Структура и этапы создания экспертных систем

Экспертные системы (ЭС) – это сложные программные комплексы, аккумулирующие знания специалистов в конкретных предметных областях и предназначенные для обеспечения высокоэффективного решения неформализованных задач.

Состав и взаимодействие участников построения и эксплуатации экспертных систем К числу основных участников следует отнести: экспертную систему, экспертов, инженеров знаний, средства построения ЭС и пользователей.

Эксперт – это человек, пользующийся репутацией специалиста, умеющего находить правильные решения проблем в конкретной предметной области. Эксперт использует приемы и знания, чтобы сделать поиск решения более эффективным, и ЭС модулирует все его стратегии.

Инженер знаний – человек, как правило, имеющий познания в информатике, программировании, искусственном интеллекте и знающих, как надо строить ЭС. Инженер знаний опрашивает экспертов, организует знания, решает, каким образом они должны быть представлены в ЭС, и может помочь программисту в написании программ.

Средство построения ЭС – это программное средство, используемое инженером знаний или программистом для построения ЭС.

Три главных компонента, которые проявляются в каждой ЭС База знаний, механизм вывода пользовательский интерфейс

ЭС могут содержать следующие компоненты : подсистема извлечения знаний; БЗ; механизм вывода; пользовательский интерфейс; рабочая область; подсистема объяснения; подсистема верификации знаний.

Извлечение знаний представляет собой накопление, передачу и преобразование экспертиз решения задачи от экспертов или документированных источников знаний компьютерной программой для конструирования или расширения БЗ.

Потенциальные источники знаний эксперты; учебники; справочники; базы данных; исследовательские отчеты.

База знаний содержит знания, необходимые для понимания, формулирования и решения задач. факты специальные эвристики или правила проблемная ситуация и теоретические знания о проблемной области направляют использование знаний при решении специфических задач в отдельной области

Механизм вывода является мозгом ЭС, его также называют управляющая структура или интерпретатор правил. Этот компонент является в основном компьютерной программой, которая обеспечивает методологию для рассуждения об информации в БЗ и в рабочей области, а также для формулирования заключений. Она обеспечивает указания о том, как использовать знания системы при реализации агенды. Агенда - расписания запланированных действий в рабочей области, которая организует и управляет шагами, предпринимаемыми для решения задачи.

Механизм вывода интерпретатор планировщик выполняет выбранные позиции агенды, используя соответствующие правила БЗ поддерживает управление агендой

Пользовательский интерфейс ЭС содержат языковой процессор для дружественного, проблемно-ориентированного общения между пользователем и компьютером. Общение наилучшим образом выполняется на естественном языке. Иногда оно дополняется меню и графикой.

Рабочая область Это область, расположенная отдельно для описания текущей задачи, как определенно входными данными. Она также используется для запоминания промежуточных результатов. В рабочей области запоминаются промежуточные гипотезы и решения.

Подсистема объяснения Способность отслеживать ответственность и соответствие заключений их источникам является решающей и при проведении экспертизы, и при решении задачи. Подсистема объяснений может отслеживать такую ответственность и объяснять поведение экспертной системы.

Этапы создания экспертных систем 1.Идентификация; 2.Концептуализация; 3.Формализация; 4.Выполнение; 5. Опытная эксплуатация; 6.Тестирование.

Этап идентификации определяются задачи, которые подлежат решению, выявляются цели разработки, определяются эксперты и типы пользователей

Этап концептуализации проводится содержательный анализ проблемной области; выявляются используемые понятия и их взаимосвязи; определяются методы решения задач.

Этап формализации 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 выполнения 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.