6. Информационная технология экспертных систем и примеры их внедрения
Характеристика и назначение
Наибольший прогресс среди компьютерных информационных систем отмечен в области разработки экспертных систем, основанных на использовании искусственного интеллекта. Экспертные системы дают возможность менеджеру или специалисту получать консультации экспертов по любым проблемам, о которых этими системами накоплены знания.
Под искусственным интеллектом обычно понимают способности компьютерных систем к таким действиям, которые назывались бы интеллектуальными, если бы исходили от человека. Чаще всего здесь имеются в виду способности, связанные с человеческим мышлением. Работы в области искусственного интеллекта не ограничиваются экспертными системами. Они также включают в себя создание роботов, систем, моделирующих нервную систему человека, его слух, зрение, обоняние, способность к обучению.
Главная идея использования технологии экспертных систем заключается в том, чтобы получить от эксперта его знания и, загрузив их в память компьютера, использовать всякий раз, когда в этом возникнет необходимость. Являясь одним из основных приложений искусственного интеллекта, экспертные системы представляют собой компьютерные программы, трансформирующие опыт экспертов в какой-либо области знаний в форму эвристических правил (эвристик). Эвристики не гарантируют получения оптимального результата с такой же уверенностью, как обычные алгоритмы, используемые для решения задач в рамках технологии поддержки принятия решений. Однако часто они дают в достаточной степени приемлемые решения для их практического использования. Все это делает возможным использовать технологию экспертных систем в качестве советующих систем.
Сходство информационных технологий, используемых в экспертных системах и системах поддержки принятия решений, состоит в том, что обе они обеспечивают высокий уровень поддержки принятия решений. Однако имеются три существенных различия. Первое связано с тем, что решение проблемы в рамках систем поддержки принятия решений отражает уровень ее понимания пользователем и его возможности получить и осмыслить решение. Технология экспертных систем, наоборот, предлагает пользователю принять решение, превосходящее его возможности. Второе отличие указанных технологий выражается в способности экспертных систем пояснять свои рассуждения в процессе получения решения. Очень часто эти пояснения оказываются более важными для пользователя, чем само решение. Третье отличие связано с использованием нового компонента информационной технологии - знаний.
Основные компоненты
Основными компонентами информационной технологии, используемой в экспертной системе, являются (рис. 3.17): интерфейс пользователя, база знаний, интерпретатор, модуль создания системы.
Рис. 3.17. Основные компоненты информационной технологии экспертных систем
Интерфейс пользователя. Менеджер (специалист) использует интерфейс для ввода информации и команд в экспертную систему и получения выходной информации из нее. Команды включают в себя параметры, направляющие процесс обработки знаний. Информация обычно выдается в форме значений, присваиваемых определенным переменным.
Менеджер может использовать четыре метода ввода информации: меню, команды, естественный язык и собственный интерфейс.
Технология экспертных систем предусматривает возможность получать в качестве выходной информации не только решение, но и необходимые объяснения. Различают два вида объяснений:
объяснения, выдаваемые по запросам. Пользователь в любой момент может потребовать от экспертной системы объяснения своих действий;
объяснения полученного решения проблемы. После получения решения пользователь может потребовать объяснений того, как оно было получено. Система должна пояснить каждый шаг своих рассуждении, ведущих к решению задачи.
Хотя технология работы с экспертной системой не является простой, пользовательский интерфейс этих систем является дружественным и обычно не вызывает трудностей при ведении диалога.
База знаний. Она содержит факты, описывающие проблемную область, а также логическую взаимосвязь этих фактов. Центральное место в базе знаний принадлежит правилам. Правило определяет, что следует делать в данной конкретной ситуации, и состоит из двух частей: условия, которое может выполняться или нет, и действия, которое следует произвести, если условие выполняется.
Все используемые в экспертной системе правила образуют систему правил, которая даже для сравнительно простой системы может содержать несколько тысяч правил.
Все виды знаний в зависимости от специфики предметной области и квалификации проектировщика (инженера по знаниям) с той или иной степенью адекватности могут быть представлены с помощью одной либо нескольких семантических моделей. К наиболее распространенным моделям относятся логические, продукционные, фреймовые и семантические сети.
Интерпретатор. Это часть экспертной системы, производящая в определенном порядке обработку знаний (мышление), находящихся в базе знаний. Технология работы интерпретатора сводится к последовательному рассмотрению совокупности правил (правило за правилом). Если условие, содержащееся в правиле, соблюдается, выполняется определенное действие, и пользователю предоставляется вариант решения его проблемы.
Кроме того, во многих экспертных системах вводятся дополнительные блоки: база данных, блок расчета, блок ввода и корректировки данных. Блок расчета необходим в ситуациях, связанных с принятием управленческих решений. При этом важную роль играет база данных, где содержатся плановые, физические, расчетные, отчетные и другие постоянные или оперативные показатели. Блок ввода и корректировки данных используется для оперативного и своевременного отражения текущих изменений в базе данных.
Модуль создания системы. Он служит для создания набора (иерархии) правил. Существуют два подхода, которые могут быть положены в основу модуля создания системы: использование алгоритмических языков программирования и использование оболочек экспертных систем.
Для представления базы знаний специально разработаны языки Лисп и Пролог, хотя можно использовать и любой известный алгоритмический язык.
Оболочка экспертных систем представляет собой готовую программную среду, которая может быть приспособлена к решению определенной проблемы путем создания соответствующей базы знаний. В большинстве случаев использование оболочек позволяет создавать экспертные системы быстрее и легче в сравнении с программированием.
Пример внедрения информационная технология экспертных систем
Автоматизированная система учета населения (АСУН) предназначена для реализации регистрационного учета граждан по месту жительства и по месту пребывания в пределах зоны действия системы. Входная информация структурирована в виде потоков входных документов, подготавливаемых с помощью специальных АРМ. Каждый тип документа предназначен для описания соответствующего состояния гражданина, как субъекта учета населения.
Всего на входах системы формируется несколько десятков типов и разновидностей учетных документов – в зависимости от полноты использования функциональных возможностей системы.
Одном из характерных документов, используемых при оформлении регистрационного учета, является учетный документ регистрации прибытия гражданина по месту жительства (адресный листок прибытия)[3].
информационнаяехнология данные интерфейс
Учетные документы прибытия, рассматриваемые как характерный кадр входной информации в каналах АСУН, включают следующие основные характеристики (реквизиты) [3]:
1. Первичные идентификационные данные личности (фамилия, имя, отчество, дата рождения, адрес места рождения, пол).
2. Сведения о гражданстве и национальности.
3. Паспортные данные (тип удостоверяющего личность документа, серия, номер, кем и когда выдан).
4. Адресные данные (адрес места жительства до переезда в зону ответственности АСУН, предыдущий адрес места жительства в зоне ответственности АСУН, актуальный адрес места жительства – фиксируемый при регистрации).
5. Дополнительные сведения (сведения о детях, номер телефона и т.п.).
6. Служебные сведения (дата подготовки документа, дата оформления регистрации, идентификаторы должностных лиц и др.).
На основе предварительного анализа каждой из перечисленных групп реквизитов устанавливаются характерные особенности, способные служить семантическими и логическими критериями для последующего контроля вводимой информации и повышения ее достоверности, например:
... из этих средств программные продукты и назовем их инструментарием, а для большей четкости можно его конкретизировать, назвав программным инструментарием информационной технологии. Определим это понятие: Инструментарий информационной технологии — один или несколько взаимосвязанных программных продуктов для определенного типа компьютера, технология работы в котором позволяет достичь поставленную ...
... настоящее время, как для каждого отдельного человека, так и для общества. В данной работе перед нами стоит цель изучить тему «Информационные технологии и компьютерные системы, обеспечивающие обучение служащего профессиональной деятельности». Для наиболее эффективного достижения поставленной цели, стоит обозначить основные задачи: · Рассмотреть вопрос понятия ИТ, историю их развития и ...
... 4%. В то же время отечественный рынок информационной безопасности тесно связан с быстрорастущим рынком системной интеграции, что свидетельствует о его перспективности. Информационные технологии, обеспечивающих безопасность клиента, используется на объектах разных типов и уровней сложности. Так, на основе этой системы разработан и успешно применяется интегрированный комплекс безопасности для ...
... случае будут другими. Удаленные локальные сети, объединяются друг с другом, создавая глобальные сети. Примером глобальной сети является сеть Интернет. Глава 3. Интернет и степень его влияния на деятельность организаций 3.1. Интернет и службы интернета В Интернет входит несколько коммуникационных служб: Всемирная паутина (World Wide Web, WWW) — поддерживает текст, графику, видео и аудио. ...
0 комментариев