Технології розробки експертних систем

ЛЕКЦІЯ-5.

Класифікаційні ознаки експертних систем. Характеристика інструментальних засобів.

5.1. Визначення і структура

Як робоче визначення експертної системи приймемо наступне.

Узагальнена структура експертної системи представлена на рис.5.1. Варто врахувати, що реальні ЕС можуть мати більш складну структуру, однак блоки, зображені на малюнку, неодмінно присутні в будь-якій дійсно експертній системі, оскільки являють собою стандарт de facto структури сучасної ЕС.

Вцілому процес функціонування ЕС можна представити в такий спосіб: користувач, що бажає одержати необхідну інформацію, через користувацький інтерфейс надсилає запит до ЕС; Вирішувач, користуючись базою знань, генерує і видає користувачу придатну рекомендацію, пояснюючи хід своїх міркувань за допомогою підсистеми пояснень.

Рис. 5.1. Структура експертної системи

Так як термінологія в області розробки ЕС постійно модифікується, визначимо основні терміни в рамках даної роботи.

Користувач — фахівець предметної області, для якого призначена система. Звичайно його кваліфікація недостатньо висока, і тому він потребує допомоги і підтримці своєї діяльності з боку ЕС.

Інженер по знаннях — фахівець в області штучного інтелекту, що виступає в ролі проміжного буфера між експертом і базою знань. Синоніми: когнітолог, інженер-інтерпретатор, аналітик.

Інтерфейс користувача — комплекс програм, що реалізують діалог користувача з ЕС як на стадії введення інформації, так і при одержанні результатів.

База знань (БЗ) — ядро ЕС, сукупність знань предметної області, записана на машинний носій у формі, яка зрозуміла експерту і користувачу (звичайно на деякій мові, наближеній до природної). Паралельно такому «людському» представленню існує БЗ у внутрішньому «машинному» представленні.

Вирішувач — програма, що моделює хід міркувань експерта на підставі знань, що містяться в БЗ. Синоніми: дедуктивна машина, машина виведення, блок логічного виведення.

Підсистема пояснень — програма, що дозволяє користувачу одержати відповіді на питання: «Як була отримана та чи інша рекомендація?» і «Чому система прийняла таке рішення?» Відповідь на питання «як» — це трасування всього процесу одержання рішення з вказівкою використаних фрагментів БЗ, тобто всіх кроків ланцюга умовиводів. Відповідь на питання «чому» — посилання на умовивід, що безпосередньо передувало отриманому рішенню, тобто відхід на один крок назад. Розвинуті підсистеми пояснень підтримують і інші типи питань.

Інтелектуальний редактор БЗ — програма, що надає інженеру по знаннях можливість створювати БЗ у діалоговому режимі. Містить у собі систему вкладених меню, шаблонів мови представлення знань, підказок («help» — режим) і інших сервісних засобів, що полегшують роботу з базою.

Ще раз варто підкреслити, що представлена на рис.2.1 структура є мінімальною, що означає обов'язкову присутність зазначених на ній блоків. Якщо система оголошена розроблювачами як експертна, тільки наявність усіх цих блоків гарантує реальне використання апарата обробки знань. Однак промислові прикладні ЕС можуть бути істотно складнішими і додатково включати бази даних, інтерфейси обміну даними з різними пакетами прикладних програм, електронними бібліотеками і т.д.

5.2. Класифікація експертних систем

Клас ЕС сьогодні поєднує кілька тисяч різних програмних комплексів, які можна класифікувати за різними критеріями. Корисними можуть виявитися класифікації, представлені на рис.5.2.

Рис. 5.2. Класифікація експертних систем