Экспертные системы
Понятие и назначение экспертной системы как компьютерной программы, способной заменить специалиста-эксперта в разрешении проблемной ситуации, ее структура и взаимосвязь главных компонентов. Классификация и разновидности данных систем, роль в управлении.
| Рубрика | Программирование, компьютеры и кибернетика |
| Вид | контрольная работа |
| Язык | русский |
| Дата добавления | 06.11.2013 |
| Размер файла | 19,0 K |
Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
Размещено на http://www.allbest.ru/
Размещено на http://www.allbest.ru/
1. Экспертная система
Экспертная система (ЭС, expert system) - компьютерная программа, способная заменить специалиста-эксперта в разрешении проблемной ситуации. ЭС начали разрабатываться исследователями искусственного интеллекта в 1970-х годах, а в 1980-х получили коммерческое подкрепление.
В информатике экспертные системы рассматриваются совместно с базами знаний как модели поведения экспертов в определенной области знаний с использованием процедур логического вывода и принятия решений, а базы знаний - как совокупность фактов и правил логического вывода в выбранной предметной области деятельности.
Похожие действия выполняет программа-мастер (wizard). Мастера применяются как в системных программах так и в прикладных для интерактивного общения с пользователем (например, при установке ПО). Главное отличие мастеров от ЭС - отсутствие базы знаний; все действия жестко запрограммированы. Это просто набор форм для заполнения пользователем.
Другие подобные программы - поисковые или справочные (энциклопедические) системы. По запросу пользователя они предоставляют наиболее подходящие (релевантные) разделы базы статей. Например, для Википедии аналогами статических визардов являются категории, списки, шаблоны, порталы.
2. Структура ЭСис
представляет следующую структуру ЭС:
1. Интерфейс пользователя
2. Пользователь
3. Интеллектуальный редактор базы знаний
4. Эксперт
5. Инженер по знаниям
6. Рабочая (оперативная) память
7. База знаний
8. Решатель (механизм вывода)
9. Подсистема объяснений
База знаний состоит из правил анализа информации от пользователя по конкретной проблеме. ЭС анализирует ситуацию и, в зависимости от направленности ЭС, дает рекомендации по разрешению проблемы.
Как правило, база знаний ЭС содержит факты (статические сведения о предметной области) и правила - набор инструкций, применяя которые к известным фактам можно получать новые факты.
В рамках логической модели баз данных и базы знаний, записываются на языке Пролог с помощью языка предикатов для описания фактов и правил логического вывода, выражающих правила определения понятий, для описания обобщенных и конкретных сведений, а также конкретных и обобщенных запросов к базам данных и базам знаний.
Конкретные и обобщенные запросы к базам знаний на языке Пролог записываются с помощью языка предикатов, выражающих правила логического вывода и определения понятий над процедурами логического вывода, имеющихся в базе знаний, выражающих обобщенные и конкретные сведения и знания в выбранной предметной области деятельности и сфере знаний.
Обычно факты в базе знаний описывают те явления, которые являются постоянными для данной предметной области. Характеристики, значения которых зависят от условий конкретной задачи, ЭС получает от пользователя в процессе работы, и сохраняет их в рабочей памяти. Например, в медицинской ЭС факт «У здорового человека 2 ноги» хранится в базе знаний, а факт «У пациента одна нога» - в рабочей памяти.
База знаний ЭС создается при помощи трех групп людей:
эксперты той проблемной области, к которой относятся задачи, решаемые ЭС;
инженеры по знаниям, являющиеся специалистами по разработке ИИС;
программисты, осуществляющие реализацию ЭС.
экспертный управление программа компьютерный
3. Режимы функционирования
ЭС может функционировать в 2-х режимах.
Режим ввода знаний - в этом режиме эксперт с помощью инженера по знаниям посредством редактора базы знаний вводит известные ему сведения о предметной области в базу знаний ЭС.
Режим консультации - пользователь ведет диалог с ЭС, сообщая ей сведения о текущей задаче и получая рекомендации ЭС. Например, на основе сведений о физическом состоянии больного ЭС ставит диагноз в виде перечня заболеваний, наиболее вероятных при данных симптомах.
Классификация ЭС
Классификация ЭС по решаемой задаче
1. Интерпретация данных
2. Диагностирование
3. Мониторинг
4. Проектирование
5. Прогнозирование
6. Сводное Планирование
7. Обучение
8. Управление
9. Ремонт
10. Отладка
Классификация ЭС по связи с реальным временем
Статические ЭС
Квазидинамические ЭС
Динамические ЭС
4. Этапы разработки ЭС
Этап идентификации проблем - определяются задачи, которые подлежат решению, выявляются цели разработки, определяются эксперты и типы пользователей.
Этап извлечения знаний - проводится содержательный анализ проблемной области, выявляются используемые понятия и их взаимосвязи, определяются методы решения задач.
Этап структурирования знаний - выбираются ИС и определяются способы представления всех видов знаний, формализуются основные понятия, определяются способы интерпретации знаний, моделируется работа системы, оценивается адекватность целям системы зафиксированных понятий, методов решений, средств представления и манипулирования знаниями.
Этап формализации - осуществляется наполнение экспертом базы знаний. В связи с тем, что основой ЭС являются знания, данный этап является наиболее важным и наиболее трудоемким этапом разработки ЭС. Процесс приобретения знаний разделяют на извлечение знаний из эксперта, организацию знаний, обеспечивающую эффективную работу системы, и представление знаний в виде, понятном ЭС. Процесс приобретения знаний осуществляется инженером по знаниям на основе анализа деятельности эксперта по решению реальных задач.
Реализация ЭС - создается один или нескольких прототипов ЭС, решающие требуемые задачи.
Этап тестирования - производится оценка выбранного способа представления знаний в ЭС в целом.
5. Наиболее известные / распространённые ЭС
CLIPS - весьма популярная ЭС (public domain)
OpenCyc - мощная динамическая ЭС с глобальной онтологической моделью и поддержкой независимых контекстов
6. Назначение экспертных систем
В начале восьмидесятых годов в исследованиях по искусственному интеллекту сформировалось самостоятельное направление, получившее название «экспертные системы» (ЭС). Цель исследований по ЭС состоит в разработке программ, которые при решении задач, трудных для эксперта-человека, получают результаты, не уступающие по качеству и эффективности решениям, получаемым экспертом. Исследователи в области ЭС для названия своей дисциплины часто используют также термин «инженерия знаний», введенный Е. Фейгенбаумом как «привнесение принципов и инструментария исследований из области искусственного интеллекта в решение трудных прикладных проблем, требующих знаний экспертов».
Программные средства (ПС), базирующиеся на технологии экспертных систем, или инженерии знаний (в дальнейшем будем использовать их как синонимы), получили значительное распространение в мире. Важность экспертных систем состоит в следующем:
технология экспертных систем существенно расширяет круг практически значимых задач, решаемых на компьютерах, решение которых приносит значительный экономический эффект;
технология ЭС является важнейшим средством в решении глобальных проблем традиционного программирования: длительность и, следовательно, высокая стоимость разработки сложных приложений;
высокая стоимость сопровождения сложных систем, которая часто в несколько раз превосходит стоимость их разработки; низкий уровень повторной используемости программ и т.п.;
объединение технологии ЭС с технологией традиционного программирования добавляет новые качества к программным продуктам за счет: обеспечения динамичной модификации приложений пользователем, а не программистом; большей «прозрачности» приложения (например, знания хранятся на ограниченном ЕЯ, что не требует комментариев к знаниям, упрощает обучение и сопровождение); лучшей графики; интерфейса и взаимодействия.
По мнению ведущих специалистов, в недалекой перспективе ЭС найдут следующее применение:
ЭС будут играть ведущую роль во всех фазах проектирования, разработки, производства, распределения, продажи, поддержки и оказания услуг;
технология ЭС, получившая коммерческое распространение, обеспечит революционный прорыв в интеграции приложений из готовых интеллектуально-взаимодействующих модулей.
ЭС предназначены для так называемых неформализованных задач, т.е. ЭС не отвергают и не заменяют традиционного подхода к разработке программ, ориентированного на решение формализованных задач.
Неформализованные задачи обычно обладают следующими особенностями:
ошибочностью, неоднозначностью, неполнотой и противоречивостью исходных данных;
ошибочностью, неоднозначностью, неполнотой и противоречивостью знаний о проблемной области и решаемой задаче;
большой размерностью пространства решения, т.е. перебор при поиске решения весьма велик;
динамически изменяющимися данными и знаниями.
Следует подчеркнуть, что неформализованные задачи представляют большой и очень важный класс задач. Многие специалисты считают, что эти задачи являются наиболее массовым классом задач, решаемых ЭВМ.
http://khpi-iip.mipk.kharkiv.edu/library/ai/conspai/07.html
7. Преимущества экспертных систем перед человеком-экспертом:
у них нет предубеждений и они устойчивы к различным помехам;
- они не делают поспешных выводов;
- эти системы выдают не первое нашедшееся, а оптимальное (по определенным критериям) решение;
- база знаний может быть очень и очень большой. Введенные в машину один раз, знания сохраняются навсегда. Человек же имеет ограниченную базу знаний, и если данные долгое время не используются, то они забываются и навсегда теряются. См. подробнее: эффект 10% самоограничения в области творчества.
«…первые работы, посвященные экспертным оценкам, появились в бывшем СССР в конце 60-х гг. Одним из первых, осознавших перспективность и значимость технологий экспертного оценивания, был В.М. Глушков - известный ученый в области кибернетики.
После того как были разработаны первые технологии экспертного оценивания и получены с их помощью первые серьезные результаты, возможности их практического использования преувеличивались. И по сей день заблуждения такого рода среди специалистов не редкость.
По инициативе высшего руководства страны в начале 70-х была проведена серия экспериментов для проверки реальных возможностей практического использования методов экспертного оценивания. В качестве объектов для экспертиз были предложены перспективы развития ситуации на Ближнем Востоке область химических разработок и др. Результаты оказались не удовлетворительными, что впоследствии отрицательно сказалось на развитии методов экспертного оценивания в стране.
Необходимо правильно понимать реальные возможности их использования. Безусловно, далеко не все существующие проблемы могут быть решены с помощью экспертных оценок. Хотя корректное использование экспертных технологий во многих случаях остается единственным реальным способом подготовки и принятия обоснованных управленческих решений».
Список литературы
1. http://ru.wikipedia.org/
2. http://khpi-iip.mipk.kharkiv.edu/library/ai/conspai/07.html
3. http://msk.treko.ru/show_dict_394
Размещено на Allbest.ru
...Подобные документы
Экспертная система - компьютерная программа, способная частично заменить специалиста-эксперта в разрешении проблемной ситуации. Структура, режимы функционирования, классификация экспертных систем, этапы разработки. Базы знаний интеллектуальных систем.
реферат [32,2 K], добавлен 04.10.2009Исследование общих сведений о медицинских экспертных системах, способных заменить специалиста-эксперта в разрешении проблемной ситуации. Обучение искусственных нейронных сетей в программе Statistica 7. Обзор программной реализации модуля кластеризации.
дипломная работа [5,9 M], добавлен 14.06.2012Структура типичной экспертной системы. База данных (рабочая память), её назначение. Функция getsport как экземпляр класса cSport. Алгоритм работы экспертной системы. Реализация пользовательского интерфейса. Результаты тестирования системы пользователем.
курсовая работа [1018,8 K], добавлен 13.06.2012Понятие электронных курсов. Описание программных и языковых средств разработки. Технология создания компьютерной обучающей системы, пакета вопросов в редакторе Excel. Разработка интерфейса ЭС. Организация диалога пользователя с экспертной системой.
дипломная работа [10,8 M], добавлен 20.06.2014Назначение и архитектура экспертных систем, их применение в сфере образования. Экспертные системы тестирования, принципы их функционирования. Инструментальные средства создания приложения и разработка программы тестирования. Описание программы, листинг.
дипломная работа [706,4 K], добавлен 07.05.2012Участники и инструментальные средства создания экспертной системы. Классификация, преимущества, сферы применения экспертных систем. Разработка блок-схемы алгоритма и программы на языке Турбо Паскаль для решения задачи по теме "Двумерные массивы".
курсовая работа [1,0 M], добавлен 18.01.2014Экспертные системы как наиболее значительное практическое достижение в области искусственного интеллекта, их современная известность и применение. Назначение систем и обоснование их важности, структура и обязательные элементы, требования к системам.
контрольная работа [144,6 K], добавлен 02.09.2009Назначение экспертной системы. Разработка экспертной системы путем самостоятельного программирования в полном объеме простейшей ЭС в "GURU". Листинг экспертной системы по прогнозированию на бирже уровня цен, если валютный курс доллара падает или растет.
лабораторная работа [17,8 K], добавлен 15.01.2011Понятие и содержание экспертных систем, принципы взаимосвязи элементов: интерфейса пользователя, собственно пользователя, эксперта, средств объяснения, рабочей памяти и машины логического вывода. Классификация, преимущества, недостатки экспертных систем.
реферат [33,9 K], добавлен 25.02.2013Сущность, виды, направления использования и основные понятия экспертных систем. Понятие и характеристика основных элементов структуры экспертной системы. Основные виды классификаций экспертных систем: по решаемой задаче и по связи с реальным временем.
доклад [104,5 K], добавлен 09.06.2010Определение экспертных систем, их достоинство и назначение. Классификация экспертных систем и их отличие от традиционных программ. Структура, этапы разработки и области применения. Классификация инструментальных средств и технология разработки систем.
курсовая работа [78,0 K], добавлен 03.06.2009Описание экспертной системы по подбору кадров. Требования к функциональным характеристикам программы. Состав и параметры технических средств ЭВМ. Структура входных данных. Руководство программиста и пользователя. Тестирование программного средства.
курсовая работа [897,0 K], добавлен 13.11.2016Понятие и структура информационных систем, их классификация и типы, особенности применения в сфере медицины, назначение и возможности. Автоматизированные системы ведения истории болезни, оздоровительных мероприятий. Технические средства обработки данных.
дипломная работа [2,0 M], добавлен 03.07.2015Виды и основные функции интеллектуальных систем. Выбор инструментального средства для создания экспертной системы. Физическое проектирование базы данных. Использование среды EsWin 2.1 для разработки и тестирования экспертной системы выбора должности.
курсовая работа [615,8 K], добавлен 22.03.2016Изучение технологии экспертных систем, которая заключается в том, чтобы получить от эксперта его знания и при необходимости извлекать их из памяти компьютера. Задачи для решения, которых создаются ЭС: интерпретация данных, диагностика, прогнозирование.
реферат [22,6 K], добавлен 12.09.2010Автоматизированное рабочие место экономиста-пользователя, его назначение и характеристика. Организация информационных систем. Особенности документальных форм ввода и вывода информации при компьютерной обработке. Роль системы управления базы данных.
шпаргалка [79,5 K], добавлен 29.11.2013Сущность и назначение экспертной системы, ее основные элементы и предъявляемые требования, обоснование важности и области применения. Методика получения объяснений в результате действия экспертной системы, их виды. Построение модели гибкого интерфейса.
курсовая работа [202,4 K], добавлен 10.11.2009Экспертные системы – интеллектуальные программы и устройства, использующие знания и процедуры рассуждения для решения задач, стоящих перед экспертом: назначение, свойства, преимущества использования, режимы работы; характеристики неформализованных задач.
презентация [132,5 K], добавлен 14.08.2013Понятие искусственного интеллекта. Представление знаний и разработка систем, основанных на знаниях. Распознавание образов и машинный перевод. Нейрокомпьютеры и сети. Экспертные системы, их структура,классификация и инструментальные средства построения.
курсовая работа [922,1 K], добавлен 12.01.2009Понятие операционных систем, их классификация и разновидности, отличительные признаки и основные свойства. Содержание операционных систем, порядок взаимодействия и назначение их компонентов. Организация дискового пространства. Описание современных ОС.
контрольная работа [42,4 K], добавлен 07.11.2009
