Лекция 2

1.2 Экспертные системы и необходимые условия представления знаний.

Система, основанная на знаниях – система программного обеспечения, основными структурными элементами которой являются базы знаний и механизм логических выводов. В первую очередь сюда относятся экспертные системы, являющиеся первым этапом на пути реализации достижений в искусственном интеллекте.

1.2.1. Назначения эс и основные требования к ним

Экспертные системы (ЭС) - это компьютерные программы,созданные для выполнения тех видов деятельности, которые под силу человеку-эксперту. Они работают таким образом, что имитируют образ действий человека-эксперта, и существенно отличаются от точных, хорошо аргументированных алгоритмов и не похожи на математические процедуры большинства традиционных разработок.

Если при традиционном процедурном программировании компьютеру необходимо сообщить что и как он должен делать, то общим для экспертных систем является то, что они имеют дело со сложными проблемами:

• которые недостаточно хорошо понимаются или изучены;

• для которых нет четко заданных алгоритмических решений;

• которые могут быть исследованы с помощью механизма символических рассуждений.

Специфика ЭСсостоит в том, что они используют:

• механизм автоматического рассуждения (вывода);

• «слабые методы», такие как поиск или эвристики.

Основными требованиямик ЭС являются:

1. использование знаний связанно с конкретной предметной областью;

2. приобретение знаний от эксперта;

3. определение реальной и достаточно сложной задачи;

4. наделение системы способностями эксперта.

Эксперты- это квалифицированные специалисты в своих областях деятельности – финансисты, экономисты, врачи, адвокаты и т.д., которые обладают общими качествами:

• имеют огромный багаж знаний о конкретной предметной области;

• имеют большой опыт работы в этой области;

• умеют точно сформулировать и правильно решить задачу.

ЭС призваны заменить специалистов в конкретной предметной области, то есть позволить решить задачу без эксперта.

1.2.2. Упрощенная структура эс

Упрошенная базовая структура ЭС имеет следующий вид (рис. 2.1):

Рис. 2.1. Базовая структура экспертной системы.

Для успешного выполнения функций, возлагаемых на ЭС, необходимы:

• механизм представления знаний о конкретной предметной области и управления ими (БД и БЗ);

• механизм, который на основании имеющихся в БЗ знаний способен делать выводы;

• интерфейс для получения и модификации знаний эксперта, а также для правильной передачи ответов пользователю (пользовательский интерфейс);

• механизм получения знаний от эксперта, поддержки БЗ и при необходимости ее дополнения (модуль приобретения знаний);

• механизм, который не только способен давать заключения, но и представлять различные комментарии к этому заключению и объяснять его мотивы (модуль советов и разъяснений).

Следует особо подчеркнуть важность механизма объяснений в составе ЭС:

• без него пользователю трудно будет понять заключение, полученное при консультации или решении какого-либо вопроса;

• этот механизм важен для эксперта, он позволяет определить, как работает система и выяснить, как используются предоставленные им знания.

Язык представления знаний, используемый для разработки ЭС, называется языком разработки ЭС, а система программного обеспечения, включающая указанные выше функции, называетсяинструментом для разработки ЭСилиоболочкой ЭС.