Основные компоненты - История создания и развития автоматизированных информационных систем
Основными компонентами информационной технологии, используемой в экспертной системе, являются (рис. 3.2.2): интерфейс пользователя, база знаний, интерпретатор, модуль создания системы.
Рисунок 3.2.2. Основные компоненты информационной технологии экспертных систем
1. 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 рассуждений, 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.
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.
2. 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.
Области применения экспертных систем
Области применения систем, основанных на знаниях, могут быть сгруппированы в несколько основных классов: медицинская диагностика, контроль и управление, диагностика неисправностей в механических и электрических устройствах, обучение.
3. Медицинская диагностика
Диагностические системы используются для установления связи между нарушениями деятельности организма и их возможными причинами. Наиболее известна диагностическая система MYCIN, которая предназначена для диагностики и наблюдения за состоянием больного при менингите и бактериальных инфекциях. Ее первая версия была разработана в Стенфордском университете в середине 70-х годов. В настоящее время эта система ставит диагноз на уровне врача-специалиста. Она имеет расширенную базу знаний, благодаря чему может применяться и в других областях медицины.
Прогнозирование
Прогнозирующие системы предсказывают возможные результаты или события на основе данных о текущем состоянии объекта. Программная система "Завоевание Уолл-стрита" может проанализировать конъюнктуру рынка и с помощью статистических методов алгоритмов разработать для вас план капиталовложений на перспективу. Она не относится к числу систем, основанных на знаниях, поскольку использует процедуры и алгоритмы традиционного программирования. Хотя пока еще отсутствуют ЭС, которые способны за счет своей информации о конъюнктуре рынка помочь вам увеличить капитал, прогнозирующие системы уже сегодня могут предсказывать погоду, урожайность и поток пассажиров. Даже на персональном компьютере, установив простую систему, основанную на знаниях, вы можете получить местный прогноз погоды.
Планирование
Планирующие системы предназначены для достижения конкретных целей при решении задач с большим числом переменных. Дамасская фирма Informat впервые в торговой практике предоставляет в распоряжении покупателей 13 рабочих станций, установленных в холле своего офиса, на которых проводятся бесплатные 15-минутные консультации с целью помочь покупателям выбрать компьютер, в наибольшей степени отвечающий их потребностям и бюджету. Кроме того, компания Boeing применяет ЭС для проектирования космических станций, а также для выявления причин отказов самолетных двигателей и ремонта вертолетов. Экспертная система XCON, созданная фирмой DEC, служит для определения или изменения конфигурации компьютерных систем типа VAX и в соответствии с требованиями покупателя. Фирма DEC разрабатывает более мощную систему XSEL, включающую базу знаний системы XCON, с целью оказания помощи покупателям при выборе вычислительных систем с нужной конфигурацией. В отличие от XCON система XSEL является интерактивной.
Интерпретация
Интерпретирующие системы обладают способностью получать определенные заключения на основе результатов наблюдения. Система PROSPECTOR, одна из наиболее известных систем интерпретирующего типа, объединяет знания девяти экспертов. Используя сочетания девяти методов экспертизы, системе удалось обнаружить залежи руды стоимостью в миллион долларов, причем наличие этих залежей не предполагал ни один из девяти экспертов. Другая интерпретирующая система - HASP/SIAP. Она определяет местоположение и типы судов в тихом океане по данным акустических систем слежения.
4. Контроль и управление
Системы, основанные на знаниях, могут применятся в качестве интеллектуальных систем контроля и принимать решения, анализируя данные, поступающие от нескольких источников. Такие системы уже работают на атомных электростанциях, управляют воздушным движением и осуществляют медицинский контроль. Они могут быть также полезны при регулировании финансовой деятельности предприятия и оказывать помощь при выработке решений в критических ситуациях.
Диагностика неисправностей в механических и электрических устройствах
В этой сфере системы, основанные на знаниях, незаменимы как при ремонте механических и электрических машин (автомобилей, дизельных локомотивов и т. д.), так и при устранении неисправностей и ошибок в аппаратном и программном обеспечении компьютеров.
Обучение. Системы, основанные на знаниях, могут входить составной частью в компьютерные системы обучения. Система получает информацию о деятельности некоторого объекта (например, студента) и анализирует его поведение. База знаний изменяется в соответствии с поведением объекта. Примером этого обучения может служить компьютерная игра, сложность которой увеличивается по мере возрастания степени квалификации играющего.
Большинство ЭС включают знания, по содержанию которых их можно отнести одновременно к нескольким типам. Например, обучающая система может также обладать знаниями, позволяющими выполнять диагностику и планирование. Она определяет способности обучаемого по основным направлениям курса, а затем с учетом полученных данных составляет учебный план. Управляющая система может применяться для целей контроля, диагностики, прогнозирования и планирования. Система, обеспечивающая сохранность жилища, может следить за окружающей обстановкой, распознавать происходящие события (например, открылось окно), выдавать прогноз (вор-взломщик намеревается проникнуть в дом) и составлять план действий (вызвать полицию).
Преимущества ЭС перед человеком-экспертом
Системы, основанные на знаниях, имеют определенные преимущества перед человеком-экспертом.
- 1. У них нет предубеждений. 2. Они не делают поспешных выводов. 3. Эти системы работают систематизировано, рассматривая все детали, часто выбирая наилучшую альтернативу из всех возможных. 4. База знаний может быть очень и очень большой. Будучи введены в машину один раз, знания сохраняются навсегда. Человек же имеет ограниченную базу знаний, и если данные долгое время не используются, то они забываются и навсегда теряются. 5. Системы, основанные на знаниях, устойчивы к "помехам". Эксперт пользуется побочными знаниями и легко поддается влиянию внешних факторов, которые непосредственно не связаны с решаемой задачей. ЭС, не обремененные знаниями из других областей, по своей природе менее подвержены "шумам". Со временем системы, основанные на знаниях, могут рассматриваться пользователями как разновидность тиражирования - новый способ записи и распространения знаний. Подобно другим видам компьютерных программ они не могут заменить человека в решении задач, а скорее напоминают орудия труда, которые дают ему возможность решат задачи быстрее и эффективнее. 6. Эти системы не заменяют специалиста, а являются инструментом в его руках.
Выводы по теме
- 1. Под искусственным интеллектом обычно понимают способности компьютерных систем к таким действиям, которые назывались бы интеллектуальными, если бы исходили от человека. 2. Под корпоративной информационной системой (КИС или EIS - Enterprise Information System) понимают информационную систему масштаба предприятия. 3. ИСУП охватывают слой, осуществляющий оперативный учет 4. ЭС - это набор программ, выполняющий функции эксперта при решении задач из некоторой предметной области. 5. Основными компонентами информационной технологии, используемой в экспертной системе, являются: интерфейс пользователя, база знаний, интерпретатор, модуль создания системы.
Вопросы для самоконтроля
- 1. Из каких подсистем состоит функциональная структура интегрированной АИС современной промышленной корпорации? 2. Для чего предназначена автоматизированная система управления предприятием (АИСУП) и какие функциональные подсистемы она включает? 3. Какова роль эксперта в создании экспертной системы? 4. Опишите кратко технологию построения экспертных систем. 5. Дайте краткую характеристику понятия "эксперт". 6. Раскройте понятие "искусственный интеллект". 7. Перечислите классические задачи и методы искусственного интеллекта. 8. Назовите первую широко известную программу в области искусственного интеллекта, ее авторов и задачи, которые она решала. 9. Перечислите характерные свойства экспертных систем. 10. Кто может быть пользователем экспертных систем? Приведите примеры.
Похожие статьи
-
Экспертные системы (ЭС) - История создания и развития автоматизированных информационных систем
Наибольший прогресс среди компьютерных информационных систем отмечен в области разработки экспертных систем, основанных на использовании искусственного...
-
При создании или при классификации информационных систем неизбежно возникают проблемы, связанные с формальным - математическим и алгоритмическим...
-
Классификация АИС по функциональному признаку Функциональный признак определяет назначение подсистемы, а также ее основные цели, задачи и функции....
-
Математическое и программное обеспечение (МО, ПО)- совокупность математических методов, моделей, алгоритмов и программ для реализации целей и задач...
-
Возрастающая сложность современных автоматизированных систем управления и повышение требовательности к ним обуславливает применение эффективных...
-
Функции человека в ИС - История создания и развития автоматизированных информационных систем
Любая информационная система подразумевает участие в ее работе людей. Среди персонала, имеющего отношение к информационным системам, выделяют такие...
-
Структурная схема терминов Структуру АИС составляет совокупность отдельных ее частей, называемых подсистемами. АС состоит из двух подсистем:...
-
Структурная схема терминов - История создания и развития автоматизированных информационных систем
Под системой понимают любой объект, который одновременно рассматривается и как единое целое, и как объединенная в интересах достижения поставленных целей...
-
АРМ - это рабочее место, которое оснащено вычислительной техникой и другими инструментальными средствами, обеспечивающими автоматизацию большей части...
-
Классификация массивов - История создания и развития автоматизированных информационных систем
Организационная подборка сведений о каком-либо объекте или процессе либо о ряде однородных объектов или процессов называется массивом информации. 1. По...
-
Основные стадии создания АИС - История создания и развития автоматизированных информационных систем
Структурная схема терминов Целью создания любой АИС является повышение эффективности производственно-хозяйственной деятельности предприятия за счет...
-
Информационное обеспечение - совокупность единой системы классификации и кодирования информации, унифицированных систем документации, схем информационных...
-
Основные требования и характеристики современных и применение технических средств АИС Автоматизированная информационная система (АИС) представляет собой...
-
История развития экспертных систем., Основные линии развития ЭС. - Экспертные системы
Основные линии развития ЭС. Наиболее известные ЭС, разработанные в 60-70-х годах, стали в своих областях уже классическими. По происхождению, предметным...
-
Введение - Проектирование автоматизированной информационной системы
Информационный интерфейс программа С развитием информационных технологий компьютеры, с их расширенными функциональными возможностями, активно применяются...
-
История создания и развития языка HTML - Язык HTML как средство создания информационных ресурсов
В 1989 году Тим Бернерс-Ли, сотрудник центра высоких технологий (CERN), предложил проект распределенной гипертекстовой системы под названием WWW (World...
-
Типы экспертных систем - Теоретические основы информационных технологий
Можно назвать несколько Типов современных экспертных систем . 1) Экспертные системы первого поколения. Предназначены для решения хорошо структурированных...
-
Экспертные системы - Теоретические основы информационных технологий
Наибольший прогресс среди компьютерных информационных систем отмечен в области разработки экспертных систем (ЭС), основанных на использовании элементов...
-
Наиболее распространенная форма - ЭВМ. Раньше чаще использовались вычислительные центры (ВЦ). Вычислительный центр - организуется и специализируется на...
-
Средства передачи информации - История создания и развития автоматизированных информационных систем
Информация может передаваться: 1. На самом предприятии между различными его подразделениями сейчас используются локальные вычислительные сети (в одном...
-
Экспертные информационные системы - Системы поддержки принятия решений
Наибольший прогресс среди компьютерных информационных систем отмечен в области разработки экспертных систем. Экспертные системы дают возможность...
-
Функции СУБД: 1. ведение БД: ввод, корректир, сортировка, обработка, поиск данных, обработка по запросу. 2. обеспечение безопасности и целостности данных...
-
Основные компоненты - Теоретические основы информационных технологий
Рассмотрим структуру системы поддержки принятия решений (рис. 2.4), а также функции составляющих ее блоков, которые определяют основные технологические...
-
Определение методов реинжиниринга информационных систем Основные задачи, которые стоят перед проектировщиком, занимающимся реинжинирингом информационных...
-
Этапы развития АИС - История создания и развития автоматизированных информационных систем
История развития информационных систем и цели их использования на разных периодах представлены в табл. 1.1.2. Таблица 2. Изменение подхода к...
-
Структурная схема терминов Пути повышения эффективности АС и совершенствование обеспечивающей части АС Совершенствование вычислительной техники и АС...
-
Российская система здравоохранения: текущее состояние, основные проблемы и барьеры для дальнейшего развития Российское здравоохранение на сегодняшний...
-
Наименование и область применения Наименование: Автоматизированная информационная система "Отель" в дальнейшем именуемая АИС "Отель". Область применения:...
-
В связи с увеличением числа сотрудников, работающих в компании, а также с расширением рабочего проекта, возникла проблема, связанная с версионностью...
-
Второй этап истории развития БД. - Технология создания и управления баз данных
Второй этап - эпоха персональных компьютеров Персональные компьютеры стремительно ворвались в нашу жизнь и буквально перевернули наше представление о...
-
Прогноз погоды - научно обоснованное предположение о будущем состоянии погоды в определенном пункте или регионе на определенный период. Составляется...
-
Физическая модель базы данных определяет способ размещения данных в среде хранения и способ доступа к этим данным, которые поддерживаются на физическом...
-
Специфика информационного обеспечения САПР - Состав систем автоматизированного проектирования
В комплекс средств автоматизированного проектирования входит информационное обеспечение, которое представляет собой совокупность документов, описывающих...
-
Транспортная стратегия России до 2025 г. определила основные направления развития железнодорожного транспорта. Предусмотрено создание таких условий, при...
-
Автоматизированные информационные системы - Технологический процесс в электронной промышленности
Полностью Автоматизированная информационная система или АИС -- это совокупность различных программно-аппаратных средств, которые предназначены для...
-
Структурная схема терминов Под корпоративной информационной системой (КИС или EIS - Enterprise Information System) понимают информационную систему...
-
Технологии распределенных вычислений (РВ) Современное производство требует высоких скоростей обработки информации, удобных форм ее хранения и передачи....
-
Структурная схема терминов Организация предпроектного обследования Предпроектная стадия включает комплекс научно-исследовательских работ и...
-
Внутреннее строение автоматизированных информационных технологий управления - Управление по функциям
В процессе создания и в ходе функционирования автоматизированных информационных технологий управления выделяют некоторые аспекты внутреннего строения...
-
Проблема представления знаний в компьютерных системах - одна из основных проблем в области искусственного интеллекта. Решение этой проблемы позволит...
Основные компоненты - История создания и развития автоматизированных информационных систем