Учебная экспертная система (программа на языке бейсик)

10 REM Распознавание удобрений

20 PRINT «При взаимодействии с серной кислотой выделяется бурый газ?»

30 INPUT A$

40 IF A$="да" THEN GOSUB 100 ELSE GOSUB 200

50 PRINT «Данное удобрение — »;Х$

60 END

100 REM взаимодействие со щелочью

110 INPUT «При взаимодействии с раствором щелочи ощущается запах аммиака?»;В$

120 IF B$="да" THEN X$="аммиачная селитра" ELSE X$="натриевая селитра"

130 RETURN

200 REM взаимодействие с раствором хлорида бария

210 INPUT «При взаимодействии с раствором хлорида бария и уксусной кислотой выпадает белый осадок?»;С$

220 IF C$="да" THEN GOSUB 300 ELSE GOSUB 400

230 RETURN

300 REM взаимодействие с раствором щелочи

310 INPUT «При взаимодействии с раствором щелочи ощущается запах ам­миака?»;D$

320 IF D$="да" THEN X$="сульфат аммония" ELSE X$="суперфосфат"

330 RETURN

400 REM розовые кристаллы

410 NPUT «Розовые кристаллы?»;Е$

420 IF E$="да" THEN X$="сильвинит" ELSE X$="калийная соль"

430 RETURN

Визуализация экспертных систем

Более удачный вариант решения той же задачи показан на рис. 102. Учебная экспертная дракон-система работает следующим образом. После запуска системы рабочая точка процесса начинает двигаться от иконы “заголовок” к иконе “конец”. По ходу ее движения иконы и соединительные линии вспыхивают и горят на экране более ярким светом, выделяя пройденную часть пути. Когда процесс дошел до иконы-вопрос “При взаимодействии с Н₂SO₄ выделяется бурый газ?”, данная икона начинает мерцать, привлекая к себе внимание и требуя ответа. Реагируя на это событие, ученик подводит курсор к нужному ответу (да или нет) и щелкает клавишей мыши. Икона перестает мерцать и (при ответе “да”) загорается путь, ведущий к иконе-вопрос “При взаимодействии со щелочью ощущается запах аммиака?”, которая начинает мерцать. Далее события повторяются, пока на экране не загорится искомое название удобрения.

Таким образом, дракон-система выполняет те же самые функции, что и система на БЕЙСИКЕ. Вместе с тем она обладает рядом преимуществ.

• Программа на БЕЙСИКЕ содержит 790 символов (не считая пробелов), из которых только 488 символов (60%) описывают задачу на естественном языке, а остальные 302 (40%) представляют собой набор иероглифов — загадочный текст на птичьем языке программирования, который все нормальные люди (не программисты) воспринимают с неудовольствием. В дракон-схеме на рис. 102 повод для недовольства исчезает, “птичья абракадабра” полностью отсутствует, а все необходимые функции тем не менее выполняются. Становится очевидным, что “программные иероглифы” являются паразитными, избыточными и даже вредными, поскольку они работают не на пользователя (которому они не нужны), а сами на себя. В данном случае сущность эргономизации состоит в полном отказе от использования “птичьей абракадабры”.

• Другое преимущество заключается в системном подходе к проблеме симультанизации. С точки зрения процесса познания, проблема распознавания удобрения состоит из трех частей:

1) постановка задачи;

2) описание действий с исследуемым веществом и реактивами;

3) логический анализ результатов опыта.

Недостаток программы на БЕЙСИКЕ в том, что она освещает лишь последнюю часть и “прячет от читателя” две первых. Дракон-сис­тема свободна от этого дефекта: в первой ветке даны постановка задачи (икона “комментарий”) и описание последовательности ручных манипуляций (четыре иконы “действие”), во второй ветке демонстрируется логический анализ и получение ответа.

• Исключительно важно, что все три части проблемы предъявляются зрителю в одном визуальном поле. Благодаря этому обеспечивается симультанизация восприятия и улучшение работы ума.

1

02

• Программа на БЕЙСИКЕ — пример плохой (неэргономичной) экспертной системы, которая общается с пользователем через узкую “замочную скважину”, сквозь которую виден один-единственный вопрос и больше ничего. Тем самым бейсик-система не дает возможности человеку одновременно охватить единым взором и логические детали, и общую картину логического вывода, фактически превращая пользователя в какого-то пасынка или даже дурачка, от которого скрывают все самое интересное.

• Хорошо известно, что пользователю далеко не безразлично, каким образом экспертная система приходит к своему решению. Идя навстречу таким пожеланиям, современные экспертные системы помогают пользователю не только принимать решения, но и позволяют выявить мотивы их принятия через систему объяснения. Более того, специалисты считают, что от наличия или отсутствия в системе объяснительной функции зависит право этой системы называться экспертной. Исходя из этого, многие системы разрешают пользователю задавать вопрос “Почему?”, после чего “раскрывают карты” и в словесной форме показывают пользователю ход своих рассуждений. Это хорошо, но мало. В ряде приложений идеальным решением можно назвать такое, при котором система предъявляет пользователю всю панораму возможных логических выводов, на которой выделяется (яркостью или цветом) маршрут цепочки конкретных умозаключений, ведущих к выбранному ответу. ДРАКОН-система реализует именно этот идеальный подход (рис. 102).