Вибір та обгрунтування оптимальності теоретичних методів, Загальні відомості про експертні системи, Переваги експертних систем - Розробка прототипу експертної системи з вибору оптимальної мови програмування
Загальні відомості про експертні системи
Експертна система - це методологія адаптації алгоритму успішних рішень одної сфери науково-практичної діяльності в іншу. З поширенням комп'ютерних технологій це тотожна (подібна, заснована на оптимізуючому алгоритмі) інтелектуальна комп'ютерна програма, що містить знання та аналітичні здібності одного або кількох експертів щодо деякої галузі застосування і здатна робити логічні висновки на основі цих знань, тим самим забезпечуючи вирішення специфічних завдань (консультування, навчання, діагностика, тестування, проектування тощо) без присутності експерта (спеціаліста в конкретній проблемній галузі). Також визначається як система, яка використовує базу знань для вирішення завдань (видачі рекомендацій) у деякій предметній галузі [4].
Виділяють такі види експертних систем:
За метою створення:
Для навчання фахівців;
Для вирішення задач;
Для автоматизації рутинних робіт;
Для тиражування знань експертів.
За основним користувачем:
Для не фахівців в галузі експертизи;
Для фахівців;
Для учнів.
За типами розв'язуваних задач:
Інтерпретуючі системи - призначені для формування опису ситуацій за результатами спостережень або даними, одержуваними від різного роду сенсорів. Приклади: розпізнавання образів і визначення хімічної структури речовини;
Прогнозуючі системи - призначені для логічного аналізу можливих наслідків заданих ситуацій або подій. Приклади: прогнозування погоди і ситуацій на фінансових ринках;
Діагностичні системи - призначені для виявлення джерел несправностей за результатами спостережень за поведінкою контрольованої системи (технічної або біологічної). У цю категорію входить широкий спектр задач у всіляких предметних областях медицині, механіці, електроніці і т. д.;
Системи проектування - призначені для структурного синтезу конфігурації об'єктів (компонентів проектованої системи) при заданих обмеженнях. Приклади: синтез електронних схем, компонування архітектурних планів, оптимальне розміщення об'єктів в обмеженому просторі;
Системи планування - призначені для підготовки планів проведення послідовності операцій, що призводить до заданої мети. Приклади: задачі планування поведінки роботів і складання маршрутів пересування транспорту;
Системи моніторингу - аналізують поведінку контрольованої системи і, порівнюючи отримані дані з критичними точками заздалегідь складеного плану, прогнозують імовірність досягнення поставленої мети. Приклади: контроль руху повітряного транспорту і спостереження за станом енергетичних об'єктів;
Налагоджувальні системи - призначені для вироблення рекомендацій з усунення несправностей у контрольованій системі. До цього класу відносяться системи, що допомагають програмістам у налагодженні програмного забезпечення, і консультуючі системи;
Системи надання допомоги при ремонті устаткування - виконують планування процесу усунення несправностей у складних об'єктах, наприклад, у мережах інженерних комунікацій;
Навчальні системи проводять аналіз знань студентів за визначеним предметом, відшукують пробіли в знаннях і пропонують засоби для їхньої ліквідації;
Системи контролю забезпечують адаптивне керування поведінкою складних людино-машинних систем, прогнозуючи появу можливих збоїв і плануючи дії, необхідні для їхнього попередження. Приклади: керування повітряним транспортом, воєнними діями і діловою активністю в сфері бізнесу.
За ступенем складності структури:
Поверхневі системи - подають знання про область експертизи у вигляді правил. Умова кожного правила визначає зразок деякої ситуації, при дотриманні якої правило може бути виконано. Пошук рішення полягає у виконанні тих правил, зразки яких зіставляються з поточними даними. При цьому передбачається, що в процесі пошуку рішення послідовність формованих у такий спосіб ситуацій не обірветься до одержання рішення, тобто не виникне невідомої ситуації, що не зіставиться з жодним правилом;
Глибинні системи - крім можливостей поверхневих систем, мають здатність при виникненні невідомої ситуації визначати за допомогою деяких загальних принципів, справедливих для області експертизи, які дії варто виконати.
За типом використовуваних методів і знань:
Традиційні системи - використовують в основному неформалізовані методи інженерії знань і неформалізовані знання, отримані від експертів;
Гібридні системи - використовують методи інженерії знань і формалізовані методи, а також дані традиційного програмування та математики.
За видами використовуваних даних і знань:
З детермінованими знаннями;
З невизначеними знаннями.
Під невизначеністю знань і даних розуміються їхня неповнота, ненадійність, нечіткість.
За способом формування рішення:
Аналізуючі системи - вибір рішення здійснюється з множини відомих рішень на основі аналізу знань;
Синтезуючі системи - рішення синтезується з окремих фрагментів знань.
За способом урахування часової ознаки:
Статичні системи - призначені для вирішення задач з незмінними в процесі рішення даними і знаннями;
Динамічні системи - допускають зміни даних і знань у процесі рішення.
За рівнем складності:
Прості системи: поверхневі, традиційні (рідше гібридні) системи, виконані на персональних ПЕОМ, з комерційною вартістю від 100 до 25 тисяч доларів, з вартістю розробки від 50 до 300 тисяч доларів, з часом розробки від 3 міс. до одного року, що містять від 200 до 1000 правил;
Складні системи: глибинні, гібридні системи, виконані або на символьних ЕОМ, або на потужній універсальній ЕОМ, або на інтелектуальній робочій станції, з комерційною вартістю від 50 тисяч до 1 мільйона доларів, із середньою вартістю розробки 5-10 мільйонів доларів, часом розробки від 1 до 5 років, що містять від 1,5 до 10 тисяч правил.
За стадією існування (ступенем пропрацьованості і налагодженості):
Демонстраційний прототип - система, що вирішує частину необхідних задач, демонструючи життєздатність методу інженерії знань. При наявності розвитих інструментальних засобів для розробки демонстраційного прототипу потрібно в середньому приблизно 1-2 міс., а при відсутності 12-18 міс. Демонстраційний прототип працює, маючи 50-100 правил;
Дослідницький прототип - система, що вирішує всі необхідні задачі, але хитлива в роботі та не є цілком перевіреною. На доведення системи до стадії дослідницького прототипу йде 3-6 міс. Дослідницький прототип звичайно має 200-500 правил, що описують проблемну область;
Діючий прототип - надійно вирішує всі задачі, але для вирішення складних задач може знадобитися занадто багато часу та (або) пам'яті. Для доведення системи до стадії діючого прототипу потрібно 6-12 міс., при цьому кількість правил збільшується до 500-1000.
Система промислової стадії - забезпечує високу якість вирішення всіх задач при мінімумі часу і пам'яті. Звичайно процес перетворення діючого прототипу в промислову систему полягає в розширенні бази знань до 1000-1500 правил і переписуванні програм з використанням більш ефективних інструментальних засобів. Для доведення системи від початку розробки до стадії промислової системи потрібно 1-1,5 року;
Комерційна система - система, придатна не тільки для власного використання, але і для продажу різним споживачам. Для доведення системи до комерційної стадії потрібно 1,5-3 роки та 0,3-5 млн. доларів. При цьому в базі знань системи 1500 - 3000 правил.
За поколінням:
Системи першого покоління - статичні поверхневі системи;
Системи другого покоління - статичні глибинні системи (іноді до другого покоління відносять також гібридні системи);
Системи третього покоління - динамічні системи, що, як правило, є глибинними і гібридними.
За узагальненим показником - класом:
Класифікуючі системи вирішують задачі розпізнавання ситуацій. Основним методом формування рішень у таких системах є дедуктивне логічне виведення;
Довизначальні системи - використовуються для вирішення задач з не цілком визначеними даними і знаннями. У таких системах виникають задачі інтерпретації нечітких знань і вибору альтернативних напрямків пошуку в просторі можливих рішень. Як методи обробки невизначених знань можуть використовуватися байєсівський імовірнісний підхід, коефіцієнти впевненості, нечітка логіка;
Трансформуючі системи - відносяться до синтезуючих динамічних експертних систем, у яких передбачається повторюване перетворення знань у процесі вирішення задач. У системах даного класу використовуються різні способи обробки знань: генерація і перевірка гіпотез, логіка припущень і умовчань (коли за неповними даними формуються подання про об'єкти визначеного класу, що згодом адаптуються до конкретних умов ситуацій, що змінюються), використання метазнань (більш загальних закономірностей) для усунення невизначеностей у ситуаціях;
Мультиагентні системи - динамічні системи, засновані на інтеграції декількох різнорідних джерел знань, що обмінюються між собою одержуваними результатами в ході вирішення задач. Системи даного класу мають можливості реалізації альтернативних міркувань на основі використання різних джерел знань і механізму усунення протиріч, розподіленого вирішення проблем, що декомпозуються на паралельно розв'язувані підзадачі із самостійними джерелами знань, застосування різних стратегій виведення рішень у залежності від типу розв'язуваної проблеми, обробки великих масивів інформації з баз даних, використання математичних моделей і зовнішніх процедур для імітації розвитку ситуацій.
Переваги експертних систем
Експертні системи відзначаються певними перевагами над людьми-експертами при використанні. Зокрема, експертна система:
Переважає можливості людини при вирішенні надзвичайно громіздких проблем;
Не має упереджених думок, тоді як експерт може користуватися побічними знаннями і легко піддається впливу зовнішніх факторів;
Не робить поспішних висновків, нехтуючи певними етапами знайдення рішення;
Забезпечує діалоговий режим роботи;
Дозволяє роботу з інформацією, що містить символьні змінні;
Забезпечує коректну роботу з інформацією, яка містить помилки, за рахунок використання ймовірнісних методів досліджень;
Дозволяє проводити одночасну обробку альтернативних версій;
За вимогою пояснює хід кроків реалізації програми;
Забезпечує можливість обгрунтування рішення та відтворення шляху його прийняття.
Похожие статьи
-
Вимоги до характеристик об'єкта розробки Основними характеристиками, які повинна мати експертна система є: Накопичення і організація знань в доступному і...
-
Предметною областю курсової роботи є сучасні мови та засоби програмування. Не дивлячись на велику різноманітність мов та засобів у сучасному світі,...
-
VC++ - мова і середовище програмування, що відноситься до класу RAD - (Rapid Application Development _ "Засіб швидкої розробки додатків") засобів CASE -...
-
Відомі два підходи до організації інформаційних масивів: файлова організація та організація у вигляді бази даних. Файлова організація передбачає...
-
Функціональне призначення та технологічні особливості розробки Метою дипломної роботи є розробка гнучкої системи підтримки підвищення кваліфікації...
-
Перевірка працездатності системи тестування - Мультимедійна система для тестування студентів
Для того, аби перевірити працездатність оцінювання системи тестування знань студентів необхідно виконати діагностику системи. Найважливішою...
-
UML - моделювання Більшість існуючих методів об'єктно-орієнтованого аналізу і проектування (ООАП) включають як мову моделювання, так і опис процесу...
-
Розробка UML-діаграм, Діаграма прецедентів - Розробка алгоритму планування запасів
Діаграма прецедентів Діаграма прецедентів або її ще називають діаграмою варіантів використання є вихідним концептуальним поданням або концептуальною...
-
Загальні відомості Теплова електростанція (ТЕС) - це електростанція, що виробляє електричну енергію в результаті перетворення теплової енергії, що...
-
Методы и средства проектирования - Автоматизированные системы обработки экономической информации
Проектирование - процесс создания проекта-прототипа, прообраза предполагаемого или возможного объекта, его состояния. Современная технология создания АИС...
-
Метою дипломної роботи є розробка гнучкої системи інформаційної підтримки підвищення кваліфікації персоналу ДП№9. Що фактично означає створення...
-
Корпоративная интеграционная подсистема на базе IBM WebSphere Business Integration Message Broker [28] отвечает за выстраивание корпоративной...
-
Титульна сторінка Після запуску системи комп'ютерного тестування відкривається титульна сторінка проекту, яка містить в собі тему проекту та додаткову...
-
Для того, чтобы разработать оптимальный метод интеграции сторонних систем в существующую ИТ-инфраструктуру систем компании, требуется точно поставить...
-
Етапи рішення прикладних задач з використанням комп'ютерів 1) Формулювання задачі в термінах певної предметної галузі знань (математика, фізика,...
-
Вступ - Розробка графічної частини проекту землеустрою засобами геоінформаційних систем
Геоінформацімйна Системма - сучасна комп'ютерна технологія, що дозволяє поєднати модельне зображення території (електронне відображення карт, схем,...
-
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,...
-
Умовно функції ГІС можна поділити на п'ять груп, при цьому перші три належать до традиційних функцій геоінформаційних технологій, останні дві - до нових,...
-
Чтобы не заканчивать эту главу на такой печальной ноте, я решил включить в последний раздел избранные максимы о построении экспертных систем, почерпнутые...
-
При разработке практически всех инструментальных средств за основу принимается методология автоматизации проектирования на базе использования прототипов....
-
Програмне та технічне забезпечення, Засоби розробки - Інформаційна система "Автозаправна станція"
Засоби розробки Бурхливий розвиток обчислювальної техніки, необхідність в ефективних засобах розробки програмного забезпечення призвели до появи систем...
-
Етапи розвитку інформаційних систем - Типи інформаційних систем
У 50-ті рр. була усвідомлено роль інформації, як найважливішого ресурсу підприємства, організації, регіону, суспільства взагалі; почали розробляти...
-
Вибір матеріалів, Обгрунтування вибору матеріалів - Проектування нових моделей одягу
Обгрунтування вибору матеріалів Джинс є одним з найбільш підходящих матеріалів при виборі тканин для повсякденного жіночого сарафана. Він добре тримає...
-
Следующим этапом, когда документация найдена, источники изучены, а другие решения проанализированы, является реализация автоматизированной системы...
-
Поняття бази даних. Системи управління базами даних - Система керування базами даних Access
Під час інформаційної діяльності людина збирає і накопичує відомості про довкілля. До появи обчислювальної техніки вся інформація звичайно зберігалася в...
-
При установке Linux будет предоставлена информация о требуемом дисковом пространстве при различной конфигурации системы. Отдельно устанавливаемые...
-
Склад і характеристика проектів IDE MS Visual Studio C++ Будь-яка програма, що створюється в середовищі Visual Studio C++ завжди оформляється як окремий...
-
Определение методов реинжиниринга информационных систем Основные задачи, которые стоят перед проектировщиком, занимающимся реинжинирингом информационных...
-
Построение модели предметной области с помощью описания структур данных и программного кода является классическим подходом в разработке ИС. Зачастую...
-
Как известно , необходимость интеграции нескольких информационных систем как внутри одной организации (системы являются подсистемами к историчной...
-
По результатам данного исследования необходимо выявить недостатки и ограничения существующих технологий интеграции. Для проведения исследования...
-
Информационная система крупной организации, как правило, представляет собой исторически сложившуюся совокупность отдельно работающих систем, которые...
-
Как известно, реализация каждого основного технологического процесса требует наличия вспомогательных (второстепенных) процессов, обеспечивающих...
-
Для того щоб спроектувати реляційну БД потрібно виділити певну сукупність таблиць, які містять потрібну інформацію, і встановити зв'язки між цими...
-
Геоінформаційний система проектування моделювання Порядок реєстрації земельних ділянок З набранням чинності Законом України "Про Державний земельний...
-
У цей час існують різні системи керування запасами, кожна з яких характеризується певними особливостями планування запасів. Розглянемо основні з даних...
-
Найменування та галузь використання Найменування розробки: гнучкої системи інформаційної підтримки підвищення кваліфікації персоналу ДП№ 9. Розроблена...
-
Различные возможности и границы применения вычислительной техники для автоматизации проектирования определяются уровнем формализации научно-технических...
-
Для проверки соответствия требованиям ТЗ, была поставлена задача разработки 3-D модели корпуса Kyocera KD-PB1D79 при помощи системы AutoCAD. В этой части...
-
Зробивши аналіз літературних джерел було отримано такі результати, що широкому впровадженню Інтернету речей перешкоджають складні технічні та...
Вибір та обгрунтування оптимальності теоретичних методів, Загальні відомості про експертні системи, Переваги експертних систем - Розробка прототипу експертної системи з вибору оптимальної мови програмування