Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:
СПЗ.doc
Скачиваний:
5
Добавлен:
09.11.2019
Размер:
1.33 Mб
Скачать

Министерство Образования Российской Федерации

Таганрогский Государственный Радиотехнический Университет

Конспект лекций

по курсу: «Системы поддержки знаний»

кафедра САПР, специальность 230104

«Системы автоматизированного проектирования»

9 Семестр

Таганрог 2008

1 Особенности разработки и использования ЭС

1.1 Назначение и особенности построения ЭС

В течение последнего десятилетия в рамках исследований по искусственному интеллекту (ИИ) сформировалось самостоятельное направление – экспертные системы (ЭС) или инженерия знаний. В задачу этого направления входят исследование и разработка программ (устройств), использующих знания и процедуры вывода для решения задач, являющихся трудными для людей экспертов.

Огромный интерес к ЭС со стороны пользователей вызван по крайней мере тремя причинами. Во-первых, они ориентированы на решение широкого круга задач в неформализованных областях, на приложения, которые до недавнего времени считались малодоступными для вычислительной техники. Во-вторых, с помощью ЭС специалисты, не знающие программирования, могут самостоятельно разрабатывать интересующие их приложения, что позволяет резко расширить сферу использования вычислительной техники. В-третьих, ЭС при решении практических задач достигают результатов, не уступающих, а иногда и превосходящих возможности людей-экспертов, не оснащенных ЭС.

Наибольшее распространение ЭС получили в проектировании интегральных микросхем, в поиске неисправностей, в военных приложениях и автоматизации программирования. Сейчас ведутся разработки ЭС для следующих приложений: раннее предупреждение национальных и международных конфликтов и поиск компромиссных решений; охрана правопорядка; образование; планирование и распределение ресурсов и т. д.

Исследования и разработка ЭС составляют основу программ по информатике развитых государств. На проведение этих программ выделены весьма большие средства. Например, на 10-летнюю стратегическую компьютерную программу США запланировано выделить 1,6 млрд. дол., а на программу ЕЭС – примерно 1,94 млрд. дол. Нужно отметить, что в США военные ведомства финансируют 70% всех исследований по ЭС, промышленные фирмы – 15% и кредитно-финансовые организации – 10%.

Опрос 300 английских фирм (ведущих) в области информатики показал, что в 1985 г. 54% фирм использовали ЭС, 20% планировали их использование. В 1987 году практически все компьютерные фирмы США имели лаборатории и отделения по ЭС. В 1987 году фирма IBM использовала 70 ЭС. В ближайшие годы число ЭС, используемых фирмой IBM, будет ежегодно удваиваться. Следует подчеркнуть, что фирма IBM обратила внимание на ИИ с существенным опозданием (только в 1984 году). Однако уже в 1987 г. IBM стала мировым лидером в прикладном ИИ.

Несмотря на значительную стоимость разработки ЭС приносят существенный доход. Например, ежегодный доход от ЭС DEFT (проверка гигантских дисководов для ЭВМ фирмы IBM) составляет 12 млн. долларов (начальная стоимость системы – 100 тыс. дол.).

Знания, которыми обладает специалист в какой-либо области (дисциплине), можно разделить на формализованные (точные) и неформализованные (неточные).

Формализованные знания формируются в виде общих и строгих суждений (законов, формул, моделей, алгоритмов и т.д.), отражающих универсальные знания.

Неформализованные знания, как правило, не попадают в книги и руководства в связи с их конкретностью, субъективностью и приблизительностью. Знания этого рода являются результатом обобщения многолетнего опыта работы и интуиции специалистов. Они обычно представляют собой многообразие эмпирических (эвристических) приемов и правил.

В зависимости от того, какие знания преобладают в той или иной области (дисциплине) ее относят к формализованным или к неформализованным (если преобладают неточные знания) описательным областям. Задачи, решаемые на основе точных знаний, называют формализованными, а задачи, решаемые с помощью неточных знаний – неформализованными.

К неформализованным задачам принято относить те, которые обладают одной или несколькими из следующих особенностей:

- алгоритмическое решение задачи неизвестно или не может быть использовано из-за ограниченности ресурсов ЭВМ;

- задача не может быть определена в числовой форме;

- цели и задачи не могут быть выражены в термине точно определенной функции.

Как правило, неформализованные задачи обладают неполнотой, ошибочностью, неоднозначностью и (или) противоречивостью знаний (как данных, так и используемых правил преобразования).

ЭС ориентированы на решение неформализованных задач и обладают следующими особенностями:

- алгоритм решения не известен заранее, а строится самой ЭС с помощью символических рассуждений, базирующихся на эвристических приемах;

- ясность полученных решений, то есть система «осознает» в терминах пользователя, как она получила решение;

- особенность анализа и объяснение своих действий и знаний;

- способность приобретения новых знаний от пользователя-эксперта, не знающего программирования, и изменения в соответствии с ними своего поведения;

- обеспечение «дружественного», как правило, естественно-языкового (ЕЯ) интерфейса с пользователем.