Характеристики экспертных систем
Экспертные системы
Основные понятия экспертных систем
Смысл экспертного анализа
Задумайтесь над таким вопросом: “При выполнении каких условий компьютерную программу можно назвать экспертом?”
1. Вполне логично потребовать, чтобы такая программа обладала знаниями. Просто способность выполнять некоторый алгоритм, например, производить анализ списка элементов на наличие какого-либо свойства, явно не отвечает этому требованию. Это все равно, что дать первому случайному прохожему список вопросов и ответов, и ожидать от него успешного выполнения поиска и устранения неисправностей в системах определенного типа. Раньше или позже, но он обязательно столкнется с ситуацией, не предусмотренной в том списке, которым его снабдили.
2. Знания, которыми обладает программа, должны быть сконцентрированы на определенную предметную область. Случайный набор имен, дат и мест событий, сентенций из классиков и т.п. — это отнюдь не те знания, которые могут послужить основой для программы, претендующей на способность выполнить экспертный анализ. Знания предполагают определенную организацию и интеграцию — т.е. отдельные сведения должны соотноситься друг с другом и образовывать нечто вроде цепочки, в которой одно звено “тащит” за собой следующее.
3. И, наконец, из этих знаний должно непосредственно вытекать решение проблем. Просто продемонстрировать свои знания, касающиеся, например технического обслуживания компьютеров, — это далеко не то же самое, что привести компьютер в “чувство”. Аналогично получить доступ к оперативной документации — это совсем не то же самое, что иметь в своем распоряжении специалиста (или программу), способного справиться с возникшими проблемами.
|
|
|
Теперь попробуем подытожить эти рассуждения в следующем формальном определении экспертной системы (ЭС).
Экспертная система – это программа для компьютера, которая оперирует со знаниями в определенной предметной области с целью выработки рекомендаций или решения проблем.
ЭС может полностью взять на себя функции, выполнение которых обычно требует привлечения опыта человека-специалиста, или играть роль ассистента для человека, принимающего решение. Другими словами, система (техническая или социальная), требующая принятия решения, может получить его непосредственно от программы или через промежуточное звено — человека, который общается с программой. Тот, кто принимает решение, может быть экспертом со своими собственными правами, и в этом случае программа может “оправдать” свое существование, повышая эффективность его работы. Альтернативный вариант — человек, работающий в сотрудничестве с такой программой, может добиться с ее помощью результатов более высокого качества. Вообще говоря, правильное распределение функций между человеком и машиной – это одно из ключевых условий высокой эффективности внедрения ЭС.
|
|
|
Исследования в этой области сконцентрированы на разработке и внедрении компьютерных программ, способных эмулировать (имитировать, воспроизводить) те области деятельности человека, которые требуют мышления, определенного мастерства и накопленного опыта. К ним относятся задачи принятия решений, распознавания образов и понимания человеческого языка. Эта технология уже успешно применяется в некоторых областях техники и жизни общества — органической химии, поиске полезных ископаемых, медицинской диагностике. Перечень типовых задач, решаемых ЭС, включает:
- извлечение информации из первичных данных (таких как сигналы, поступающие от гидролокатора);
- диагностика неисправностей (как в технических системах, так и в человеческом организме);
- структурный анализ сложных объектов (например, химических соединений);
- выбор конфигурации сложных многокомпонентных систем (например, распределенных компьютерных систем);
|
|
|
- планирование последовательности выполнения операций, приводящих к заданной цели (например, выполняемых промышленными роботами).
Хотя известны и “обычные” программы, специализирующиеся на определенных задачах из представленного перечня (или аналогичных им в смежных областях), ЭС можно выделить в отдельный, достаточно хорошо различимый класс программ. Четкого формального определения ЭС, которое всех бы удовлетворило, не существует — приведенное выше довольно расплывчато. Но существует много важных признаков, присущих в той или иной степени всем ЭС.
Характеристики экспертных систем
ЭС отличается от прочих прикладных программ наличием следующих признаков.
1. Моделирует не столько физическую (или иную) природу определенной проблемной области, сколько механизм мышления человека применительно к решению задач в этой области. Это существенно отличает ЭС от систем математического моделирования или компьютерной анимации. Конечно, нельзя сказать, что программа полностью воспроизводит психологическую модель специалиста в этой предметной области (эксперта), но важно, что основное внимание все-таки уделяется воспроизведению компьютерными средствами методики решения проблем, которая применяется экспертом, т.е. выполнению некоторой части задач так же (или даже лучше), как это делает он.
|
|
|
2. Система, помимо выполнения вычислительных операций, формирует определенные соображения и выводы, основываясь на тех знаниях, которыми она располагает. Знания в системе представлены, как правило, на некотором специальном языке и хранятся отдельно от собственно программного кода, который и формирует выводы и соображения. Этот компонент программы принято называть базой знаний.
3. При решении задач основными являются эвристические и приближенные методы, которые, в отличие от алгоритмических, не всегда гарантируют успех. Эвристика, по существу, является правилом влияния, которое в машинном виде представляет некоторое знание, приобретенное человеком по мере накопления практического опыта решения аналогичных проблем. Такие методы являются приблизительными: во-первых, они не требуют исчерпывающей исходной информации, во-вторых, существует определенная степень уверенности (или неуверенности) в том, что предлагаемое решение является верным.
ЭС отличаются и от других видов программ из области искусственного интеллекта в следующем:
1. ЭС имеют дело с предметами реального мира, операции с которыми обычно требуют наличия значительного опыта, накопленного человеком. Множество программ из области ИИ – сугубо исследовательские и основное внимание в них уделяется абстрактным математическим проблемам или упрощенным вариантам реальных проблем (иногда их называют “игрушечными” проблемами), а цель выполнения такой программы – “повышение уровня интуиции” или отработка методики. ЭС имеют ярко выраженную практическую направленность в научной или коммерческой области.
2. Одна из основных характеристик ЭС – ее производительность, т.е. скорость получения результата и его достоверность (надежность). Исследовательские программы искусственного интеллекта могут и не быть очень быстрыми, можно примириться и с существованием в них отказов в отдельных ситуациях, поскольку это инструмент исследования, а не программный продукт. А вот ЭС должна за приемлемое время найти решение, которое было бы не хуже, чем то, которое может предложить специалист в этой предметной области.
3. ЭС должна обладать способностью объяснить, почему предложено именно такое решение, и доказать его обоснованность. Пользователь должен получить всю информацию, необходимую ему для того, чтобы быть уверенным, что решение принято “не с потолка”. В отличие от этого исследовательские программы “общаются” только со своим создателем, который и так (скорее всего) знает, на чем основывается ее результат. ЭС проектируется в расчете на взаимодействие с разными пользователями, для которых ее работа должна быть прозрачной.
Дата добавления: 2019-07-15; просмотров: 669; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!