3.1. Описание состояний

    Чтобы построить описание задачи с использованием   пространства состояний,

мы должны иметь определенное   представление о том, что собой состояния в этой задаче. В игре в пятнадцать выбор в качестве состояний различных конфигураций из фишек достаточно очевиден. Но процесс решения задачи, в котором решение ищется без реального перемещения настоящих фишек, может работать лишь с описанием конфигураций , а не с самими конфигурациями. Таким образом важным этапом построения какого-либо описания задачи с использованием пространства состояний является выбор некоторой конкретной формы описания состояний этой задачи.

    В сущности любая структура величин может быть использована для

описания состояний. Это могут быть строки символов, векторы, двухмерные

массивы, деревья и списки. Часто выбираемая форма описания имеет сходство с

некоторым физическим свойством решаемой задачи. Так, в игре в пятнадцать

естественной формой описания состояний может быть массив 4х4. Выбирая форму

описания состояний, нужно позаботиться и о том, чтобы применение оператора,

преобразующего одно описание в другое, оказалось бы достаточно легким.

   

    

 ЭОС Каркас

На базе основных идей, реализованных в оболочке для создания

экспертных систем разработана ЭОС второго поколения «КАРКАС».

Подход, который используется в системе, – это разбиение БЗ на кластеры,

комбинирование свойств продукций и фреймов для представления знаний,

выдвижение и проверка гипотез для логического вывода. Основные компоненты

системы:

– редактор правил;

– «доска объявлений»;

– машина вывода;

– блок объяснения и обоснования;

– блок обеспечения полноты и непротиворечивости знаний;

– блок генерирования знаний;

– блок обучения и контроля.

Применение системы «КАРКАС» эффективно в тех предметных

областях, в которых знания имеют классификационную, иерархическую

структуру, когда имеется возможность разбить проблемную задачу над

подзадачи. Кластер БЗ представляет собой набор правил, отображающих знания,

необходимые для решения конкретной подзадачи.

Концепция кластеризации БЗ позволяет: управлять логическим выводом

путем активации кластеров в ходе консультации; выполнять локальную проверку

на непротиворечивость и полноту знаний в каждом кластере; облегчает

извлечение знаний путем построения для каждого кластера своих логических

задач; повышает надежность консультации.

Для представления знаний используются фреймы и продукции. В БЗ

хранятся кластеры правил, метаправила, а факты размещаются в базе фактов.

Отметим, что метаправила служат для управления активацией кластеров.

Кластеры БЗ являются важным средством для организации ее как в

концептуальном смысле, так и в вычислительном.

Подсистема объяснения обеспечивает ответы на вопросы: как получено

данное решение, как была использована та или иная информация, почему не

использовалась некоторая информация и т.д. Таким образом, пользователь узнает

не только то, что знает система, но и как она использует заложенные в ней знания.

А это означает, что такая система может служить для профессионального

обучения.

Один из путей к разработке системы компьютерного контроля знаний,

приближающейся по качеству к уровню квалифицированного преподавателя,

лежит в использовании баз знаний преподавателя. В этом случае анализ ответов

проводится машиной вывода ЭС.

Среди различных подходов к тестированию наибольшее распространение

получило адаптивное тестирование.

Адаптивное тестирование – это широкий класс методик тестирования,

предусматривающих изменение последовательности предъявления заданий в

самом процессе тестирования с учетом ответов испытуемого на уже

предъявленные задания.

В настоящее время системы тестирования, представленные в Интернете, в

основном имеют целью опрос пользователей с целью сертификации. Такие

системы построены на простом подсчете количества правильных ответов.

Базы знаний адаптированного тестирования как раз предполагают отойти

от этого прямолинейного тестирования и в зависимости от получаемых ответов

тестируемого определить стратегию задания следующего вопроса так, чтобы

заинтересовать его в получении объективной оценки.

Процесс тестирования можно представить как управляемую логическим

выводом консультацию.

Для построения тестов оказывается удобной продукционно-фреймовая

модель представления знаний, в которой каждый вопрос с ответами

представляется в виде фрейма, вопросы одного порядка сложности объединяются

в кластеры.

Использование наследования позволяет использовать один раз введенную

информацию тестируемым.

Для создания такой системы необходимо:

– выбрать модель представления знаний об учебном материале, раскрывающем

заданную тему;

– разработать базу знаний и средства ее наполнения;

– разработать логическую структуру, позволяющую на основе существующей

базы знаний и ответов студентов логически выводить оценку.

Такая специализированная экспертная система позволяет осуществить

анализ знаний тестируемого и вычислять общую оценку знаний.

Для промежуточного контроля знаний студентов в процессе выполнения

ими курсовых проектов, практических занятий и лабораторных работ разработана

ЭОС «КАРКАС», база знаний которой содержит правила принятия решений по

тестированию знаний студентов по дисциплине «Информатика и компьютерная

техника».