2.1.7 Технология разработки экспертных систем

Технология их разработки ЭС, включает в себя шесть этапов (рис.5): этапы идентификации, концептуализации, формализации, выполнения, тестирования, опытной эксплуатации. Рассмотрим более подробно последовательности действий, которые необходимо выполнить на каждом из этапов.

1. На этапе идентификации необходимо выполнить следующие действия:

• определить задачи, подлежащие решению и цели разработки,

• определить экспертов и тип пользователей.

2. На этапе концептуализации:

• проводится содержательный анализ предметной области,

• выделяются основные понятия и их взаимосвязи,

• определяются методы решения задач.

3. На этапе формализации:

• выбираются программные средства разработки ЭС,

• определяются способы представления всех видов знаний,

• формализуются основные понятия.

4. На этапе выполнения(наиболее важном и трудоёмком) осуществляется наполнение экспертом БЗ, при котором процесс приобретения знаний разделяют:

• на "извлечение" знаний из эксперта,

• на организацию знаний, обеспечивающую эффективную работу ЭС,

• на представление знаний в виде, понятном для ЭС.

Процесс приобретения знаний осуществляется инженером по знаниям на основе деятельности эксперта.

5. На этапе тестированияэксперт и инженер по знаниям с использованием диалоговых и объяснительных средств проверяют компетентность ЭС. Процесс тестирования продолжается до тех пор, пока эксперт не решит, что система достигла требуемого уровня компетентности.

6. На этапе опытной эксплуатации проверяется пригодность ЭС для конечных пользователей. По результатам этого этапа возможна существенная модернизация ЭС.

Процесс создания ЭС не сводится к строгой последовательности этих этапов, так как в ходе разработки приходится неоднократно возвращаться на более ранние этапы и пересматривать принятые там решения.

Лекция 2

2.2 Выявление знаний от экспертов.

2.2.1 Экспертное оценивание как процесс измерения.

Эффективность начальных этапов разработки ЭС (этапов идентификации и концептуализации) во многом определяется успешным формированием авторитетной группы экспертов и получением от них качественных знаний, составляющих основу любой ЭС.

Суть процесса выявления знаний заключается в организации проведения экспертами интуитивно-логического анализа проблемной области с количественной оценкой формулируемых ими суждений. На этом этапе эксперты:

• формируют объекты и понятия предметной области (цели, решения, альтернативные ситуации и т.д.);

• производят измерение характеристик (вероятности свершения событий, коэффициенты значимости целей, предпочтение решений и т.д.).

Экспертное оценивание представляет собой процесс измерения, который можно определить как процедуру сравнения объектов по выбранным показателям (признакам). В этом определении фигурируют три понятия: объект, показатель (признак) и процедура сравнения.

Объектамимогут быть предметы, явления, решения. В качествепоказателей сравнениямогут использоваться пространственно-временные, физические, психические и другие свойства и характеристики объектов.Процедура сравнениявключает в себя:

• определение причинно-следственной связи между объектами;

• а также установление степени влияния одних объектов на другие.

Последнее обстоятельство требует проведения сравнения объектов, определяющих какой-либо результат, по степени их влияния на него. Введение конкретных показателей сравнения позволяет экспертам устанавливать отношения между объектами, например, "больше", "лучше", "более чем", "хуже", "одинаковы", "предпочтительнее" и т.д.

Для формального описания множества объектов и отношений между ними вводится понятие эмпирической системы с отношениями

M = < O ; R >,

где O=(O₁,O₂,...,O_n)– множество объектов предметной области,R= ( R₁,R₂,...,R_n)– множество отношений между ними.

Запись O_iR_kO_jозначает, что объектO_iнаходится в отношенииR_kк объектуO_j. Такое отношение называется бинарным (двуместным) поскольку связывает два объекта. Отношения могут быть трехместными и т.д. В общем случаеk-местными, по числу объектов, которые они связывают. Определим основные свойства отношений:

• Отношение Rрефлексивно, еслиO_iRO_j – истинно;

• Отношение R симметрично, если изO_iRO_jследуетO_jRO_i;

• Отношение Rтранзитивно, если изO_iRO_jи O_jRO_kследуетO_iRO_k.

Отношение, которое обладает свойствами рефлексивности, симметричности и транзитивности называется отношением эквивалентности.

O_i ~ O_j

При экспертном оценивании, кроме отношения эквивалентности используется отношение порядка. Это отношение может означать, например: "раньше чем", "более чем", "сильнее чем", "предпочтительнее чем" и т.д. Отношение порядка антирефлексивно, транзитивно и обозначается:

O_i O_j

для случая, если O_i предпочтительнееO_j.

Экспертное оценивание в процессе выявления знаний от экспертов, использует наряду с эмпирической, также числовуюсистему с отношениями

H = < N ; S >,

где N– множество действительных чисел, аS– множество отношений между числами. Именно эта система позволяет не только устанавливать причинно-следственные связи между объектами предметной области, но и определять их взаимосвязи и влияние.