Динамические экспертные системы и базы знаний. Структурная схема динамической экспертной системы (ДЭС).

 

Экспертная система представляет собой автоматизированную информационную систему, обеспечивающую пользователя-управленца, пользователя-проектировщика и т.д. экспертной информацией или рекомендациями, формируемыми самой системой но основе специальных алгоритмов логической обработки исходной информации.

В основе функционирования ЭС лежит база знаний, в которой содержится логические конструкции типа: если а (импликация), то b. Эти конструкции называются

-однопосылочным правилом вывода;

-продукцией;

-продукцией Эмиля Поста.

Все экспертные системы можно разделить на два больших класса:

1) статические экспертные системы

2) динамические экспертные системы

Статические экспертные системы имеют неизменную во времени базу знаний и делают выводы на ее основе.

Динамические экспертные системы имеют изменяемую во времени базу знаний и делают выводы на ее основе. Поэтому в таких динамических экспертных системах одна и та же задача может быть решена по-разному, если вы обратитесь к экспертной системе в разное время. Например, экспертная система, прогнозирующая поведение финансовых рынков.

Динамические экспертные системы по сравнению со статическими содержат дополнительно два следующих компонента: подсистему моделирования внешнего мира и подсистему взаимодействия с внешним миром.

База знаний (БЗ; англ. knowledge base, KB) в информатике и исследованиях искусственного интеллекта — это особого рода база данных, разработанная для оперирования знаниями (метаданными). База знаний содержит структурированную информацию, покрывающую некоторую область знаний, для использования кибернетическим устройством (или человеком) с конкретной целью. Современные базы знаний работают совместно с системами поиска информации, имеют классификационную структуру и формат представления знаний.

Полноценные базы знаний содержат в себе не только фактическую информацию, но и правила вывода, допускающие автоматические умозаключения о вновь вводимых фактах и, как следствие, осмысленную обработку информации. Область наук об искусственном интеллекте, изучающая базы знаний и методы работы со знаниями, называется инженерией знаний.

Иерархический способ представления в базе знаний набора понятий и их отношений называется онтологией. Онтологию некоторой области знаний вместе со сведениями о свойствах конкретных объектов также можно назвать базой знаний.

База знаний — важный компонент интеллектуальной системы. Наиболее известный класс таких программ — это экспертные системы. Они предназначены для поиска способов решения проблем из некоторой предметной области, основываясь на записях БЗ и на пользовательском описании ситуации.

Двумя наиболее важными требованиями к информации, хранящейся в базе знаний интеллектуальной системы, являются:

1. Достоверность конкретных и обобщённых сведений, имеющихся в базе данных;
2. Релевантность информации, получаемой с помощью правил вывода базы знаний.

Ниже перечислены некоторые из особенностей, которые могут (но не обязаны) быть у системы, оперирующей базами знаний.

• Автоматическое доказательство (вывод). Способность системы выводить новые знания из старых, находить закономерности в БЗ. Часто принимается, что база знаний отличается от базы данных именно наличием механизма вывода.
• Доказательство заключения. Способность системы после выдачи ответа «объяснить» ход её рассуждений, причем «по первому требованию».
• Интроспекция. Нахождение противоречий, нестыковок в БЗ, контроль правильной организации БЗ.
• Машинное обучение. Превращение БЗ в гибкую систему, адаптация к проблемной области. Аналогична человеческой способности «набирать опыт».

На рисунке 1 представлена структура экспертной системы динамического типа:

Рис.1 Структура экспертной системы динамического типа

Пояснения:

• механизм логического вывода, называемый также интерпретатором, решателем;
• рабочую память (РП), называемую также рабочей базой данных (БД);
• базу знаний (БЗ);
• подсистему приобретения и пополнения знаний;
• подсистему объяснения;
• подсистему диалога;
• подсистему взаимодействия с внешним миром.

Рабочая память предназначена для хранения исходных и промежуточных фактов решаемой в текущий момент задачи. Как правило, размещается в оперативной памяти ЭВМ и отражает текущее состояние предметной области в виде фактов с коэффициентами уверенности (КУ) в истинности этих фактов.

Экспертные системы относятся к классу интеллектуальных систем, основывающихся на понимании факта. Другими словами экспертные системы основываются на знаниях специалиста-эксперта о предметной области. Высококачественный опыт наиболее квалифицированных специалистов, доступный для всех пользователей системы, становится фактором, резко повышающим качество принимаемых решений для организации, использующей экспертные системы в целом.

Подсистема приобретения и пополнения знаний автоматизирует процесс наполнения экспертной системы знаниями, осуществляемый пользователем-экспертом, и адаптации базы знаний системы к условиям ее функционирования. Адаптация экспертной системы к изменениям в предметной области реализуется путем замены правил или фактов в базе знаний.

Подсистема объяснения объясняет, как система получила решение задачи (или почему она не получила решения) и какие знания она при этом использовала, что облегчает эксперту тестирование системы и повышает доверие пользователя к полученному результату. Возможность объяснять свои действия является одним из самых важных свойств экспертной системы, так как:

• повышается доверие пользователей к полученным результатам;
• облегчается отладка системы;
• создаются условия для пользователей по вскрытию новых закономерностей предметной области;
• объяснение полученных выводов может служить средством поиска точки в парето-оптимальном множестве решений.

Структура экспертной системы была бы неполной без подсистемы диалога. Подсистема диалога ориентирована на организацию дружественного интерфейса со всеми категориями пользователей как в ходе решения задач, так и в ходе приобретения знаний и объяснения результатов работы.

Примером динамической экспертной системы может являться управление производством различных медикаментов в фармацевтической промышленности.

⇐ Предыдущая12345678Следующая ⇒

Поделиться:

Популярное:

1. I) Получение передаточных функций разомкнутой и замкнутой системы, по возмущению относительно выходной величины, по задающему воздействию относительно рассогласования .
2. I. РАЗВИТИИ ЛЕКСИЧЕСКОЙ СИСТЕМЫ ЯЗЫКА У ДЕТЕЙ С ОБЩИМ НЕДОРАЗВИТИЕМ РЕЧИ
3. II. О ФИЛОСОФСКОМ АНАЛИЗЕ СИСТЕМЫ МАКАРЕНКО
4. III. Актуализация знаний. Проверка работы над проектом
5. V) Построение переходного процесса исходной замкнутой системы и определение ее прямых показателей качества
6. А. Разомкнутые системы скалярного частотного управления асинхронными двигателями .
7. АВИАЦИОННЫЕ ПРИБОРЫ И СИСТЕМЫ
8. Автоматизированные информационно управляющие системы сортировочных станций
9. Автоматизированные системы диспетчерского управления
10. Автоматическая телефонная станция квазиэлектронной системы «КВАНТ»
11. Агрегатные комплексы и системы технических средств автоматизации ГСП
12. Акт приёма-передачи базы данных