Жалпыланған экспертті жүйенің құрылымдық сұлбасы және компоненттері

Пән: Информатика, Программалау, Мәліметтер қоры
Жұмыс түрі: Реферат
Тегін: Антиплагиат
Көлемі: 7 бет
Таңдаулыға:

ҚАЗАҚСТАН РЕСПУБЛИКАСЫНЫҢ БІЛІМ ЖӘНЕ ҒЫЛЫМ МИНИСТРЛІГІ

СЕМЕЙ ҚАЛАСЫНЫҢ ШӘКӘРІМ АТЫНДАҒЫ МЕМЛЕКЕТТІК УНИВЕРСИТЕТІ

Автоматтандыру және электротехника кафедрасы

СӨЖ

Тақырыбы: Жалпыланған экспертті жүйенің құрылымдық сұлбасы және компоненттері

Орындаған:Қайырбек А. С

Тобы: ВТ-211

Қабылдаған:Курушбаева Д. Т

СЕМЕЙ 2015

Жоспар:

Эксперттік жүйе түсінігі
Эксперттік жүйенің құрылымы, сұлбасы және компоненттері
Пайдаланған әдебиеттер

1. Адам қызметінің әр түрлі салаларында нақты алгоритмі немесе әдісі жоқ міндеттер жиі кездеседі. Ол міндеттерді тек қана сол кәсіппен шұғылданатын білімді мамандар шеше алады. Ол аппаратураны диагностикалау, жұмыс аптасын жоспарлау, операцияны болжау, аппаратурада жұмыс жасап үйрену және т. б. жұмыс түрлері. Негізінен мұндай міндеттер болжау, оқыту, модельдеу сияқты салалармен қоса медицина, заң, ғылым мен техниканың алуан түрлі салалары, экономика, экология, әскери іс және т. б. кездеседі. Осындай міндеттерді шешу үшін арнайы бағдарламалар кешені - эксперттік жүйелер (ЭЖ) бар. Олар нақты емес қойылымы бар міндеттерді арнайы білім базасына (ББ) жолыға отырып шешеді, яғни ол базада пайда болған проблеманы шешуге арналған мәліметтер бар. Шешімді ЭЖ өз бетімен табады. Сонымен қатар, ЭЖ әдетте мамандардың өздеріне ББ-сын жасауына мүмкіндік беріп, оны өзгертуге немесе толықтыруға, басқаруға жол ашады. Нарықтағы бағдарламалық қамтамасыз ету (БҚЕ) әдетте өте қымбат тұрады. Соған байланысты, қазіргі кезде екінің бірі өз ортасына ЭЖ тарата алмайды, және де тиімді ЭЖ өзіне сондай қымбат аппараттық қамтамасыз етуді талап етеді. Экперттік жүйе дегеніміз бұл әдістер мен ұйымдастыру жолдарының жиынтығы, күрделі міндеттерді шешуге арналған білімдердің сақталуы мен қолданылуы. Эксперттік жүйе берілген шешімдердің арасынан ең үздігін таңдай отыра, жоғары сапалы мамандар тобының тәжірибесіне сүйену арқылы өзінің тиімділігін арттырады. Оларды стратегия құрылымы кезінде бағалай отыра, үлкен көлемдегі жаңа факторлардың әсерін талдайды, алдын ала болжау мүмкіндіктерін қалыптастырады. Заманауи ЭЖ - білім базасын қалыптастыратын, міндеттерді шешу кезінде жинақталған білім базасының көмегімен адам-маманның әрекетін модельдейтін мамандандырылған компьютерлік бағдарлама. ЭЖ-ні ойлап табу және пайдалану ақпараттық технологиялардың дамуының концептуалды кезеңі болып табылады. Проблеманы шешудің интеллектуалдық негізіне белгілі бір іс-әрекет саласындағы тәжірибелі сарапшы-мамандардың білімдерін жаңғырту алынады.

2. Эксперттік жүйелердің құрылымы. Қазіргі кезде эксперттік жүйелердің технологиясы ең алуан түрлі мәселелі облыстарда, қаражат, мұнай және газ өнеркәсібі, энергетика, транспорт, фармацевтикалық өндіріс, ғарыш, метуллургия, тау кен ісі, химия, білім, целлюлозды - қағаз өнеркәсіп, телекоммуникация және байланыс және т. б сияқты әр түрлі түрдегі міндеттерді (интерпретация, болжау, диагностика, жоспарлау, құрылымдау, бақылау, ретке келтіру, инструктаж, басқару) шешу үшін қолданылады. Эксперттік жүйелерді орындаудағы үш негізгі түр өзгешілік белгілі. Жеке бағдарлама түрінде орындалған экспертті жүйелер, бұл бағдарламаның тікелей бөлігі болып келетін кейбір алгоритмдік тілдегі білім базасы. Ережеге сай, мұндай жүйелер бір бекітілген пәндік облыста міндеттерді шешу үшін арналған. Мұндай жүйелерді құру кезінде дәстүрлі рәсімді PASCAL, C тілдерімен қатар, жасанды интеллектің мамандандырылған тілдері LISP, PROLOG қолданылады. Экспертті жүйелердің қабыршақтары - белгілі бір пәндік облыс үшін арналған көрсету тәсілдеріне иеленуші бағдарламалық өнім. Қолданушының міндеті тікелей бағдарламауға емес, ал ұсынылып отырған қабыршақтар мүмкіндіктерін қолданумен жұмыс жасау мен білімді енгізу жасалынады. Бұл жүйелердің кемшілігі барлық бар пәндік облыстарды бір жүйемен ұстап тұру мүмкін еместігінде. Мысал болып ИНТЕРЭКСПЕРТ, РС+, VP-Expert қызмет етеді. 22 Экспертті жүйелердің қабыршағы деп аталатын бағдарлама класы, бағдарлама жасай алмаййтындарға аналогті мәселелерді шешкен, бағдарлама жасай алатындардың нәтижелерімен қолдану болатын мақсатпен құрылды. Сөйтіп, EMYCIN бағдарламасы қосымшада медицинаның басқа облыстарында MYCIN жүйесінің архитектурасын қолдануға мүмкіндік береді. На базе EMYCIN базасы негізінде медицина (мысалы, өкпе аурулары диагностикасы үшін PUFF жүйесі), сонымен қатар басқа да білім облыстарына эксперттік жүйелер жете зерттелінді, мысалы SACON құрылымдық талдау бағдарламасы. Қабыршақтар міндеттердің жеткілікті жіңішке класына бейімделген бағдарламалар болып табылатыны әбден белгілі, алайда сол немесе басқа бағдарлама негізінде қабыршақ құрылған бағдарламасынан әлдеқайда кең. С EMYCIN жүйесінің авторы Ван Меле қабыршақтар мәселелерді шешу үшін арналған әмбебап архитектура болмайтынын бірінші болып атап кеткен. Онымен жете зерттелген EMYCIN жүйесі дедуктивті амал арқылы болжамға шешуге еліктейтін, деректердің үлкен көлемді диагностикалау мәселелеріне бейімделген. Кленси (Clancey) осыған ұқсайтын мәселелер класын «эвристикалық классификация мәселелері» деп атап кетті. Алайда бұл амал құрылымдамалау мәселелерін шешу үшін анағұрлым аз сәйкес келеді, яғни жеке элементтерді бір комплекске берілген шектеулерді есепке ала отыра біріктіру. Мұндай типтегі көптеген коммерциалық өнімдер іздеу кеңістігі онша жоғары емес мәселелер үшін жарайды. Ережеге сай, қорытындының кері тізбегін құрудың жеткілікті және үрдісті басқарудың шектеулі мүмкіндіктері әдісі қолданылады. Бірақ, заманауи қабыршақтар, мысалы олардың ойлап табушылары бекіткен М. 4, кең көлемдегі міндеттерді шешу үшін қолданылуы мүмкін, себебі олар логикалық қорытындының тікелей тізбегін модельдеу, процедуралар, хабарламаларды жіберу және т. б қоса алғанда, білім мен басқару көрсетілімінің функция жиымын қолдайды. Бірінші зерттемелермен салыстырғанда заманауи қабыршақтар икемдірек болып келеді, асып кеткенде, олар бағдарламалық қамтамасыздандыру нарығында жетілімді операционды орталардың көпшілігіне аса қиындықсыз интегралдануы мүмкін және қолданшы интерфейстің дамыған тәсілдерімен жеткілікті жарықтандырылған. Сөйтіп, МЛ қабыршығы персоналды компьютерлерде қолданылатын, кез келген операционды жүйелердің басқаруымен жұмыс істей алады, яғни деректер базасына қосылу, С, Visual BASIC және Visual C++ тілдеріндегі бағдарламалық код фрагменттерін қосуға арналған әдістерге ие. Қабыршақ қоданушы интерфейсінің индивидуалды күйге келтіруін қолдайды және . MYCIN жүйе - тек сияқты, «неге» сұрағына жауап беру кезінде түсіндірмені қалыптастыруға ие. Эксперттік жүйелердің генераторы - қабыршақты алу үшін арналған, сол немесе сол ғана білімнің көрсетіліміне қарастырылып отырған пәндік облысқа байланысты бейімделген қуатты бағдарламалық өнім. Бұл түр өзгешіліктің мысалдары - KEE, ART жүйелері және т. б. 23 Көптеген қолдану облыстарының толық тізіміне тоқтамай ғана, тек қана эксперттік жүйелер әдістемесі сәтті қолданылған дамыған мемлекеттердің халықаралық шаруашылық салаларының кейбіреуін ғана атап кетуге болады: химия, ауыл аруашылығы, электроника, білім, қаражат, геология, медицина, әскери іс, бағдарламалық қамтамасыздандыру және т. б. Олар шешетін есепулердің негізгі типтерінің тізімінен интерпретация, болжау, диагностика, жобалау, жоспарлау, басқару, бақылау, ретке келтіру, жөндеу, оқуды атап кетуге болады. Қазіргі таңда шетелдерде кеңінен таралған эксперттік жүйелердің тізім және олардың тізімін келесі түрде атап кетуге болады: : INSIGT, LOGIAN, NEXPERT, RULE MASTER, KDS, PICON, KNOWLEDGE CRAFT, KESII, S1, TIMM және т. б. Заманауи эксперттік жүйелер тәжірибені және жетекші мамандардың білімін тарату үшін тәжірибе жүзінде барлық сфераларда кеңінен қолданылады. Дәстүрлі түрде білімнің екі түрі бар - ұжымдық білім және жеке білім. Егер де пәндік облыста білімнің көп бөлігі ұжымдық түрде көрсетілген болса, онда бұл пәндік облыс эксперттік жүйелерге мұқтаж емес.

Қарапайым статикалық ЭЖ келесі негізгі құрамдардан тұрады (сурет 1) :

• Шешім қабылдаушы (интерпретатордан) ;

• Дерек қор (ДҚ) деп аталатын жұмысшы жадыдан (ЖЖ) ;

• Білім қоры (БҚ) ;

• Білім алу компонент;

• Түсіндіруші компонент;

• Диалогтық компонент

Сурет 1 Статистикалық ЭЖ-нің құрылымдық сұлбасы

Динамикалық Эксперттік Жүйелер архитектурасын статикалық
ЭЖ салыстырғанда екі компонент кірістіріледі: сыртқы әлемді жобалау жүйесі
және сыртқы ортамен байланыс жүйесі. Соңғысы сыртқы әлеммен датчик
жүйелерімен және контроллерлермен жүзеге асады. Одан басқа, статикалық
ЭЖ-нің дәстүрлі компоненттері нақты дүниеде болып жатқан оқиғалардың
уақытша логикасын бейнелеу үшін, маңызды өзгерістерге шыдайды.

Сурет 2 Динамикалық ЭЖ-нің құрылымдық сұлбасы

ЭЖ-ні құру бойынша жұмыс кезінде оларды жасақтаудың анықталған
технологиясы қалыптасты, бұл технология келесі алты кезеңдерді өзіне қосады сәйкестендіру, тұжырымдамаландыру, нысандандыру, орындау,
тестілеу, тәжірибелік пайдалану.

Сурет 3 Эксперттік жүйенің құрылымдық сұлбасы

Түсіндірмелі компонент тапсырманың шешімін жүй қалай алғанын (немесе неліктен алмағанын) және ол үшін қандай білімдерді қолданғанын түсіндіреді. Бұл экспертке жүйені тестілеуді жеңілдетеді және шыққан нәтижеге тұтынушының сенімін көтереді.

Диалогтық компонент барлық тұтынушылар категорияларымен достық қарым-қатынасты құруға бағытталған. Ол тапсырманы шешу барысында да, білім алу, жұмыс нәтижесін түсіндіруде де болады.

ЭЖ-нің барлық негізгі компоненттері қамтиды:

Экспертті жүйе 2 режимде жұмыс істейді: білім алу мен тапсырманы шешу (консультация режимі және ЭЖ қолдану режимі деп те аталады) . Білім алу режимінің ЭЖ-пен қарым-қатынасы білім бойынша инженерінің делдалдылығымен іске асады. Эксперт проблеманы облысты берілгендер мен ережелер мәні түрінде сипаттайды. Берілгендер объектілерді анықтайды, экспертиза облысындағы мінездемелер мен маңызын анықтайды. Ережелер проблемалы облысты зерттеуге арналған берілгендерді басқару әдістерін анықтайды. Эксперт білім алу компонентін қолдана отырып, ЭС-ке шешу режимінде мәселені өз бетінше шешуге көмектесетін білімдер жүйесін толықтырады.

Білім алу режимінде түсіндірмелі компонент маңызды орын алады. Осының көмегімен эксперт тестілеу кезеңінде ЭС-тің сәтсіз жұмысының себебін локализдейді. Бұл экспертке ескі білімдерді модифицирлеп, жаңасын енгізуге көмектеседі. Эдетте түсіндірмелі компонент келесілерді айтады: тұтынушы ақпаратын қалай дұрыс қолдану керек; берілгендер мен ережелер неге қолданылды немесе қолданылмады; қандай қорытындылар шығарылды, т. б. Барлық түсіндірулер, ереже бойынша, шектелген анық тілде немесе графикалық тілде жасалады.

Білім алу режимінде бағдарламаны шешуге дәстүрлі көзқараспен қарағанда алгоритмизация кезеңдері, бағдарламалау сәйкес келеді. Дәстүрлі көзқарастан айырмашылығы бағдарлама зерттеуін эксперт іске асырады (ЭС көмегімен) .

Консультация режимінде ЭС-пен қарым-қатынас нәтиже мен шешім алу әдісін қызықтыратын соңғы тұтынушы іске асырады. Тұтынушы ЭС тағайындауына тәуелді берілген проблемалы облыста маман өзі жауап ала алмағандықтан ЭС-ке кеңсе алуға келеді; ал егер ол оның маманы болса, ол нәтижені процесін жылдамдату үшін ЭС-ке келеді: «тұтынушы» термині ол экспертте, білім бойынша инженер де, программист те бола алуын білдіреді. Сондықтан ЭС кім үшін жасалғанын айту үшін «соңғы тұтынушы» терминін қолданады.

... жалғасы

Сіз бұл жұмысты біздің қосымшамыз арқылы толығымен тегін көре аласыз.