Geum.ru

Дайте визначення „знань та наведіть їх класифікацію. Методи подання знань в інтелектуальних системах та їх порівняльна характеристика

Вид материалаДокументы

Содержание


Експертна система
Подобный материал:
Дайте визначення „знань" та наведіть їх класифікацію. Методи подання знань в інтелектуальних системах та їх порівняльна характеристика.

Експертны системи.


Знання - це інформація, необхідна програмі, щоб вона поводилася „інтелектуально". Наприклад, в електронній таблиці ви легко організуєте обчислення коефіцієнта обіговості, так само як і інших коефіцієнтів. Але словесний висновок про фінансовий стан ви побудуєте самі, залежно від засвоєних вами спеціальних економічних знань, і запишете цю оцінку в аналітичну записку. Однак можна структурувати ваше знання (у вигляді правил), помістити правило в базу знань і організувати автоматичну появу відповідного висновку у визначеному місці екрана, де ви введете логічні формули виведення певного висновку при істинності умови, що перевіряється.


У СШІ знання структуровані й організовані таким чином, що вони відділені від знань інших предметних областей і від загальних знань. До загальних знань відносять, наприклад, правила написання програми і команд, правила виконання команд програми і т.п. Виділені знання про предметну область називають базою знань, у той час як загальні знання, використані в конкретній СШІ для знаходження рішень, називають механізмом виведення (під терміном „виведення" тут мається на увазі виведення логічних висновків).


За аналогією з базою знань назвемо базою фактів сукупність фактів (оцінюваних за допомогою знань). Так. бухгалтерський баланс, додатки до нього і фінансовий звіт утворять базу фактів, а правила осмислення фінансового стану підприємства утворять базу знань. Різні фахівці можуть застосовувати різні набори правил для оцінювання фінансового становища організації, обчислення коефіцієнтів платоспроможності, стійкості, загальної рентабельності і т.п. З множини показників, що є в базі фактів, різні менеджери можуть використовувати лише кілька визначальних показників. Тобто в процесі використання фактів фахівець застосовує спочатку метод спрощення. Аналогічно поводиться терапевт, насамперед слухаючи пульс пацієнта, заглядаючи йому в горло, вимірюючи кров'яний тиск, чи водій автомобіля, виділяючи з безлічі подій на перехресті насамперед світло і колір світлофора. Стосовно СШІ цей найважливіший початковий прийом узагальнено названий процедурою спрощення (спрощенням фактів).


В узагальненій концептуальній структурі СШІ можна виділити три головних елементи: базу фактів, базу знань і механізм виведення (мал.6)Для розміщення логічного висновку на екрані ще один елемент: вікно виведення.


Існують різні трактування поняття „база знань'' у СШІ. Іноді в поняття бази знань включають не тільки структуровані знання, але і самі факти, для оцінки яких застосовуються знання. Наприклад „База знань експертної системи містить (1) факти про певну предметну область і (2) евристики (практичні прийоми), що виражають процедури судження експерта з даного предмета"


Концепція СШІ все-таки стає більш ясною, коли ці елементи чітко розділені. Наприклад, електронна таблиця з обчисленими значеннями економічних показників - це база фактів, за якими може зробити висновок про стан об'єкта управління лише той, хто знає правила економічного аналізу. Зверніть увагу: замість терміну „база фактів" ми не вжили термін „база даних". У базі даних зазвичай зберігаються первинні дані, з яких шляхом програмної обробки „роблять" результатні дані (інформацію).Поняття „база фактів" має на увазі присутність тут будь-яких даних, що стосуються аналізованої проблеми і дають можливість застосувати до них наявний набір правил з бази знань. У базу необхідних фактів менеджер може частину даних витягти шляхом запиту з якоїсь бази даних, а частину сформувати самостійно.


Експертна система (ЕС) - це СШІ, що використовує знання для забезпечення високоефективного вирішення задач у вузькій професійній області. Експертні знання в ЕС виділені у відособлену базу знань і отримані від експерта - людини, що за роки навчання і практики навчилася надзвичайно ефективно вирішувати задачі, що належать до такої області. Інструментальними засобами побудови ЕС служать мова програмування і підтримуючий пакет програм, які використовуються при створенні ЕС.


На початку 80-х років у дослідженнях зі штучного інтелекту сформувався самостійний напрямок, що одержав назву "експертні системи" (ЕС). Основним призначенням ЕС є розробка програмних засобів, що при вирішенні задач, важких для людини, одержують результати, що не поступаються за якістю й ефективністю вирішення, результатам одержуваним людиною-експертом. ЕС використовуються для вирішення так званих неформалізованих задач, загальним для який є те, що:

задачі не можуть бути задані в числовій формі;

цілі не можна виразити в термінах точно визначеної цільової функції;

не існує алгоритмічного вирішення задачі;

якщо алгоритмічне вирішення є, то його не можна використовувати через обмеженість ресурсів (час, пам'ять).

Крім того неформалізовані задачі мають помилковість, неповнотою, неоднозначністю і суперечливістю як вихідних даних, так і знань про розв'язувану задачу.

Експертна система - це програмний засіб, що використовує експертні знання для забезпечення високоефективного вирішення неформалізованих задач у вузькій предметній області. Основу ЕС складає база знань (БЗ) про предметну область, що накопичується в процесі побудови й експлуатації ЕС. Нагромадження й організація знань - найважливіша властивість усіх ЕС.

Основні властивості ЕС:

1) Застосування для вирішення проблем високоякісного досвіду, що представляє рівень мислення найбільш кваліфікованих експертів у даній області, що веде до творчих, точних та ефективних вирішень.

2) Наявність прогностичних можливостей, при яких ЕС видає відповіді не тільки для конкретної ситуації, але і показує, як змінюються ці відповіді в нових ситуаціях, з можливістю докладного пояснення яким чином нова ситуація привела до змін.

3) Забезпечення такої нової якості, як інституціональна пам'ять, за рахунок бази знань, що входить до складу ЕС, що розроблена в ході взаємодій з фахівцями організації, і являє собою поточну політику цієї групи людей. Цей набір знань стає збірником кваліфікованих думок і постійно поновлюваним довідником найкращих стратегій і методів, використовуваних персоналом. Провідні спеціалісти ідуть, але їхній досвід залишається.

4) Можливість використання ЕС для навчання і тренування керівників, забезпечуючи нових службовців великим багажем досвіду і стратегій, по яких можна вивчати політику, що рекомендується, і методи.

ЕС призначені для так званих неформалізованих задач, тобто ЕС не відкидають і не замінюють традиційного підходу до розробки програм, орієнтованих на рішення формалізованих задач.

Неформалізовані задачі зазвичай володіють наступними особливостями:

помилковістю, неоднозначністю, неповнотою й суперечністю початкових даних;

помилковістю, неоднозначністю, неповнотою й суперечністю знань про проблемну область і задачу, що вирішується;

великою розмірністю простору рішення, тобто перебір при пошуку рішення вельми великий;

даними, що динамічно змінюються і знаннями.

Потрібно підкреслити, що неформалізовані задачі представляють великий і дуже важливий клас задач. Багато фахівців вважають, що ці задачі є найбільш масовим класом задач, що вирішуються ЕОМ.

Експертні системи й системи штучного інтелекту відрізняються від систем обробки даних тим, що в них в основному використовуються символьний (а не числовий) спосіб уявлення, символьний висновок і евристичний пошук рішення (а не виконання відомого алгоритму).

Експертні системи застосовуються для рішення тільки важких практичних задач. За якістю й ефективністю рішення експертні системи не поступаються рішенням експерта-людини. Рішення експертних систем володіють "прозорістю", тобто можуть бути пояснені користувачу на якісному рівні. Ця якість експертних систем забезпечується їх здатністю міркувати про свої знання й висновки. Експертні системи здатні поповнювати свої знання в ході взаємодії з експертом. Необхідно відмітити, що в цей час технологія експертних систем використовується для рішення різних типів задач (інтерпретація, прогноз, діагностика, планування, конструювання, контроль, відладка, інструктаж, управління ) в самих різноманітних проблемних областях, таких, як фінанси, нафтова і газова промисловість, енергетика, транспорт, фармацевтичне виробництво, космос, металургія, гірництво, хімія, освіта, целюлозно-паперова промисловість, телекомунікації й зв'язок і ін..

У цілому ЕС не рекомендується застосовувати для рішення наступних типів задач:

- математичних, розв'язуваних звичайним шляхом формальних перетворень і процедурного аналізу;

- задач розпізнавання, оскільки в загальному випадку вони вирішуються чисельними методами;

- задач, знання про методи рішення яких відсутні (неможливо побудувати базу знань).

Навіть кращі з існуючих ЕС, що ефективно функціонують як на великих, так і на мінуеом, мають певні обмеження по порівнянню з людиною-експертом.