происходит ежемесячно (минимум), через покупку нового CD-ROM.

ТО лучше всего подходит правовая программа "Кодекс".

7. ЕСЛИ тип – правовые системы

И пополнение информационной базы происходит ежемесячно (минимум), через покупку нового CD-ROM или еженедельно (минимум), посредством курьера

ТО лучше всего подходит правовая программа "Эталон".

8. ЕСЛИ тип – складские программы

И форма конфигурирования системы должна быть жёсткой (пользователь не будет иметь возможности сам конфигурировать какие-либо входные или выходные документы)

ТО лучше всего подходит правовая складская программа "Фолио".

9. ЕСЛИ тип – складские программы.

И форма конфигурирования системы должна быть лояльной (т.е. пользователь может сам конфигурировать какие-либо входные или выходные документы)

ТО лучше всего подходит правовая программа склад "1С версия 7.5".

Предположим, что перед пользователем стоит задача: узнать, какое обеспечение из широкого спектра предлагаемого сейчас программного обеспечения ему наиболее подойдет, учитывая специфику ПК, на который предполагается установить это ПО. С помощью некоторых базовых правил фирмы "Элком-Информ" составлена некоторая экспертная система, которая поможет пользователю в его нелёгком выборе. Сеанс диалога может иметь следующий вид:

ЭС: Какое программное обеспечение вы хотели бы приобрести? (правовое, бухгалтерское, складское).

Пользователь: Бухгалтерское

ЭС: Форма конфигурирования системы должна быть жёсткой (пользователь не будет иметь возможности сам конфигурировать какие-либо входные или выходные документы)? (да, нет).

Пользователь: Нет.

ЭС: Форма конфигурирования системы должна быть лояльной (т.е. пользователь может сам конфигурировать какие-либо входные или выходные документы)?

Пользователь: Да

ЭС: Программа должна быть разработана под оболочку Windows95?

Пользователь: Да.

ЭС: Программа должна быть одноуровневая? (да, нет).

Пользователь: Нет.

ЭС: Программа должна быть не одноуровневая?

Пользователь: Да

ЭС: Лучше всего для вас подходит система бухгалтерских программ "Турбо Бухгалтер".

Если пользователь заинтересуется, почему сделаны такие выводы, то экспертная система выдаст эти правила и укажет соответствие между ответами пользователя, правилами и ответом экспертной системы.

Правила типа "если – то" для представления знаний

В качестве кандидата на использование в экспертной системе можно рассматривать, в принципе, любой непротиворечивый формализм, в рамках которого можно описывать знания о некоторой проблемной области. Однако самым популярным формальным языком представления знаний является язык правил типа "если – то" (или кратко: "если – то" - правил), называемых также продукциями. Каждое такое правило есть, вообще говоря, некоторое условное утверждение, но возможны и различные другие интерпретации. Вот примеры:

• если предварительное условие P, то заключение (вывод) C;

• если ситуация S, то действие A;

• если выполнены условия C1 и C2, то не выполнено условие C.

"Если – то" - правила обычно оказываются весьма естественным выразительным средством представления знаний. Кроме того, они обладают следующими привлекательными свойствами:

1. Модульность: каждое правило описывает небольшой, относительно независимый фрагмент знаний.

2. Возможность инкрементного наращивания: добавление новых правил в базу знаний происходит относительно независимо от других правил.

3. Удобство модификации (как следствие модульности): старые правила можно изменять и заменять на новые относительно независимо от других правил.

4. Применение правил способствует "прозрачности системы".

Последнее свойство - это важное, относительное свойство экспертных систем. Под прозрачностью понимается способность системы к объяснению принятых решений и полученных результатов. Применение "если – то" - правил облегчает получение ответов на следующие основные типы вопросов пользователя:

• Вопросы типа "как": Как вы пришли к этому выводу?

• Вопросы типа "почему": Почему вас интересует эта информация?

"Если – то" - правила часто применяют для определения логических отношений между понятиями предметной области. Про чисто логические отношения можно сказать, что они принадлежат к "категорическим знаниям", "категорическим" - потому, что соответствующие утверждения всегда абсолютно верны. Однако в некоторых предметных областях преобладают "мягкие" или вероятностные знания. Эти знания являются "мягкими" в том смысле, что говорить об их применимости к любым практическим ситуациям можно только до некоторой степени ("часто, но не всегда"). В таких случаях используют модифицированные "если – то" - правила, дополняя их логическую интерпретацию вероятностной оценкой. Например:

если условие A, то заключение B с уверенностью F

Вообще говоря, если вы хотите разработать серьёзную экспертную систему для некоторой выбранной предметной области, то необходимо провести консультации с экспертами в этой области и многое узнать о ней самим. Достигнуть определённого понимания предметной области после общения с экспертами и чтения литературы, а затем облечь это понимание в форму представления знаний в рамках выбранного формального языка - искусство, называемое инженерией знаний. Как правило, это сложная задача, требующая больших усилий.