9

Методические указания к выполнению РГР по курсу «Теория систем баз данных и знаний»

Осень 2012 5ТН

РАЗРАБОТКА

ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ ИНФОРМАЦИОННОЙ СИСТЕМЫ НА ОСНОВЕ

БАЗЫ ЗНАНИЙ С ПРАВИЛАМИ ВЫВОДА

7.

1. Цель работы.

Ознакомиться с подходом к разработке ЭС в части создания основных компонент: базы знаний, машины вывода и диалога (интерфейса) с пользователем.

2. Порядок выполнения работы.

2.1. Изучить теоретическое введение.

2.2. Последовательно выполнить все задания к работе.

2.3. Проверить правильность выполнения заданий не менее чем на пяти примерах.

2.4. Оформить отчет по работе.

3. Задания к работе

3.1. Выбрать предметную область и задачу, которая может быть решена с помощью ЭС. Рекомендуется реализовать задачу анализа входных данных и последующего принятия решения по выбору конкретного объекта или рекомендации из заранее определенного множества.

3.2. Разбить процесс решения задачи на следующие этапы:

• Получение исходных данных (множество P) от пользователя в режиме диалога

• Обработка (анализ) полученных данных P для определения атрибутов (множество A) объекта принятия решения O

• Принятие решения на основе полученных характеристик A (выбор одного из заранее определенных вариантов решения) и вывод результата пользователю.

Количественные требования к основным показателям:

• P >=20 (Количество параметров, извлекаемых от пользователя, должно быть более 19)

• A >=10 (Количество атрибутов, которые характеризуют объект выбора или принятия решения O, должно быть более 9)

• P > 2*A (количество исходных данных должно быть больше количества необходимых атрибутов для принятия решения больше как минимум в два раза)

• Множество A может только частично (не более чем на 30%) входить в множество P.

• Количество вопросов должно быть не меньше количества параметров P.

• Итоговое принятие решения (выбор) должен производиться на основе хотя бы двух альтернативных вариантов.

3.3. Разработать вопросы к пользователю и граф диалога

Необходимо разработать схему разветвленного диалога, содержащего не менее 20 вопросов с двумя или более вариантами ответов. Целью диалога является выявление у пользователя информации, необходимой для расчета, оценки ситуации, выявления неисправности и т.д.

Одновременно должен задаваться только один вопрос. Варианты допустимых ответов должны оформляться в виде раскрывающего списка, радио кнопок или других не менее функциональных визуальных элементах.

Для группы вопросов должна быть реализована функция ручного ввода ответа. Программа должна быть нечувствительна к регистру вводимого текста, и выдавать ошибку в случае неправильного набора (недопустимого варианта ответа). Для остальных вопросов ответы должны быть предопределены.

Порядок задавания вопросов должен изменяться в зависимости от ответов, т.е. могут быть заданы не все 20 вопросов, а только их часть. Более того, в зависимости от ответов должны задаваться разные группы вопросов.

Все вопросы должны задаваться в распространенной языковой и по возможности вежливой форме. Например, вместо Цвет?, Размер? должны задаваться указания или вопросы: Выберите цвет автомобиля, Какой размер одежды Вы носите?

Замечание 1. Для некоторых задач диалог может быть построен таким образом, что ответ на очередной вопрос сужает область поиска (выбора), а каждому листу дерева вопросов сопоставляется вариант решения. В этом случае в схеме диалога заложен алгоритм принятия решения (выбора). Характерной особенностью таких диалогов является взаимосвязанность всех вопросов. Однако, для случаев, когда существует группы несвязанных и не зависящих друг от друга вопросов (фактически отдельные графы диалога), возникают проблемы:

Например, необходимо определить характеристики покупаемого компьютера. Пусть имеется, по крайней мере, четыре независимых группы вопросов, определяющих требования к системному блоку, монитору, клавиатуре и мыши соответственно. При использовании указанного подхода каждому ответу из множества {Answer1, …, AnswerN}, на котором заканчивается диалог о выборе системного блока, нужно сопоставить переход на первый вопрос Q2 из группы по выбору монитора (клавиатуры, мыши). Если нужно вопрос Q2 заменить на другой (Q3), то придется изменять N соответствующих переходов (ссылок) на него.

Для избежания этого недостатка можно задать порядок (очередность) следования вопросов при отсутствии явных указаний. Если в структуре ответа, хранящегося в БЗ, не будет указаний на следующий вопрос, то программа осуществит поиск первого незаданного вопроса. Обычно первыми в списке идут вопросы, являющиеся вершинами независимых веток графа диалога.

Требование. Не допускается исключение этапа определения значений необходимых для принятия атрибутов за счет использования хорошо построенного диалога. Чтобы этого избежать можно, например, ввести несколько независимых веток вопросов.

Замечание 2. На практике часто встречаются случаи, когда граф (правильней сказать дерево) диалога имеет циклические структуры. Это может привести к тому, что один и тот же вопрос будет задаваться больше одного раза. Например, при выборе монитора в самом общем случае необходимо знать, является ли покупатель слепым. Этот же вопрос важен и при выборе устройств ввода/вывода данных. Конечно, можно вынести все общие вопросы разных веток диалога и задавать их один раз без привязки к конкретному устройству (части компьютера) в начале или конце диалога. Однако, если по статистике эти вопросы нужно задавать в одном из 100 случаев, то это нецелесообразно. Для решения этой задачи можно в БЗ задать правила, которые определяют вопросы, которые не нужно задавать.