3.Базовая структура экспертной системы

Экспертная система - это компьютерная программа, которая моделирует рассуждения человека - эксперта в некоторой определенной области и использует для этого БЗ, содержащую факты и правила об этой области и некоторую процедуру логического вывода

Из определения следует, что ЭС - это программа, имеющая некоторые отличия в структуре и характеристиках по сравнению с традиционными программами. Обычные программы имеют фиксированную последовательность шагов, точно определенных программистом, и ищут оптимальное решение путем обработки числовой информации. ЭС, подобно человеку, пользуются для нахождения решения методом проб и ошибок. При этом производится преимущественно символическая обработка содержимого базы знаний. На рисунке представлена базовая структура ЭС.

У ЭС должно быть два режима работы: режим приобретения знаний и режим решения задач.

В режиме приобретения знаний эксперт общается с ЭС при посредничестве эксперта или инженера знаний. “Эксперт – это человек, который благодаря обучению и опыту может делать то, что остальные люди делать не умеют…” При проектировании конкретной ЭС функциями инженера знаний являются - построение концептуальной модели предметной области, выбор эффективных способов представления знаний и механизмов вывода. В режиме решения задач работает пользователь, которого интересует результат и способ его получения.

Компонентами ЭС являются: база знаний и механизм вывода.

База знаний - это совокупность знаний, описанных с использованием выбранной формы их представления. Для представления знаний используется та или иная модель знаний, зависящая от особенностей решаемой задачи.

Механизм вывода - это способ манипулирования знаниями при решении прикладных проблем. Стратегия, реализуемая механизмом вывода, связана с используемой моделью знаний. Эта стратегия достаточно универсальная и часто базируется на эвристических правилах и эмпирических (почерпнутых из опыта) принципах решения, используемых специалистами .

Для реализации ЭС необходимо:

• определить область задач, возлагаемых на систему;

• получить знания у экспертов;

• формализовать знания эксперта в виде компьютерных описаний и правил;

• разработать программный интерфейс с пользователем ЭС;

• разработать механизм приобретения знаний;

• организовать систему объяснений.

16.Состав знаний и способ их представления в системе mycin.

Знания о предметной области представлены в системе в виде фактов, правил, дерева целей, дерева контекстов и фиксированной иерархии объектов, определяющей структуру диалога. Знания делятся на статические и динамические. Статические знания хранятся в базе знаний и не зависят от конкретного диалога. Динамические знания - дерево контекстов, дерево целей, активные факты и правила, т.е. используемые в ходе диалога.

Структура диалога системы с пользователем предопределяется иерархией объектов предметной области. В системе хранится фиксированная иерархия объектов

Система ведёт диалог в соответствии с иерархией.

На основании иерархии объектов и тех объектов, которые были упомянуты в диалоге, система строит дерево объектов (или дерево контекстов).

Все знания (факты), получаемые в ходе диалога с пользователем, организуются в тройки: атрибут - объект - знание. Конечная задача системы - определить значение всех атрибутов всех объектов, введенных в диалоге. Многие факты, хранящиеся в базе знаний тоже представлены в виде троек, остальные в виде списков и таблиц. Каждой тройке приписывается КО, указывается степень уверенности.

Основным источником знаний в MYCIN являются продукционные правила. В общей сложности их около 400. Правила имеют вид:"предпосылка- действие"

Предпосылка на верхнем уровне представляет комбинацию предложений соединенных функцией И.

В действии указывается одно или более заключений, которые должны выполнятся, если предпосылка удовлетворена. Каждое правило является независимым фрагментом знаний о предметной области.

Т.о. предпосылка имеет следующий вид:

<предикатная ф-я><объект><атрибут><значение>

действие имеет вид:

<заключение><объект><атрибут><значение><КО>, где КО - коэффициент определенности, т.к. имеется дело с неточными рассуждениями. Существует 24 предметные функции, 80 атрибутов, 11 объектов.

Неточные рассуждения допускают одновременное сосуществование взаимоисключающих значений атрибута.

Правила в системе представлены во внутреннем формате в виде конструкций языка INTERLISP. На входе программа анализа и синтеза автоматически преобразует правила из внешней формы во внутренний формат. На выходе наоборот.