представить в следующем виде.
1. Задается набор целей - переменных, значение которых требуется определить с помощью экспертной системы. Список этих переменных через интерфейс вводится в рабочую память.
2. В базе знаний машина логического вывода выделяет список правил, из которых можно найти неизвестные переменные в рабочей памяти.
3. Из условий выделенных правил, определяются остальные переменные, необходимые для применения правил.
4. Определяется, какие из найденных в п.3 переменных можно получить из правил базы знаний.
5. Дополняется список целей переменными найденными в п.4.
6. Значения переменных из списка определенного в п.3, за исключением найденных в п.4, запрашиваются у пользователя.
7. Производится попытка применения правил базы знаний для достижения поставленных целей.
8. Если не все цели достигнуты (не удалось применить все правила, определяющие интересующие нас переменные), производится переход к п.2, исключив из списка целей найденные переменные.
9. По достижению всех первоначально поставленных целей диспетчер прекращает работу машины логического вывода и через интерфейс выводит пользователю значения этих переменных. Логический вывод прекращается также, если нельзя достичь поставленных целей.
В большинстве реально работающих экспертных систем, как правило, используются различные модификации и комбинации рассмотренных выше алгоритмов.
4. ОСОБЕННОСТИ СОЗДАНИЯ ЭКСПЕРТНЫХ СИСТЕМ
Проектирование экспертных систем имеет определенные отличия от создания традиционного программного продукта. Суть этого отличия в том, что разработчики не пытаются сразу построить конечный продукт, а создают прототип экспертной системы. Прототип должен удовлетворять основным требованиям к системе при минимальной трудоемкости при его создании. Для удовлетворения этим требованиям используются разнообразные инструментальные средства (специализированные языки искусственного интеллекта, оболочки экспертных систем и др.) ускоряющие процесс разработки. Возможно, что может потребоваться создание не одного , нескольких прототипов, базирующихся на различных способах представления знаний, с
последующим выбором наиболее удачного. B том случае когда достигнута удовлетворительная работа прототипа по всему комплексу задач, возможно принятие решения об окончательном перепрограммировании всей системы на языках низкого уровня, с целью улучшения ее характеристик - увеличения быстродействия, уменьшения занимаемой памяти, повышения эргономических параметров интерфейса.
Опыт разработки экспертных систем позволяет выделить следующие этапы при их создании:
· - Идентификация - определение проблемы, ресурсов, целей, экспертов, производится неформальное (вербальное) описание проблемы.
· - Концептуализация - выделение ключевых понятий системы, отношений и характеристик, достаточных для полного и детального описания рассматриваемой проблемы.
· - Формализация - выражение введенных понятий на некоторым формальным языке, построение модели исследуемой области.
· - Этап выполнения - создание одного или нескольких прототипов.
· - Этап тестирования - оценка выбранного метода представления знаний и работоспособности всей системы в целом на основе проверки прототипа.
· - Этап опытной эксплуатации - проверка пригодности системы для конечного пользователя.
· - Модификация системы - полное перепрограммирование или доведение прототипа до состояния программного продукта.
Известны три основные разновидности исполнения экспертных систем:
¨ - Экспертные системы, выполненные в виде отдельных программ, на некотором алгоритмическом языке, база знаний которых является непосредственно частью этой программы. Как правило, такие системы предназначены для решения задач в одной фиксированной предметной области. При построении таких систем применяются как традиционные процедурные языки PASCAL, C и др., так и специализированные языки искусственного интеллекта LISP, PROLOG.
¨ - Оболочки экспертных систем - программный продукт, обладающий средствами представления знаний для определенных предметных областей. Задача пользователя заключается не в непосредственном программировании, а в формализации и вводе знаний с использованием предоставленных оболочкой возможностей. Недостатком этих систем можно считать невозможность охвата одной системой всех существующих предметных областей. Примером могут служить ИНТЕРЭКСПЕРТ, РС+, VP-Expert.
¨ - Генераторы экспертных систем - мощные программные продукты, предназначенные для получения оболочек, ориентированных на то или иное представление знаний в зависимости от рассматриваемой предметной области. Примеры этой разновидности - системы KEE, ART и др..
5. ОБЛАСТИ И КРИТЕРИИ ПРИМЕНИМОСТИ ЭКСПЕРТНЫХ СИСТЕМ
Не останавливаясь на подробном перечне многочисленных областей применения, отметим лишь некоторые отрасли народного хозяйства развитых стран, в которых методология экспертных систем была успешно опробована: химия, сельское хозяйство, электроника, образование, финансы, геология, медицина, военное дело, программное обеспечение и многие другие.
Из перечня основных типов решаемых ими задач можно выделить интерпретацию, прогноз, диагностику, проектирование, планирование, управление, наблюдение, отладка, ремонт, обучение.
В списке наиболее распространенных в настоящее время за рубежом экспертных систем и их оболочек можно выделить следующие наименования: INSIGT, LOGIAN, NEXPERT, RULE MASTER, KDS, PICON, KNOWLEDGE CRAFT, KESII, S1, TIMM и др.
В качестве критериев, по которым можно судить о возможности создания экспертной системы следует отметить следующие:
1. - Необходимость символьных рассуждений, очевидно, нет смысла разрабатывать экспертную систему для численных расчетов, например, для преобразований Фурье, интегрирования, решения систем алгебраических уравнений и др.
2. - Наличие экспертов, компетентных в избранном круге вопросов, которые согласны сотрудничать при создании ЭС.
3. - Поставленная проблема должна быть достаточно важной и актуальной. Это могут быть проблемы, требующие высокого уровня экспертизы, либо простые, но трудоемкие многократно повторяющиеся проверки. Нет смысла тратить время на решение проблем, которые возникают редко и могут быть разрешены человеком с обычной квалификацией.
4. - Необходимо четко ограничивать круг решаемых задач, т.е. предметная область выбирается достаточно "узкой", чтобы избежать "комбинаторного взрыва" объема информации необходимой для компетентного решения поставленной задачи.
5. - Необходима согласованность мнений экспертов о том, как следует решать поставленные задачи, какие факты необходимо использовать и каковы общие правила вынесения суждений. В противном случае невозможно расширить базу знаний за пределы опыта одного человека и осуществить сплав экспертных знаний из нескольких областей.
6. - Должно быть достаточно исходных данных для проверки работоспособности экспертной системы в выбранной предметной
7. области, чтобы разработчики смогли убедиться в достижимости некоторого заданного уровня ее функционирования.
8. - Должна обеспечиваться возможность постепенного наращивания системы. База знаний должна легко расширяться и корректироваться, так как правила часто меняются с появлением новых фактов.
Ценность использования ЭС проявляется в следующих аспектах:
a) - В сборе, оперативном уточнении, кодировании и распространении экспертных знаний.
b) - В эффективном решении проблем, сложность которых превышает человеческие возможности и для которых требуются экспертные знания нескольких областей.
c) - В сохранении наиболее уязвимой ценности коллектива - коллективной памяти.
Создание баз знаний открывает широкие возможности, которые обусловлены безошибочностью и тщательностью, присущими ЭВМ и синтезом знаний экспертов. Если база знаний объединяет информацию по нескольким дисциплинам, то такой "сплав" знаний приобретает дополнительную ценность.
Экспертная система позволяет решить проблему сохранения экспертных знаний, связанную с утратой наиболее квалифицированных экспертов в результате их продвижения по службе, смерти, перехода на другую работу или выхода на пенсию, а также позволит сделать знания легко доступными для тех, кто займет места ушедших экспертов.
Ограничившись необходимым минимумом изложения теоретического материала, в дальнейшем сосредоточим внимание на практических аспектах применения экспертных систем.
6. КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЭКСПЕРТНОЙ СИСТЕМЫ VP-Expert
Рассматриваемая система представляет собой "пустую" оболочку, хорошо зарекомендовавшую и получившую достаточно широкое распространение. ее применение возможно на IBM совместимых персональных компьютерах с операционной системой MS DOS, имеющих не менее 256 К оперативной памяти и адаптеры графических дисплеев подобные CGA, EGA или HERKULES. Важной особенностью оболочки, существенно расширяющей ее возможности, является совместимость с файлами созданными dBASE II, dBASE III и dBASE III+.
Для успешного функционирования системы необходим набор из следующих файлов VPX.EXE, VPX.TXT, VPXE.EXE, VPXH.EXE, VPXHELP.DBF, VPXHELP.HLP, VPXHELP.TXT, VPXI.EXE, VPXM.EXE, VPXT.EXE.
Перечисленные файлы желательно переписать с дискеты в специально созданную директорию. Старт экспертной системы производится запуском файла VPX.EXE на исполнение (возможно с указанием файла базы знаний с расширением .KBS).
7. Выполнение курсовой работы
Для выполнения курсовой работы была выбрана область- поломки в двигателях и способы их устранения. В ходе работы был написан модуль, выполняя который можно получить консультацию.