Главная страница | Контакты | Случайная страница Автомобили Астрономия Биология География Дом и сад Другие языки Другое Информатика История Культура Литература Логика Математика Медицина Металлургия Механика Образование Охрана труда Педагогика Политика Право Психология Религия Риторика Социология Спорт Строительство Технология Туризм Физика Философия Финансы Химия Черчение Экология Экономика Электроника

Етапи розробки експертних систем

Розробка ЕС має істотні відмінності від розробки звичайного програмного продукту. Досвід створення ЕС показав, що використання при їхній розробці методології, прийнятої в традиційному програмуванні, або надмірно затягує процес створення ЕС, або взагалі приводить до негативного результату.

Використати ЕС треба тільки тоді, коли розробка ЕС можлива, виправдана й методи інженерії знань відповідають розв'язуваній задачі. Щоб розробка ЕС була можливою для даного додатка, необхідно одночасне виконання принаймні наступних вимог:

· існують експерти в даній області, які вирішують задачу значно краще, ніж починаючі фахівці;

· експерти сходяться в оцінці пропонованого рішення, інакше не можна буде оцінити якість розробленої ЕС;

· експерти здатні вербалізувати (виразити природною мовою) і пояснити використовувані ними методи, у противному випадку важко розраховувати на те, що знання експертів будуть "витягнуті" і вкладені в ЕС;

· вирішення задачі вимагає тільки міркувань, а не дій;

· задача не повинна бути занадто важкою (тобто її вирішення повинне займати в експерта кілька годин або днів, а не тижнів);

· задача хоча й не повинна бути виражена у формальному виді, але все-таки повинна ставитися до досить "зрозумілого" і структурованій області, тобто повинні бути виділені основні поняття, відносини й відомі (хоча б експертові) способи одержання вирішення задачі;

· вирішення задачі не повинне в значній мірі використати "здоровий глузд" (тобто широкий спектр загальних відомостей про світ і про спосіб його функціонування, які знає й уміє використати будь-яка нормальна людина), тому що подібні знання поки не вдається (у достатній кількості) вкласти в системи штучного інтелекту.

Застосування ЕС також може бути виправдано одним з наступних факторів:

· вирішення задачі принесе значний ефект, наприклад економічний;

· використання людини-експерта неможливо або через недостатню кількість експертів, або через необхідність виконувати експертизу одночасно в різних місцях;

· використання ЕС доцільно в тих випадках, коли при передачі інформації експертові відбувається неприпустима втрата часу або інформації;

· використання ЕС доцільно при необхідності вирішувати задачу в оточенні, ворожому для людини.

Додаток відповідає методам ЕС, якщо розв'язувана задача має сукупність наступних характеристик:

1. Задача може бути природно вирішена за допомогою маніпуляції із символами (тобто за допомогою символічних міркувань), а не маніпуляцій із числами, як прийнято в математичних методах й у традиційному програмуванні;

2. Задача повинна мати евристичну, а не алгоритмічну природу, тобто її вирішення повинне вимагати застосування евристичних правил. Задачі, які можуть бути гарантовано вирішені (з дотриманням заданих обмежень) за допомогою деяких формальних процедур, не підходять для застосування ЕС;

3. Задача повинна бути досить складна, щоб виправдати витрати на розробку ЕС. Однак вона не повинна бути надмірно складної (рішення займає в експерта годинники, а не тижня), щоб ЕС могла неї вирішувати;

4. Задача повинна бути досить вузькою, щоб вирішуватися методами ЕС, і практично значимою.

При розробці ЕС, як правило, використається концепція "швидкого прототипу". Суть цієї концепції полягає в тому, що розроблювачі не намагаються відразу побудувати кінцевий продукт. На початковому етапі вони створюють прототип (прототипи) ЕС. Прототипи повинні задовольняти двом суперечливим вимогам: з одного боку, вони повинні вирішувати типові задачі конкретного додатка, а з іншого боку – час і трудо­місткість їхньої розробки повинні бути досить незначні, щоб можна було максимально запаралелити процес нагромадження й налагодження знань (здійснюваний експертом) із процесом вибору (розробки) програмних засобів (здійснюваних інженером зі знань і програмістом). Для задоволення зазначеним вимогам, як правило, при створенні прото­типу використаються різноманітні засоби, що прискорюють процес проектування.

Прототип повинен продемонструвати придатність методів інженерії знань для дано­го додатка. У випадку успіху експерт за допомогою інженера зі знань розширює знання прототипу про проблемну область. При невдачі може знадобитися розробка нового про­то­типу або розроблювачі можуть прийти до висновку про непридатність методів ЕС для даного додатка. У міру збільшення знань прототип може досягти такого стану, коли він успішно вирішує всі задачі даного додатка. Перетворення прототипу ЕС у кінцевий про­дукт звичайно приводить до перепрограмування ЕС на мовах низького рівня, що забез­печує як збільшення швидкодії ЕС, так і зменшення необхідної пам'яті.

Рис. 1.3 Технологія розроблення ЕС

На етапі ідентифікації визначаються задачі, які підлягають рішенню, виявляються мети розробки, визначаються експерти й типи користувачів.

На етапі концептуалізації проводиться змістовний аналіз проблемної області, вияв­ля­ються використовувані поняття і їхні взаємозв'язки, визначаються методи рішення задач.

На етапі формалізації вибираються ІЗ і визначаються способи подання всіх видів знань, формалізуються основні поняття, визначаються способи інтерпретації знань, моделюється робота системи, оцінюється адекватність цілям системи зафіксованих понять, методів рішень, засобів подання й маніпулювання знаннями.

На етапі виконання здійснюється наповнення експертом бази знань. У зв'язку з тим, що основою ЕС є знання, даний етап є найбільш важливим і найбільш трудомістким етапом розробки ЕС. Процес придбання знань розділяють на здобування знань від експерта, організацію знань, що забезпечує ефективну роботу системи, і подання знань у вигляді, зрозумілому ЕС. Процес придбання знань здійснюється інженером зі знань на основі аналізу діяльності експерта за рішенням реальних задач.