Размещено на http://www.allbest.ru/

Содержание

1. Введение

2. Сравнительный анализ технологии, средств разработки машин обработки знаний и обоснование актуальности создания интеллектуального решателя задач

2.1 Основные характеристики проектируемой системы

2.2 Актуальность развития прикладной интеллектуальной системы

3. Спецификация машины обработки знаний для прикладной интеллектуальной системы

4. Тексты добавленных фрагментов базы знаний

5. Формы и языки внешнего представления информации

6. Вид пользовательского интерфейса и система элементарных пользовательских действий и пользовательских команд (в т.ч. команд-вопросов)

7. Структура и ключевые узлы базы знаний пользовательского интерфейса

8. Функциональные компоненты пользовательского интерфейса

9. Заключение

10. Библиографический указатель

1. Введение

Одним из важнейших компонентов интеллектуальной справочной системы является пользовательский интерфейс, обеспечивающий эффективный диалог с системой. Под пользовательским интерфейсом принято понимать совокупность средств и методов взаимодействия между элементами системы, где одна сторона представлена пользователем, а другая -- машиной либо устройством.

В нашем контексте рассматривается взаимодействие между пользователем системы и самой интеллектуальной справочной системой. Пользовательский интерфейс представляет собой специфическую интеллектуальную систему, построенную по семантическим технологиям, которая включает базу знаний пользовательского интерфейса и машину обработки знаний пользовательского интерфейса. Поэтому и база знаний пользовательского интерфейса и машина обработки знаний пользовательского интерфейса проектируется в соответствии с методикой проектирования этих компонентов.

Целью работы является разработка проекта пользовательского интерфейса интеллектуальной справочной системы по геометрии. Исходя из цели, были поставлены следующие задачи::

? разработка форм и языков внешнего представления информации в интеллектуальной справочной системе по геометрии;

? разработка вида пользовательского интерфейса и системы элементарных пользовательских действий и пользовательских команд;

? разработка структуры и ключевых узлов базы знаний пользовательского интерфейса интеллектуальной справочной системы по геометрии;

? разработка функциональных компонент пользовательского интерфейса интеллектуальной справочной системы по геометрии;

? разработка демонстрационного примера возможностей пользовательского интерфейса интеллектуальной справочной системы по геометрии.

2. Сравнительный анализ технологии, средств разработки машин обработки знаний и обоснование актуальности создания интеллектуального решателя задач

2.1 Основные характеристики проектируемой системы

База знаний проектируемой системы содержит информацию по геометрии.

Предыдущая версия системы была способна давать ответы лишь на навигационно-поисковые вопросы. Новая версия способна найти решения более сложных задач.

Все реализованные задачи можно разбить на 3 класса:

1. Простые информационно-поисковые операции:

a. Вопросы по структуре предметной области

b. Вопросы по определению понятий

c. Запросы фактографических данных предметной области

2. Интеллектуальные информационно-поисковые операции с генерацией знаний.

a. Генерация знаний на основе законов предметной области.

3. Логические операции

a. Поиск закономерностей введенных данных.

2.2 Актуальность развития прикладной интеллектуальной системы

Разработка ИСС по геометрии изначально предполагала наличие операций, позволяющих обработку знаний, необходимых для расширения возможностей ИСС. В первую очередь это объясняется тем, что все знания по предметной области тяжело представить полностью, тем не менее, можно представить все закономерности в предметной области. А разрабатываемые операции позволяют выводить знания на основе этих закономерностей.

Круг пользователей - это учащиеся и преподаватели средних учебных заведений, а также люди, разделяющие данную сферу интересов.

Преподаватели: система будет полезна при формировании методики преподавания данного раздела геометрии, использовании в качестве мультимедийных материалов для наглядной демонстрации. Не исключена возможность использования системы для формирования задач различного класса.

Ученики: основная цель - процесс обучения, передачи знаний по данному разделу от системы к ученику. В процессе обучения ученик использует базовую последовательность изложения данной предметной области и имеет возможность углубиться на необходимом понятии, теореме и т.п. Он может изучить примеры решения конкретных задач, а также предложить системе решить задачу. Возможность решения задач системой помогает проверить ответ, полученный учеником, и вывести подробное решение данной задачи с комментариями.

3. Спецификация машины обработки знаний для прикладной интеллектуальной системы

Опишем проект машины обработки знаний для итоговой версии ИСС по геометрии, а также выделим операции:

1. Операция определения количества диагоналей многоугольника.

2. Операция нахождения суммы углов многоугольника.

3. Операция нахождения площади правильного шестиугольника, вписанного в окружность радиусом R.

4. Операция нахождения свойств, которыми обладает выпуклый многоугольник.

5. Операция нахождения разбиения(классификации) понятия многоугольник.

6. Операция нахождения понятий, на основании которых определяется понятие правильный многоугольник.

7. Операция нахождения отношений, заданных на множестве многоугольников.

8. Операция поиска примера правильного шестиугольник.

9. Операция проверяющая является ли данная окружность описанной, возле заданного многоугольника.

4. Тексты добавленных фрагментов базы знаний

Выпуклый многоугольник

- Описание идентификации понятия

- Описание определения понятия



- Описание констант, входящих в определение

- Описание основных утверждений понятия



Описанный многоугольник

- Описание идентификации понятия

- Описание определения понятия



интеллектуальный решатель прикладной система

- Описание констант, входящих в определение

5. Формы и языки внешнего представления информации

Программный интерфейс интеллектуальной системы должен обладать многообразием форм представления знаний. В ИСС по геометрии используются следующие формы представления:

1. графические иллюстрации

a. 2D-иллюстрация

b. геометрический чертеж

С помощью этой формы представления ИСС пользователь может рисовать и редактировать различные геометрические фигуры, с которыми он будет производить различные операции. Также используется для наглядной иллюстрации статических двухмерных геометрических фигур.

2. текст естественного языка

Используется для общения с пользователем на понятном ему языке. На естественном языке будут отображаться возможности системы, руководство по использованию системы, системные сообщения, ответы на запросы пользователя.

3. математические формулы

a. тождества

b. уравнения

c. системы уравнений

С помощью этой формы представления ИСС может выводить по запросу пользователя символическую запись законченного логического суждения (формулы). Пользователь сможет посылать запрос на расчет данной формулы для каких-либо параметров геометрической фигуры, введя необходимые значения переменных.

4. Flash

a. 2D анимация

b. 3D анимация (Flash видео)

Используется для наглядной иллюстрации двухмерных и трехмерных геометрических фигур. С помощью этой формы представления информации пользователь сможет рассмотреть геометрические фигуры со всех ракурсов.

5. звуковое сообщение

a. речевое сообщение на естественном языке

b. cгенерированные звуки

Данная форма представления информации предназначена для голосового диалога пользователя с системой. С её помощью система может выдавать пользователю ИСС подсказки и предупреждения. Содержание звуковых сообщений зависит от той или иной ситуации.

6. SCg-конструкции

a. Алфавит и инцидентность элементов унифицированных семантических сетей

b. Алфавитsc.g-кода

c. Семантикаsc.g-элементов

7. видеоматериалы

a. обучающие видео

Используется для предоставления пользователю обучающих примеров работы ИСС.

6. Вид пользовательского интерфейса и система элементарных пользовательских действий и пользовательских команд (в т.ч. команд-вопросов)

На данном этапе разработки системы пользовательский интерфейс представляет собой окно, которое имеет меню, со следующий структурой:

? Редактирование БЗ

_ Разность

_ Содержимое элемента

_ Удаление элементов множества

_ Генерация SC-конструкции

? Просмотр БЗ

_ Стандартные

¦ Поиск всех позитивных входящих дуг

¦ Поиск всех позитивных выходящих дуг

_ Запросы классификации

¦ Декомпозиция

_ Внешняя идентификация

¦ Иллюстрация

¦ Идентификаторы

_ Семантическая окрестность

¦ Поиск полной семантической окрестности

¦ Поиск периметра

¦ Авторы

¦ Поиск трансляции

¦ Поиск синонимии

¦ Поиск подмножества

¦ Поиск домена

¦ Поиск утверждений определяющего типа

¦ Поиск надмножества

¦ Поиск отношений, области определения которых являются надмножеством описываемого множества и каждая связка которых связывает элементы описываемого множества между собой

¦ Поиск отношений, области определения которых являются надмножеством описываемого множества и связки которых, в общем случае, связывают элементы описываемого множества с другими объектами

¦ Поиск отношений, области определения которых строго пересекаются с описываемым множеством

¦ Поиск схемы отношения

¦ Поиск области определения

¦ Поиск определения

¦ Поиск пояснения

¦ Поиск используемых констант

¦ Поиск утверждения об однозначном задании

¦ Поиск утверждений

¦ Поиск разбиения

? Решение задач

_ Запрос площади

_ Запрос значения величины

_ Вычислить формулу

_ Запрос истинности высказывания

? Пользовательский интерфейс

_ Команды

¦ Добавление дочерней команды

¦ Удаление дочерней команды

? Вопросы

_ Верификация БЗ

? ЕЯ интерфейс

_ Произнести текстовое содержимое

Также можно создать редактор геометрических чертежей. Для этого необходимо создать узел с содержимым GEOMx и отметить чекбоксCreateEditor:



После этого выделить, нажать клавишу “F', и нам станет доступен редактор геометрических чертежей:



Для создания треугольника нужно нарисовать его расставив 3 точки, соединив их линиями.

Затем после выделения его сторон и нажатия клавиши T, данный треугольник будет транслирован в CS-код:

Система также поддерживает работу с окружностями. для этого нужно отметив центральную точку нажать клавишу С и передвигая курсор выбрать необходимый радиус создаваемой окружности:

7. Структура и ключевые узлы базы знаний пользовательского интерфейса

База знаний пользовательского интерфейса прикладной системы включает:

? часть базы знаний по естественному языку, используемая для диалога с пользователем (включая речевое сообщение);

? часть базы знаний, необходимая для трансляции рисунков и геометрических чертежей в SC-код и обратно;

? часть базы знаний, необходимая для поддерживания диалога с пользователем на языке математических выражений.

Ключевые узлы базы знаний ПИ (естественный язык):

· русский язык;

· английский язык;

· буква;

· звук;

· слово;

· словосочетание;

· предложение;

· текст;

· вопрос;

· перевод;

· громкость.

Ключевые узлы базы знаний ПИ (математическое выражение):

· функция;

· функционал;

· интеграл;

· определенный интеграл;

· неопределенный интеграл;

· дифференцирование;

· вычет;

· производная;

· число р;

· число e;

· экспонента;

· логарифм;

· принадлежность;

· непринадлежность;

· возведение в степень;

· корень;

· матрица;

· комплексное число;

· бесконечность;

· предел;

· ряд;

· сумма;

· свертка функций;

· тригонометрическая форма;

· алгебраическая форма;

· аргумент;

· модуль.

Ключевые узлы базы знаний ПИ (геометрическая задача и построение чертежа):

· Вектор

· Базис

· Боковая сторона

· Величина угла

· Вертикальные углы

· Вершина

· Внешний угол

· Геометрическая фигура

· Геометрическое тело

· Гипотенуза

· Грань многогранника

· Двугранный угол

· Диагональ

· Диаметр

· Длина

· Касательная

· Катет

· Квадрант

· Квадрат

· Конгруэнтность пар точек

· Коническая поверхность

· Концентрические окружности

· Координата

· Косеканс

· Косинус

· Котангенс

· Круг

· Линейный угол

· Ломаная

· Луч

· Многогранник

· Наклонная призма

· Внутренние накрест лежащие углы

· Внутренние односторонние углы

· Внутренний угол

· Вписанный угол

· Выпуклый многоугольник

· Высота

· Окружность

· Основание

· Острый угол

· Отрезок

· Параллельность

· Периметр

· Перпендикуляр

· Плоскость

· Плоский многоугольник

· Площадь

· Поверхность

· Полный угол

· Пространство

· Прямой угол

· Прямая

· Прямоугольный треугольник

· Равнобедренная трапеция

· Равносторонний треугольник

· Радиус

· Развернутый угол

· Ребро

· Ромб

· Сегмент

· Секанс

· Сектор

· Секущая

· Синус

· Система координат

· Средняя линия

· Скрещивание

· Угол

· Угловой градус

· Тригонометрия

· Тупой угол

· Тригонометрическое тождество

· Тригонометрическая функция

· Трехгранный угол

· Треугольник

· Трапеция

· Телесный угол

· Тангенс

· Стягивающая поверхность

· Сторона

· Стерадиан

8. Функциональные компоненты пользовательского интерфейса

При проектировании интеллектуальной системы по геометрии стоит учесть ряд особенностей, необходимых для создания функциональных компонент интерфейса. Все они касаются интеллектуальности самой системы, необходимости наличия простых и понятных правил взаимодействия пользователя с системой, а также наглядного визуального представления результатов разработки.

Для пользовательского интерфейса нашей интеллектуальной системы необходимы следующие функциональные компоненты:

Просмотрщики:

_ просмотрщикscg - конструкций;

Необходим для просмотра представления геометрических фигур, текста, формул в виде scg - конструкций

_ просмотрщик геометрических чертежей (как 2D так и 3D представление);

Необходим для визуального представления фигур, что упрощает решение задач, с ними связанных

_ просмотрщик текстов естественног оязыка;

_ просмотрщик изображений;

_ просмотрщик математических выражений;

На данный момент имеются в наличии следующие просмотрщики: просмотрщикscg конструкций, просмотрщик изображений, просмотрщик геометрических чертежей, просмотрщик текстов естественного языка.

Редакторы:

_ редакторscg - конструкций;

_ редактор геометрических чертежей;

Одна из самых важных составляющих, при этом редактор чертежей связан с транслятором их в SC-код и в scg-конструкции.

_ Редактор текстов естественного языка;

_ Редактор математических выражений;

На данный момент реализованы следующие редакторы: редактор scg конструкций (базовый), редактор геометрических чертежей (базовый), редактор текстов естественного языка.

Также помимо перечисленных функциональных компонентов в данной системе должны присутствовать трансляторы из SC - кода во внешие формы представления информации и наоборот:

_ транслятор SC - кода в scg конструкции;

_ транслятор scg конструкций в SC - код;

_ транслятор SC кода в текст естественного языка;

_ транслятор SC - кода в математические выражения;

_ транслятор математических выражений в SC - код;

_ транслятор геометрических чертежей в SC - код;

_ транслятор SC - кода в геометрические чертежи;

На данный момент существуют следующие трансляторы: транслятор SC-кода в scg конструкции, транслятор scg конструкций в SC - код, транслятор геометрических чертежей в SC - код.

Размещено на Allbest.ru

...