Эксперттік жүйені жасақтау технологиясы
7
8
9
10
АНДАТПА
Берілген дипломдық жобада медициналық эксперттік жүйе жасақталды.
ЭЖ құрылымы мен ерекшеліктері толықтай зерттеліп, танылды.
Кіріспе бөлімінде дипломдық жобаның жалпы түсініктемесі және
қойылған мақсаттар туралы жазылды. ЭЖ-ге қандай факторлар әсер ететінін
математикалық теңдеулермен сипатталған.
Негізгі бөлімде
ЭЖ-лерге түсініктеме беріліп, егжей-тегжейлі
қарастырылған. Олардың заманымыздағы іскерлік әлемдегі ролі және негізгі
қолданылу облыстарына шолу жасалынды.
Кіріспе бөлімінде айтылып кеткен барлық алға қойылған мақсаттар
орындалды. Пәндік облыс зерттеліп, инструменталды құрал таңдалып,
бағдарлама тексеріліп ЭЖ жүзеге асты.
Экономикалық бөлім эксперттік жүйенің экономикалық тиімділігі мен
өтеу мерзімін енгізеді.
Жобада еңбек қорғаумен байланысты ұйымдастыру шараларымен
жұмысты атқарушы адамдарды және жұмыс орнын қауіпсіздендіру шаралары
қарастырылды.
АННОТАЦИЯ
В данном дипломном проекте разработана медицинская экспертная
система (ЭС). Были исследованы и изучены структура и особенности ЭС.
В введении приведено общее пояснение и поставленные цели для
осуществления
дипломного проекта. Характеризуются математические
уравнении факторов которые воздействуют на ЭС.
В основной части были достигнуты цели, поставленные в введении.
Изучается предметная область, выбирается инструментальное средство,
программа тестируется, и таким образом ЭС была разработана.
Экономическая часть дипломного проекта содержит расчеты
экономической эффективности и сроки окупаемости ЭС.
В проекте приведены организационные мероприятия и рассмотрены
безопасность рабочего состава и рабочего места.
МАЗМҰНЫ
11
КІРІСПЕ
1 Эксперттік жүйенің түсінігі
1.1 Негізгі түсініктер мен анықтамалар
1.1.1 Эксперттік жүйелердің даму тарихы, алғашқы эксперттік жүйелер
1.1.2 Эксперттік жүйелердің ерекшеліктері мен негізгі функциялары
1.2 Эксперттік жүйенің құрылымы
1.2.1 Статикалық және динамикалық эксперттік жүйелер
1.2.2 Эксперттік жүйені жасақтау технологиясы
1.3 Медициналық эксперттік жүйелер
2 Пәндік облысты зерттеу
2.1 Медицина облысы
2.2 Жүрек аурулары Қазақстанда
2.3 Сенімділік желілері
2.3.1 Демпстер-Шефер ақиқат теориясы
2.3.2 Демпстер-Шефер заңын эксперттік жүйеде қолдануының
математикалық моделі
3 Бағдарламалау технологиясы, тілі мен ортасы
3.1 Жасақталған эксперттік жүйенің құрылымын анықтау
3.2 Логикалық қорытынды механизмі алгоритмін жасақтау
3.3 Эксперттік жүйені құрастыру құрылымы
3.4 Қолданушымен интерфейсті жасақтау
3.5 Тестілеу стратегиясын таңдау
4 Экономикалық бөлім
5 Еңбекті қорғау және қауіпсіздік ережелері
ҚОРЫТЫНДЫ
ПАЙДАЛАНЫЛҒАН ӘДЕБИЕТТЕР ТІЗІМІ
Қосымша А
Қосымша Б
КІРІСПЕ
12
Қазіргі уақытта бүкіл әлемде күннен күнге эффективті басқару шешімін
қабылдаумен қатысты мәселелерге көп назар аударылады. Бұл іскерлік әлемнің
дамуының аса үлкен қарқындылығымен байланысты. Қажетті ақпаратты
оперативті түрде тауып, оны жалпылап, қолда бар ақпаратты талдап, себепті
түрде шешім қабылдап, және сол шешімдердің жүзеге асу тәуекелділігі мен
мүмкіндігін бағалау қажеттігі туатын жағдайлар бүгінгі күнде көптеп кездеседі.
Соған байланысты күрделі басқару шешімдерін қабылдаушы мамандардың,
жұмысшылардың рөлі артуда. ХХ ғасырдың 80-жылдардың басында
эксперттік жүйелер деген атау алған бағыт пайда болды. Эксперттік жүйелер
белгілі бір облыс бойынша маманның, эксперттің жинақтаған білімі негізінде
күрделі интеллектуалды мәселелерді шеше алады және шешуге көмек бере
алады. Қазіргі сәтте эксперттік жүйелер әр түрлі қиындық туғызатын
облыстарда қолданылады. Көбінесе эксперттік жүйелер бизнесте, өндірісте
және медицинада қолданылады [1]. Эксперттік жүйелер күрделі шешімдерді
қабылдау үшін қолданылады, бірақ өзінің қабылдаған шешімдерінің сапасы
бойынша маман-эксперттен қалыспайды және оларға шешімдерінің
мөлдірлігі тән. Сонымен қатар, олардың білім базасын эксперттің
қатысуымен толықтырып, жаңартып отырады.
Эксперттік жүйелердің басқа жасанды интеллект жүйелерімен
салыстырғанда бір үлкен айырмашылығы бар: мәселен, нейрондық желілер
немесе генетикалық алгоритмдер сияқты, олар қандай да бір жан жақты
мәселелерді шешуге арналмаған. Эксперттік жүйелер жасақтаушылар таңдаған
белгілі бір облыс бойынша, кей жағдайларда облыстар бойынша, сапалы түрде
шешім қабылдауға бағытталған.
Эксперттік жүйелер адамның білімі мен тәжірибесін және машинаның
жылдамдығын өз бойында сыйыстыра отырып, қойылған мәселені шешу
мақсатында жүйеге енгізілген мәліметтердің белгілі бір саны мен сапасына
қатысты шешім қабылдауға және оны түсіндіруге мүмкіндік береді.
Медицинада экперттік жүйелер адам ағзасының жұмысының бұзылу
себептерін анықтау үшін, басқаша айтқанда, диагноз қою мақсатында
қолданылады. Көпшіліктің пікірі бойынша ең белгілі диагностикалық
эксперттік жүйе болып MYCIN есептеледі.
Сонымен қатар дәрігерлерге күнделікті дұрыс диагноз қоюға және сәйкес
емделу тағайындауға көмектесетін көптеген медициналық эксперттік жүйелер
жасақталған. Осы күнге дейін жаңа эксперттік жүйелер жасақталу үстінде,
мысалы, НЕФРЭКС - балалардағы бүйрек ауруларының медициналық
диагностикалық эксперттік жүйесі, РЕПРОКОД - тамыр ауруларын анықтайды
(атеросклероз, гипертония), ДИАКОМС - көздің онкологиялық ауруларын
анықтау үшін, ES 4.0 - сүт бездері және қалқанша без ауруларының
диагностикалық жүйесі және тағы басқалары.
13
Интерпретация, диагностика, реттеу, болжау, жоспарлау, нобайлау
мәселелері бар. Мұндай мәселелерді эксперттік жүйелер көмегімен шешуге
болады.
Мамандардың жұмыс істейтін көптеген адам қызметінің облысындағы
объектілер математикаға тиісті таза синтаксистік объекттерге топтастырыла
алмайды. Медицина мамандардың білімі күрделі формалданатын адам
қызметінің облыстарының бірі болып табылады. Медициналық диагностикалық
эксперттік жүйелер жасақтау мәселесі қазіргі сәтте өте маңызды.
Жүрек тамыры аурулары - еліміздегі ең көп таралған аурулардың бірі,
сондықтан медициналық эксперттік жүйенің нақты облысын таңдау кезінде
жүрек тамыры аурулары таңдалған болатын. Бұл дипломдық жобада жүрек
тамыры жүйесі аурулары себептері мен симптомдары және олардан емделу
тәсілдері туралы ақпарат танылып және жүйеленеді. Осыған орай дипломдық
жобада жүрек тамыры жүйесі аурулары туралы білімді жүйелеу, білім қорына
негізделген жүйе арқылы осы аурулардың алдын алу, оларды
классификациялау және бұл облыстағы маман үшін белгілі бір деңгейде
ұсынылған емдеу жолдары туралы шешім қабылдайтын көмекші құрал
жасақтау есебі қойылады.
Бұл дипломдық жобада медициналық білімді елестету мәселесін шешу
және логикалық қорытынды механизмінің алгоритмін жасақтау талабы
қойылған.
Қойылған мақсатқа жету үшін келесі мәселелер қарастырылады:
1. пәндік облысты зерттеу;
2. эксперттік жүйені жасақтау инструменталды құралын таңдау және
зерттеп тану;
3. медициналық эксперттік жүйенің мәліметтері мен білімі құрылымын
жасау;
4. жүйе жұмысының алгоритмдерін жасақтау;
5. эксперттік жүйені кодтау, тестілеу.
Зерттеудің мақсаты:
1. Мекеменің принциптерін меңгеру және эксперттік жүйелердің жұмыс
істеуі, сонымен қатар, оларды проектілеудің тәжірибелік дағдылар алу;
2. Эксперттік жүйелердің қолдану облыстарында және мүмкіндіктер
жайында және соның
ішінде медицина облысында, олардың
архитектуралық ерекшеліктерінде және құрылуларының амалдарында
жүйеленген көрсетілімдерді меңгеру;
3. Диагноз процесі талаптарын толықтай қамтамасыз ететін диагноз қою
бағдарламасын құру.
Зерттеу әдістері:
диалектикалық жалпылама, салыстырмалы,
аналитикалық, тарихи, логикалық әдістер, сонымен қатар жүйелік-құрылымды,
жүйелік-функционалды әдістер және жалпылама әдістері.
Дипломдық жұмыстың құрылымы:
кіріспеден, жеті бөлімнен,
қорытындыдан, пайдаланылған әдебиеттер тізімінен және қосымшалардан
14
тұрады. Жалпы жұмыстың көлемі 74 беттен тұрады, 16 суреттен, 8 кестеден
мен 4 қосымшадан құралады.
Бірінші бөлімде эксперттік жүйе туралы жалпылама түсінік, даму тарихы,
алғашқы эксперттік жүйелер, эксперттік жүйелердің ерекшеліктері мен негізгі
функциялары қарастырылып, құрылымы мен жасақтау технологиясы туралы
толық айқындалады.
Екінші бөлімде пәндік облыс зерттеледі, Қазақстанда кездесетін жүрек-
тамыр ауруларының түрлері сарапталып толықтай зерттелуі керек. Демпстер-
Шефердің ақиқат теориясы туралы ғана айтылып қоймай, медициналық
эксперттік жүйеде қолданылуы мен математикалық есептеулермен мысалдары
көрсетіледі.
Үшінші бөлімді негізгі бөлім десек те болады. Бұл бөлімде эксперттік
жүйе диагностика ретінде Delphi тілінде диагностика бағдарламасы құрылады.
Қолданушымен интерфейсті жасақталып, интерфейс графы құрылып,
эксперттік жүйе тестілеу стратегиясынан өтіледі.
Экономикалық бөлім эксперттік жүйенің экономикалық тиімділігі мен
өтеу мерзімін енгізеді.
Соңғы бөлімде жобада еңбек қорғаумен байланысты жұмыс орнын
қауіпсіздендіру және ұйымдастыру шаралары қарастырылады.
15
1 Эксперттік жүйенің түсінігі
1.1 Негізгі түсініктер мен анықтамалар
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].
1.1.1 Эксперттік жүйелердің даму тарихы, алғашқы эксперттік
жүйелер
ХХ ғасырдың 70-жылдардан бастап ЭЖ жасанды интеллект (ЖИ)
саласындағы жетекші бағыт болды. Оларды әзірлеу кезінде ертерек
дайындалған ЖИ қолдану әдістері табылды: білімді таныстырудың әдістері,
логикалық қорытындылау, эвристикалық іздеу, ана тіліндегі сөйлемдерді тану
16
мүмкіндігі және т.б. Осындай қуатты әдістерді қолдану арқылы ЭЖ өте үлкен
коммерциялық әсерге қол жеткізді.
1987 жылы АҚШ-та жарияланған ЭЖ каталогы мен оны дайындауға
арналған инструменталды бағдарламалық құралдар 1000-ға жуық жүйелерден
тұрады. Дамыған шетел мемлекеттерінде жүздеген фирмалар оларды дайындау
және таратумен айналысады.
Қазіргі кезде эксперттік жүйелердің 5-буыны - преценденттік эксперттік
жүйелер құрастырылған. Преценденттік ЭЖ-ні негізгі және ең маңызды белгісі
- "Преценденттер Базасының" болуы. Прецендент - нысанды қасиеттерін
зерттеу кезінде болатын нәтиже. Преценденттер базасы - нысанды зерттеудің
нәтижелер қорытындысын жинақтайтын база. Мұндай жүйелер өздерінің
шешімдеріне адамдардың байқауымен, математикалық алгоритмдермен қоса
шешімді қабылдауға адамдардың логикасын пайдаланады. Осы қасиеттер
олардың үлкен артықшылықтарын тудырады. Прецендентті ЭС әр түрлі
білімдерді өңдеу мен қолданудың универсалды құралы бола отырып, әр түрлі
ғылым саласында қолданылады: медицина (MYCIN), химия (DENDRAL),
геология (PROSPECTOR), математика (InterLisp), инженерлік іс (АВК,
ArhiCad), сондай-ақ әскери істе, информатикада, ғарыштық техникада,
метеорологияда, өнеркәсіпте, ауыл шаруашылығында, физикада, электроникада
және юриспруденцияда [3].
Өздерінің артықшылықтарымен қоса, преценденттік эксперттік
жүйелердің дайындаудың жолы күрделі және тиімді жұмыс істейді, сонымен
қатар олар жүздеген мың преценденттік базалар жазады.
ХХ ғасырдың 60-70-жылдардағы жасалған атақты ЭЖ өз саласында
классикалық құрылғы болып табылады. Шығу тегіне, қызметтік саласы мен
сабақтастық идеясы, әдісі және инструменталды бағдарламалар жолдарына
байланысты ЭЖ-ні бірнеше түрге бөлуге болады.
1. META-DENDRAL. DENDRAL жүйесі тәжірибелік деректер бойынша
химиялық қосылулардың ықтимал құрылымын анықтайды (спектография
массалары, ядролық магниттік резонанс деректері және т.б.). M-D DENDRAL-
ға арналған білім алу процесін автоматтандырады. Ол химиялық элементтердің
құрылымдардың жасалу фрагменттерінің ережелерін жасайды.
2.
MYCIN-EMYCIN-TEIREIAS-PUFF-NEOMYCIN . Бұл мединициналық
ЭЖ мен сервистік бағдарлама құрылымдарының өкілі.
3. PROSPECTOR-KAS. PROSPECTOR- геологиялық сараптама негізінде
кеніш көздерін іздеуге арналған бағдарлама. KAS- PROSPECTOR-ға арналған
білім жинақтау жүйесі.
4. CASNET-EXPERT. CASNET- жүйесі көз ауруларын емдеу үшін
диагностикалық кепілдеме беретін медициналық ЭС. Оның негізінде EXPERT
инженерлік білім тілі жасақталған. Сонымен қоса, бірнеше диагностикалық
медициналық жүйелер де құрастырылған.
5. HEARSAY-HEARSAY-2-HEARSAY-3-AGE. Бұл реттің алғашқы екі
жүйесі берілген сөздіктен алынған сөздердің біріккен адам сөйлеуінде тануға
бағытталған интеллектуалдық жүйе. Айтылып отырған жүйелер хабарландыру
17
тақтасын қолдану негізінде құрылған өзіндік құрылыммен ерекшеленеді, атап
айтсақ - жүйенің ағымдағы жұмысынан тұратын глобальді деректер базасы.
Уақыт өте келе бұл жүйелердің негізінде HEARSAY-3 және AGE (Attempt to
Generalize - қарым-қатынас талпынысы) сынды инструменталдық жүйелер
жасалды.
6. AM (Artifical Mathematician- жасанды математик) және EURISCO
жүйелері Стэнфорд университетінде доктор Д.Ленат басқаруымен зерттеу және
оқу процесі мақсаты үшін жасақталды. Доктор Ленаттың айтуынша, кез келген
ЭС тиімділігі оған енгізілген білім дерекқорымен анықталады. Оның ойынша,
жүйе үйренуге дайын болуы үшін оған жалпы ақпараттардың миллиондаған
саны енгізілуі керек. Ол төрт жасар баланың орташа мүмкіндіктерімен
салыстыруға келетін ақпарат көлемі. Ленаттың пайымдауынша, аз
мамандандырылған білім көлемі кіші ЭЖ жасау жолы тығырыққа тіреледі.
АМ жүйесіне алғашында математикалық теориялар мен ұсынылымдарды
құрастыруға мүмкін болатын жүздеген қорытынды ережелер мен 200
эвристикалық білім алу алгоритмі енгізілді.
1.1.2 Эксперттік жүйелердің ерекшеліктері мен негізгі функциялары
Эксперттік жүйе технологиясында орныққан бағдарламалық жабдықтар
(БЖ) немесе инженерлік білімдер әлемде айтарлықтай танымал болды.
Эксперттік жүйелердің маңыздылығы мынада:
* Эксперттік жүйелер технологиясы компьютерлерде орындалатын
міндеттердің аймағын кеңейтеді. Олардың шешім табуы айтарлықтай
экономикалық нәтиже әкеледі;
* ЭЖ технологиясы дәстүрлі бағдарламалаудың глобальді
проблемаларын шешудегі ең негізгі құралы:
бағдарламаларды жасақтаудың қымбаттылығы;
ұзақтығы және күрделі
*
ЭЖ технологиясы мен дәстүрлі бағдарламалау технологиясының
қосылуы бағдарламалық құралдарға жаңа сапа қосады, яғни: пайдаланушыны
бағдарламаны тұтынуда динамикалық жаңартумен қамтамасыз ету.
Алдыңғы қатарлы мамандардың пайымдауынша, жақын арада ЭЖ-ге
төменде көрсетілгендей перспективалар табылады:
ЭЖ барлық проектілеу, құрастыру, өнеркәсіп, бөлу, сату, қызмет көрсету
фазаларында негізгі рөлге ие болады;
Коммерциялық таратуға қол жеткізген ЭЖ технологиясы дайын
интеллектуалды-өзара әрекет жасаушы модульдер көмегімен интеграциялық
бағдарламаларда революциялық алға жылжуға жол ашады.
ЭЖ негізінен бейформалды міндеттерді шешуге бағытталған, яғни ЭЖ
формалданған міндеттерді шешуге әрекеттенген дәстүрлі бағдарлама
жасақтаудың жолдарын жоққа шығармайды, өзгертпейді.
Бейформалданған міндеттер әдетте келесі ерекшеліктерге ие болады:
қателікпен, бір мағыналы емес, бастапқы деректердің қарама-қайшылығы мен
толық еместігімен;
18
Шешу аймағының ауқымдылығымен, яғни міндетті шешу аймағы өте кең;
мәліметтер мен білімдердің динамикалық өзгеруі.
Танымал және тиімді пайдаланылатын сараптамалық жүйелерге мысал:
* DENDRAL - күрделі органикалық молекулалардың құрылымын
олардың спектрлік анализдарының қорытындысы арқылы анықтауға арналған
ЭС (әлемдегі ең алғашқы сараптамалық жүйе болып есептеледі).
* MOLGEN- ферменттермен тәжірибенің негізінде ДНК құрылымы
жайындағы гипотезалардың өнімін анықтауға арналған ЭЖ.
* XCON - DEC корпорациясындағы VAX-11 есептеу кешенінің сатып
алушы тапсырысымен келістіріле отырып кофигурация жасайтын ЭЖ.
* MYCIN - ішек ауруларын диагностикалайтын ЭЖ.
* PUFF - өкпе ауруларын диагностикалайтын ЭЖ.
* MACSYMA - алгебралық өрнектердің символдық түрленуін
көрсететін ЭС.
* YESMVS - IBM корпорациясындағы көп қызметті үлкен
MVS
операциялық жүйесін басқаруға арналған ЭЖ.
* DART - IBM корпорациясының үлкен НМД диагностикалауға
арналған ЭС.
* PROSPECTOR - пайдалы қазбаларды іздеуде көмегін тигізетін ЭЖ.
* POMME - алма бағын күтуге ұсыныс беретін ЭЖ.
* ЭСПЛАН - Бакиндік мұнай өңдеу зауытында өндіріс жоспарын
жүргізетін ЭС.
* МОДИС - гипертонияның түрлерін диагностикалайтын ЭЖ [4].
Эксперттік жүйенің өте атақты қабықтары 1-кестеде көрсетілген.
Кесте 1
Эксперттік жүйенің өте атақты қабықтары
Кейбір коммерциялық эксперттік жүйелер 2-кестеде көрсетілген.
19 №
Жүйе
Жасаушы
Тағайындалуы
1
Advisor
Ultimate Media Inc
Оқыту
2
Duck
Smart System Technology
Ұйымдық басқару
3
Expert-Ease
Jeffrey Perrone
Кіші ЭЖ-ді жасақтау
4
INSIGHT-2
Level 5 Research
Оқыту
5
Knowledge Craft
Carnegie Group Inc
Өндіріспен басқару
6
Rule-Master
Radian Corporation
Диагностика, басқару,
сақтандыру, әскери қызмет
7
TIMM
General Research
Бұзылыс кезінде тік ұшақ
ұшқышына көмек
8
АРИАДНА
ҒЗИ жүйелік зерттеу
Ауқымды ЭЖ-ні жасақтау
9
PSP
ЕЦ ҒА КСРО
ЭЖ-ні жобалау
10
Space
ҒЗИ жүйелік зерттеу
Әр түрлі ақпараттарды
өңдейтін ЭЖ құру
Сонымен, эксперттік жүйелерді таңдау жеткілікті.Эксперттік жүйелердің
түрлері өте ауқымды.
Кесте 2
Коммерциялық эксперттік жүйелер
Қазіргі кезде дербес компьютерлердің таралуының арқасында оларға
қосалқы ЭЖ-лер де шығып жатыр. Көп жағдайда ДК арналған ЭЖ-лер өз
сипаттамалары бойынша үлкен ЭЕМ-нен кем түспейді.
Алайда, танымалдылығына қарамастан, жоғарыда айтылған барлық ЭЖ-
тердің негізінен кейбір кемшіліктері бар:
* Төмен сапалы интерфейс;
* Білімдерді көрсету үшін арнайы тілдерді білу қажеттілігі;
*
*
*
*
*
Үлкен көлем;
Жылдамдылық төменділігі;
Басқа бағдарламалармен байланыс дамымаған;
Білім базасын ауыстыратын құралдар;
Қымбаттылығы [5].
Эксперттік
жүйе басқа қолданбалы бағдарламалардан мынадай
белгілерімен ерекшеленеді:
*
Адамның ойлау механизмін белгілі бір кәсіптік міндетті шешуге
белгілейлі. Бұл эксперттік жүйені математикалық модельдеу мен компьютерлік
анимациядан айырады.
*
Жүйе есептеу операцияларын орындаумен қатар нақты түсініктер мен
қорытындыларды қалыптастырады. Білім қоры жүйеде белгілі бір арнайы тілде
сақталып, өзінің жеке бағдарламалық кодынан бөлек тұрады. Олар түсініктер
мен қорытындыларды құрастырады. Бұл бағдарлама компонентін деректер
қоры деп атауға болады.
*
Міндетті шешуде негізгі болып эвристикалық және жақындатылған
тәсілдер қолданылады. Эвристика дегеніміз адамның ұқсас проблемаларды
шешу кезінде (rule of thumb), жинақталған практикалық тәжірибенің
машиналды түрде ықпал етуі.
20 №
Жүйе
Жасаушы
Тағайындалуы
1
Dendral
Stanford University
Органикалық химиядағы
масспектрометрия
2
Drilling Advisor
Teknowledge
Техникалық жүйелердің
диагностикасы
3
Hearsay-2
Carnegie-Mellon
University
Тілді түсіну
4
Prospector
SRI International
Геология
5
PUFF
Stanford University
Өкпе ауруларын емдеу
6
XCON
Carnegie-Mellon
University
Компьютерлік жүйелердің кескін
үйлесімін анықтау
Эксперттік жүйенің шешімнің негізділігін түсіндіре білетін қасиеті болуы
шарт. Пайдаланушы ақпараттың барлығын сенімді түрде алуы керек, яғни
шешім аспаннан алынғандай болмауы керек. Бұдан бөлек, зерттеу
бағдарламалары өз ойлап табушыларымен ғана "сөйлесе" алып, оның
нәтижесін ғана көре алады.
Айта келе, эксперттік жүйе белгілі бір кәсіп аясында, практикалық
тәжірибе барысында жинақталған білім қорын алып, оны осы кәсіп бойындағы
проблемаларды шешуге пайдаланады. Осындай қасиеттер сараптамалық жүйені
басқа "дәстүрлі" жүйелерден ажыратады. Эксперттік жүйені құрастыру
процесін инженериялық білім қоры (knowledge engineering) дейді және ол
жасанды интеллект ретінде де қарастырылуы мүмкін [6].
Эксперттік жүйені жоспарлаған кезде негізгі назар шешімді іздеу
жолында білім қорының пайдаланылуына аударылуы керек [7]. Қандай
проблемалық жағдайда қай білім қорының керектігін дұрыс ажыратып оны
пайдалана білу эксперттік жүйенің функциясының негізгі бөлігі. Тривиалды
емес проблемаларды шешу жоспарлаудың арнайы деңгейі мен басқаруды,
сұрақ пен тест дұрыстығын талап етеді.
Білімге ие, асып кетудің алуан түрлі стратегияларын қолдану бағдарлама
тиімділігінің сипаттамасына әсерін тигізеді. Бұл стратегиялар кейбір
альтернатив кеңістіктеріндегі мәселелердің шешімін бағдарлама қалай
іздейтінін анықтайды.
1.2 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
РС+, VP-Expert қызмет етеді.
21
ИНТЕРЭКСПЕРТ,
Экспертті жүйелердің қабыршағы деп аталатын бағдарлама класы,
бағдарлама жасай алмаййтындарға аналогті мәселелерді шешкен, бағдарлама
жасай алатындардың нәтижелерімен қолдану болатын мақсатпен құрылды.
Сөйтіп, EMYCIN [8] 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.
22
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.
Сурет 1 Эксперттік жүйені құруға жарамды емес пәндік облыс
Егер де пәндік облыста білімнің көп бөлігі жоғары деңгейдегі
мамандардың (эксперттердің) жеке тәжірибесі болса және де егер бұл білімдер
қандай да бір себептердің салдарынан әлсіз құрылымдалған болса, мұндай
пәндік облыс эксперттік жүйеге мұқтаж.
Білімге негізделген, жүйелердің қолдану облыстары бірнеше негізгі
класстарға топталынады: медициналық диагностика, басқару және бақылау,
механикалық және электрлік құрылғыларың аұаулықтарының диагностикасы,
оқып үйрену.
23
Сурет 2 Эксперттік жүйені құруға жарамды пәндік облыс
а) Медициналық диагностика. Диагностикалық жүйелер ағза қызметінің
бұзылуы мен олардың мүмкін болатын себептерінің арасында байланыс орнату
үшін қолданылады. Бактериалды инфекция және менинигит кезінде науқастың
жағдайын бақылау мен диагностика жасауға арналған MYCIN ең танымал
диагностикалық жүйе. Оның алғашқы нұскасы 70-жылдарда Стэнфорд
университетінде өңделді. Қазіргі уақытта бұл жүйе дәрігер-маман деңгейінде
диагноз қояды. Ол медицинаның басқа да салаларында қолданылуына
мүмкіндік беретін кеңейтілген білім қорына ие.
ә) Болжам жасау. Болжам жасаушы жүйелер мүмкін болатын нәтижелерді
немесе объектінің қазіргі жағдайы жөніндегі мәліметтер негізінде оқиғаларды
болжап айтады. "Уолл-стритті жаулап алу" бағдарламалық жүйесі нарық
коньюктурасын талдай алады және алгоритмдердің статистикалық әдістерінің
көмегімен болашаққа капитал жұмсалуының жоспарын өңдей алады. Ол
дәстүрлік бағдарламалаудың алгоритмін және процедурасын
қолданатындықтан, білімдерге негізделген жүйелер қатарына жатпайды. Әзірге
өздерінің нарық коньюктурасы жөніндегі ақпараттарының есебінен капиталды
ұлғайтуға қабілетті ЭЖ болмағанымен , болжам жасаушы жүйелер
жолаушылар легін, астық түсімін және ауа-райын болжай алады. Тіпті,
білімдерге негізделген қарапайым жүйені орнатып, жеке компьютерде
жіргілікті ауа-райының болжамын алуға болады.
б) Жоспарлау. Жоспарлаушы жүйелер көп айнымалылармен берілген
есептерді шешуде нақты мақсаттарға жетуге лайықталған. Informat Дамаск
фирмасы алғаш рет сауда тәжірибесінде сатып алушылар қарамағына олардың
қажеттілігі мен бюджетіне төмен деңгейде жауап беретін компьютер таңдауға
көмектесу мақсатында 15 минуттық тегін кеңес беретін өз кеңселерінің
холында орнатылған 13 жұмысшы станциясын ұсынады. Бұдан бөлек, Boeing
компаниясы ЭЖ-ні ғарыштық станцияларды жобалауға, сонымен қатар,
тікұшақ жөндеу мен ұшақ қозғалтқыштарының істен шығу себептерін
24
анықтауға қолданады. DEC фирмасымен құрылған XCON эксперттік жүйесі
VAX типінің және сатып алушының талаптарына сәйкес компьютерлің
жүйесінің конфигурациясының өзгерту немесе анықтау үшін қызмет етеді. DEC
фирмасы сатып алушыларға қажетті конфигурациясы бар есептеуіш жүйелерді
тағдау кезінде көмектесу мақсатында XCON жүйесінің білім қорын өзіне
қосатын әрі қуаттырақ XSEL жүйесін өңдеуде. XCON жүйесіне қарағанда
XSEL жүйесі интерактивті болып саналады.
г) Түсіндіру. Түсіндіруші жүйелер бақылау нәтижелерінің негізінде нақты
қорытынды алу қабілетіне ие. PROSPECTOR жүйесі түсіндіруші типтегі
көбірек танымал жүйелердің бірі, ол тоғыз эксперттің білімін біріктіреді.
Экспертизаның тоғыз әдісінің үйлесімін қолдана отырып, жүйе бағасы миллион
доллар болатын кен шоғырын анықтай алды, сонымен бірге, тоғыз эксперттің
бір де бірі бұл кендердің барын болжаған жоқ.Түсіндіруші басқа жүйе
HASPSIAP. Ол акустикалық байқау жүйелерінің мәліметтері бойынша тынық
мұхиттағы кемелердің типтері мен орналасқан жерін анықтайды.
д) Бақылау мен басқару. Білімге негізделген жүйелер бақылаудың
интеллектуалды жүйелері ретінде қолданылуы мүмкін және аздаған ақпарат
көздерінен түскен мәліметтерді талдай отырып, шешім қабылдай алады.
Мұндай жүйелер атом электростанцияларында жұмыс жасайды, медициналық
бақылауды жүзеге асырады және әуе қозғалысын басқарады. Олар сонымен
қатар,кәсіпорынның қаржылық қызметін тұрақтандыруда пайдалы болуы
мүмкін және қиын жағдайларда шешім шығаруға көмек көрсете алады.
е) Электрлік және механикалық құрылғылардағы түзелмейтіндіктің
диагностикасы. Бұл салада білімдерге негізделген жүйелер механикалық және
электрлік машиналарды (автомобильдерді, дизельдік локомотивтерді және т.б.)
жөндеу кезінде де, компьютерлердің бағдарламалық және аппараттық
қамтамасыз етілуіндегі қателер мен түзелмейтіндікті жою кезінде де
ауыстыруға келмейді.
ж) Оқыту. Білімдерге негізделген жүйелер оқытудың компьютерлік
жүйелерінің құрама бөлігіне кіруі мүмкін. Жүйе кей объектінің
(мысалы,студенттің) қызметі жөнінде ақпарат алады және оның қылықтарын
талдайды. Білім қоры объектінің қылығына сәйкес өзгереді. Осы оқытудың
үлгісі ойыншының біліктілік деңгейінің артуының мөлшерінде күрделілігі
ұлғаятын компьютерлік ойын болады. Өте қызықты оқытушы ЭЖ-нің бірі
қарапайым эвристиканы қолданатын EURISCO жүйесі, оны Д.Ленат өңдеген.
Бұл жүйе соғыс әрекеттеріне еліктейтін Т.Тревевеллер ойынында қолданылған.
Ойынның мәні өзгертілмейтін ережелердің көпшілік жағдайларында жеңіліске
ұшыратуға қабілетті флотилия құрамын анықтауда. EURISCO жүйесі флотилия
құрамына кемеге тез шабуыл жасауға қабілетті әрі кішкентай бір жүйрік кеме
енгізді, және оған кедергі келтіру үшін ойын ережесін жыл сайын өзгерткеніне
қарамастан, ол үш жыл ішінде тұрақты түрде жеңді. ЭЖ көпшілігі мазмұны
бойынша бір мезгілде бірнеше типтерге бөлуге болатын білімдерді қамтиды.
Мысалы, оқытушы жүйе жоспарлау және диагностика жүргізуге мүмкіндік
беретін білімдерге де ие болуы мүмкін. Ол үйренушінің курстың негізгі бағыты
25
бойынша қабілеттерін анықтайды, содан соң алынған мәліметтерді ескеріп, оқу
жоспарын құрады. Басқарушы жүйе жоспарлау, болжам, диагностика жасау
және бақылау мақсатында қолданылуы мүмкін. Тұратын мекенінің сақталуын
қамтамасыз ететін жүйе қоршаған жағдайды байқап, болған оқиғаларды
(мысалы, терезе ашылды) анықтап тану, болжам беру (баукеспе ұры үйге енгісі
келеді) және әрекет жоспарын құру (полиция шақыру) мүмкіндігіне ие.
Эксперттік жүйе белгілі бір пәндік салалар мамандарына көмек
көрсетуге лайықталған бағдарламалардың жиынтығын ұсынады. Кез-келген
ЭЖ құрылымы бойынша білім қорынан, қолданушының интерфейсі мен
қорытынды машинасынан тұратын қаптан, кейде білім алудың қосалқы
жүйесінен және түсініктеменің қосалқы жүйесінен тұрады.
Білім алудың ішкі жүйесі білімнің жай редакторы сиякты (мәтіндік
редактор немесе білім негізінің арнайыландырылған редакторы болуы мүмкін)
білімнің автоматты генерациясының күрделі жүйесін көрсетеді(мысалы, белгілі
EURISCO жүйесінде).
1.2.1 Статикалық және динамикалық эксперттік жүйелер
Эксперттік жүйелердің құрылымы
Қарапайым статикалық ЭЖ келесі негізгі құрамдардан тұрады (сурет 3):
*
*
*
*
*
*
Шешім қабылдаушы (интерпретатордан);
Дерек қор (ДҚ) деп аталатын жұмысшы жадыдан (ЖЖ);
Білім қоры (БҚ);
Білім алу компонент;
Түсіндіруші компонент;
Диалогтық компонент.
Сурет 3 Статикалық ЭЖ-нің құрылымы
26
Дерекқор (жұмыстық жады) сол сәтте шешілетін міндеттің бастапқы және
аралық деректерін сақтауға арналған. Бұл термин атауы бойынша сәйкес
келгенмен, информациялық іздестіру жүйелерінде (ИІЖ) және барлық
деректерді белгілеу үшін (бірінші кезекте ұзақ мерзімді) қолданылатын, жүйеде
сақталатын дерекқор басқару жүйелерінде (МҚБЖ) мағынасымен келмейді.
Білім қоры (БҚ), қарастырылатын облысты (ағымдағы деректерді емес)
және осы облыстың мақсатты түрде деректердің түрленуін сипаттайтын,
ережелерді ЭЖ-де ұзақмерзімді деректерді сақтау үшін арналған.
Шешуші дерекқордан білім мен жұмыстық жадыдан бастапқы
мәліметтерді қолдана отырып, бастапқы мәліметтерге қолданылған ережелер
ретін қалыптастырады, міндетті шешуге әкеледі.
Білім алу құраушысы эксперт-тұтынушымен іске асатын, ЭЖ
білімдерімен толтырылу процесін автоматтандырады.
Білімнің түсіндірме құрауышы жүйе міндеттің шешуін қалай алғанын
(немесе ол неге шешімін алмағанын) және қандай білім қолданғанын, экспертке
жүйені тестілеуге не жеңілдетеді және алынған мәліметке тұтынушының
сенімін арттыратынын түсіндіреді.
Диалогтық құрауыш ұйымға тұтынушымен достық қарым-қатынаста
мәселені шешу барысында сияқты, білім алу және жұмыстың нәтижесін
түсіндіру процесіне де бағытталған.
ЭЖ құрауда келесі маман иелері қатысады:
-
-
Міндетті ЭЖ шешетін мәселелі облыс саласындағы сарапшы;
Білімдер бойынша инженер - ЭЖ әзірлеу бойынша маман (олардың
қолданатын технологиясын, әдісін білімдер инжериясының технологиясы деп
атайды);
-
ЭЖ әзірлеуді жеделдетуге арналған аспаптық әдістер (АӘ) әзірлеу
бойынша программист.
Ескеру қажет, инженерлерді білімдер бойынша әзірлеу қатысушылар
арасында жоқтығы (яғни, оларды программисттермен ауыстыру) ЭЖ құру
барысында кедергілерге әкеледі немесе оны ұзартады.
Эксперт проблемалы облысты сипаттайтын білімді (деректер мен
ережелер) анықтайды, ЭЖ-ге ендірілген білімнің дұрыстығын және
толықтығын қамтамасыз етеді.
Білімдер бойыша инженер экспертке ЭЖ жұмысы үшін қажет білімдерді
анықтауға және құрастыруға көмектеседі; белгілі проблемалы облысқа дәлірек
келетін сол АӘ таңдауын іске асырады және осы АӘ білімнің көрсетілу әдісін
анықтайды; Экспертпен ендірілетін ережелерде қолданылатын стандартты
функцияларды программалайды және көрсетеді.
Программист барлық ЭЖ негізгі құрауыштар шегінде болатын, АҚ
әзірлейді (егер АҚ қайта әзірленсе) және ол қолданылатын ортамен түйіндесуін
жүзеге асырады.
Экспертті жүйе екі режимде жұмыс жасайды: білім алу режимінде және
мәселені шешу режимінде.
27
Білім алу режимінде ЭЖ-мен қатынасты эксперт атқарады (білім
бойынша инженер делдалдығы арқылы). Эксперт бұл режимде білім алу
құрауыштарын қолдана отырып, жүйені проблемалы облыстан өздігінше
міндеттерді шешу режимінде шешуге көмектесетін біліммен толықтырады.
Эксперт проблемалы облысты деректер мен ережелердің қосындысы ретінде
түсіндіреді. Деректер объекттерді, олардың сипаттамасы мен мәнін анықтайды.
Ережелер деректермен манипуляция жасаудың тәсілдерін анықтайды.
Білім алу режимінің дәстүрлі тәсілінде программаларды әзірлеуге
алгоритмизация, программалау және программист орындайтын жөндеу
этаптары сәйкес келеді. Осылайша, дәстүрлі тәсілге қарағанда ЭЖ жағдайында
программаларды әзірлеуді программист емес, эксперт жүзеге асырады.
ЭЖ-мен кеңес қарым-қатынас режимiнде нәтижесі және (немесе) оны алу
жолы қызықтыратын соңғы пайдаланушыны жүзеге асырады. Айта кететіні,
ЭЖ тағайындауға тәуелді пайдаланушы бұл проблемалы облыста маман
болмауы да мүмкін, немесе маман болуы мүмкін (бұл жағдайда тұтынушы
нәтижені өзі ала алады, бірақ ол ЭЖ-ге нәтижені алу процесін жеделдету
мақсатында жүгінеді). Кеңес режімінде пайдаланушы міндеттері жөніндегі
деректер қайта өңдеуден кейін олардың диалогтық құрауыштары жұмыстық
жадқа түседі. Шешуші жұмыстық жадтан кіруші мәліметтер негізінде
проблемалы облыс туралы ортақ деректерді дерекқордағы ережелерді мәселені
шешуге қалыптастырады. ЭЖ мәселені шешуде операциялардың алдын ала
жазылған ретін ғана орындап қоймай, сонымен қатар алдын ала
қалыптастырады да. Егер жүйе реакциясы пайдаланушыға түсініксіз болса, ол
түсіндіруді талап ете алады:
жүйе неге сол немесе басқа сұрақты қояды?, жүйемен жиналатын
жауап қалай алынды?.
3-суретте келтірілген құрылымды ЭЖ статикалық құрылымы деп атайды.
ЭЖ бұл түрі міндетті шешу уақытында болып жатқан қоршаған орта өзгерісін
есептемеуге болатын қосымшаларда қолданылады. Алғашқы тәжірибеде
қолдануға болатын ЭЖ статикалық болып саналады.
4-суретте көрсетілгендей, динамикалық ЭЖ 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.
28
Сурет 4 Динамикалық ЭЖ-нің құрылымы
1.2.2 Эксперттік жүйені жасақтау технологиясы
ЭЖ-ні жасақтау қарапайым бағдарламалық өнімді жасақтаудан
айырмашылығы бар. ЭЖ-ні құру тәжірибесі оның жасақтау әдіснамасын
қолдану кезінде ЭЖ-ні құру процесін өте қатты созып жібереді немесе теріс
нәтижеге әкеліп соқтырады.
ЭЖ-ні жасақтау мүмкін болған кезде, ақталғанда және инженер білімінің
әдістері шешілетін есепке сәйкес келгенде ғана ЭЖ-ні қолдануға болады.
Берілген қосымшаға ЭЖ-ні жасақтау мүмкін болу үшін, келесі талаптар
біруақытта орындалуы жеткілікті:
1) Берілген облыста бастаушы маманмен салыстырғанда жақсы білетін
эксперт бар болса;
2) Ұсынылатын шешім бағалануына эксперттер жарасуы керек, әйтпесе
жасақталған ЭЖ-нің сапасын бағалауға болмайды
3) Эксперттер вербалдауға (табиғи тілде түсіндіруге) және өзінің
қолданған әдістерімен түсіндіруге қабілетті, керісінше жағдайда эксперт
білімдерін "шығаруына" немесе ЭЖ-ге салынуына сену қиынға соғады.
4) Тапсырманы шешу әрекетті емес пайымдауды ғана талап етеді;
5) Есеп өте қиын болмауы керек (яғни, оның шешілуі эксперттің сағатын
немесе күнін ғана алуы керек, аптасын емес);
6) Тапсырма ресми түрде жазылмаса да, жеткілікті "түсінікті" және
құрылымды облысқа жатуы керек, яғни, негізгі түсініктемелер,
қатынастар,тапсырманы шешудің белгілі әдістері (ең болмағанда экспертке)
белгіленуі керек;
7) Тапсырманы шешу үшін "дұрыс ақыл" қолданбау керек, себебі
осындай білімдерді жасанды интеллект жүйесіне салу (жеткілікті санда) әлі
жүзеге асырылмай тұр.
29
Берілген қосымшада ЭЖ-ні қолданылуы болып, бірақ ақталуы болмауы
мүмкін. ЭЖ-ні қолдану келесі факторлармен ақталуы мүмкін:
1. тапсырманы шешу маңызды эффекті алып келуі мүмкін, мысалы,
экономикалық;
2. адам-экспертті қолдану экспертің саны жетпегендіктен немесе әр
түрлі ортада біруақытта сараптаманы өткізу қажеттілігінен мүмкін болмайды.
3. ЭЖ-ні қолдану экспертке ақпаратты жіберу кезінде жіберілмейтін
уақыт кезде немесе ақпарат жоғалту болған жағдайда жөнді болып есептелінеді
4. ЭЖ-ні қолдану адамға жау болатын айналада тапсырманы шешу
жөнді болып есептеледі.
Қосымша ЭЖ-нің әдісіне сәйкес келеді, егер шешіліп отырған тапсырма
келесі сипаттамаларға ие болса:
1) тапсырма математикалық әдістер мен дәстүрлі бағдарламалауда
қабылданғандай санды манипуляциялаумен емес, символды манипуляциялау
арқылы табиғи әдіспен шешілуі мүмкін (яғни, символды пайымдаулар арқылы).
2) тапсырма алгоритмді емес, эвристикалық табиғатқа ие болу керек, яғни
оның шешімі эвристикалық ережелерді қолдануды талап ету керек. Кейбір
формалды процедуралар көмегімен шешіле алатын тапсырмалар ЭЖ-ні
қолдануға сәйкес келмейді.
3) тапсырма ЭЖ-ні жасақтауға кеткен шығынды өтеу үшін жеткілікті
деңгейде қиындау болу керек. Алайда, ол өте қиын да болмау керек, ЭЖ оны
шеше алатындай болған жөн;
4) тапсырма, ЭЖ әдістерімен шешіле алатындай жеткілікті деңгейде
қысқа әрі мәнді болу керек.
ЭЖ-ні жасақтау кезінде, заңды түрде, "тез түптұлға" концепциясы
қолданылады. Бұл концепцияның мәні өңдеушілер бірден соңғы өнімді
шығаруға тырыспайды. Бастапқы кезеңде ЭЖ-нің түптұлғасын құрады.
Түптұлғалар екі қарама-қайшы келетін талаптарды қанағаттандыру керек:
Бір жағынан, нақты қосымшаның қарапайым тапсырмаларын шешу керек,
басқа жағынан, олардың өңдеу уақыттары мен еңбекөнімділігі аз мәнді болу
керек. Ережеге сай, көрсетілген талаптарды қанағаттандыру үшін түптұлға құру
кезінде жобалау процесін тездететін әр түрлі амалдар қолданылады.
Түптұлға берілген қосымшаға білім инженерінің ... жалғасы
Сіз бұл жұмысты біздің қосымшамыз арқылы толығымен тегін көре аласыз.
8
9
10
АНДАТПА
Берілген дипломдық жобада медициналық эксперттік жүйе жасақталды.
ЭЖ құрылымы мен ерекшеліктері толықтай зерттеліп, танылды.
Кіріспе бөлімінде дипломдық жобаның жалпы түсініктемесі және
қойылған мақсаттар туралы жазылды. ЭЖ-ге қандай факторлар әсер ететінін
математикалық теңдеулермен сипатталған.
Негізгі бөлімде
ЭЖ-лерге түсініктеме беріліп, егжей-тегжейлі
қарастырылған. Олардың заманымыздағы іскерлік әлемдегі ролі және негізгі
қолданылу облыстарына шолу жасалынды.
Кіріспе бөлімінде айтылып кеткен барлық алға қойылған мақсаттар
орындалды. Пәндік облыс зерттеліп, инструменталды құрал таңдалып,
бағдарлама тексеріліп ЭЖ жүзеге асты.
Экономикалық бөлім эксперттік жүйенің экономикалық тиімділігі мен
өтеу мерзімін енгізеді.
Жобада еңбек қорғаумен байланысты ұйымдастыру шараларымен
жұмысты атқарушы адамдарды және жұмыс орнын қауіпсіздендіру шаралары
қарастырылды.
АННОТАЦИЯ
В данном дипломном проекте разработана медицинская экспертная
система (ЭС). Были исследованы и изучены структура и особенности ЭС.
В введении приведено общее пояснение и поставленные цели для
осуществления
дипломного проекта. Характеризуются математические
уравнении факторов которые воздействуют на ЭС.
В основной части были достигнуты цели, поставленные в введении.
Изучается предметная область, выбирается инструментальное средство,
программа тестируется, и таким образом ЭС была разработана.
Экономическая часть дипломного проекта содержит расчеты
экономической эффективности и сроки окупаемости ЭС.
В проекте приведены организационные мероприятия и рассмотрены
безопасность рабочего состава и рабочего места.
МАЗМҰНЫ
11
КІРІСПЕ
1 Эксперттік жүйенің түсінігі
1.1 Негізгі түсініктер мен анықтамалар
1.1.1 Эксперттік жүйелердің даму тарихы, алғашқы эксперттік жүйелер
1.1.2 Эксперттік жүйелердің ерекшеліктері мен негізгі функциялары
1.2 Эксперттік жүйенің құрылымы
1.2.1 Статикалық және динамикалық эксперттік жүйелер
1.2.2 Эксперттік жүйені жасақтау технологиясы
1.3 Медициналық эксперттік жүйелер
2 Пәндік облысты зерттеу
2.1 Медицина облысы
2.2 Жүрек аурулары Қазақстанда
2.3 Сенімділік желілері
2.3.1 Демпстер-Шефер ақиқат теориясы
2.3.2 Демпстер-Шефер заңын эксперттік жүйеде қолдануының
математикалық моделі
3 Бағдарламалау технологиясы, тілі мен ортасы
3.1 Жасақталған эксперттік жүйенің құрылымын анықтау
3.2 Логикалық қорытынды механизмі алгоритмін жасақтау
3.3 Эксперттік жүйені құрастыру құрылымы
3.4 Қолданушымен интерфейсті жасақтау
3.5 Тестілеу стратегиясын таңдау
4 Экономикалық бөлім
5 Еңбекті қорғау және қауіпсіздік ережелері
ҚОРЫТЫНДЫ
ПАЙДАЛАНЫЛҒАН ӘДЕБИЕТТЕР ТІЗІМІ
Қосымша А
Қосымша Б
КІРІСПЕ
12
Қазіргі уақытта бүкіл әлемде күннен күнге эффективті басқару шешімін
қабылдаумен қатысты мәселелерге көп назар аударылады. Бұл іскерлік әлемнің
дамуының аса үлкен қарқындылығымен байланысты. Қажетті ақпаратты
оперативті түрде тауып, оны жалпылап, қолда бар ақпаратты талдап, себепті
түрде шешім қабылдап, және сол шешімдердің жүзеге асу тәуекелділігі мен
мүмкіндігін бағалау қажеттігі туатын жағдайлар бүгінгі күнде көптеп кездеседі.
Соған байланысты күрделі басқару шешімдерін қабылдаушы мамандардың,
жұмысшылардың рөлі артуда. ХХ ғасырдың 80-жылдардың басында
эксперттік жүйелер деген атау алған бағыт пайда болды. Эксперттік жүйелер
белгілі бір облыс бойынша маманның, эксперттің жинақтаған білімі негізінде
күрделі интеллектуалды мәселелерді шеше алады және шешуге көмек бере
алады. Қазіргі сәтте эксперттік жүйелер әр түрлі қиындық туғызатын
облыстарда қолданылады. Көбінесе эксперттік жүйелер бизнесте, өндірісте
және медицинада қолданылады [1]. Эксперттік жүйелер күрделі шешімдерді
қабылдау үшін қолданылады, бірақ өзінің қабылдаған шешімдерінің сапасы
бойынша маман-эксперттен қалыспайды және оларға шешімдерінің
мөлдірлігі тән. Сонымен қатар, олардың білім базасын эксперттің
қатысуымен толықтырып, жаңартып отырады.
Эксперттік жүйелердің басқа жасанды интеллект жүйелерімен
салыстырғанда бір үлкен айырмашылығы бар: мәселен, нейрондық желілер
немесе генетикалық алгоритмдер сияқты, олар қандай да бір жан жақты
мәселелерді шешуге арналмаған. Эксперттік жүйелер жасақтаушылар таңдаған
белгілі бір облыс бойынша, кей жағдайларда облыстар бойынша, сапалы түрде
шешім қабылдауға бағытталған.
Эксперттік жүйелер адамның білімі мен тәжірибесін және машинаның
жылдамдығын өз бойында сыйыстыра отырып, қойылған мәселені шешу
мақсатында жүйеге енгізілген мәліметтердің белгілі бір саны мен сапасына
қатысты шешім қабылдауға және оны түсіндіруге мүмкіндік береді.
Медицинада экперттік жүйелер адам ағзасының жұмысының бұзылу
себептерін анықтау үшін, басқаша айтқанда, диагноз қою мақсатында
қолданылады. Көпшіліктің пікірі бойынша ең белгілі диагностикалық
эксперттік жүйе болып MYCIN есептеледі.
Сонымен қатар дәрігерлерге күнделікті дұрыс диагноз қоюға және сәйкес
емделу тағайындауға көмектесетін көптеген медициналық эксперттік жүйелер
жасақталған. Осы күнге дейін жаңа эксперттік жүйелер жасақталу үстінде,
мысалы, НЕФРЭКС - балалардағы бүйрек ауруларының медициналық
диагностикалық эксперттік жүйесі, РЕПРОКОД - тамыр ауруларын анықтайды
(атеросклероз, гипертония), ДИАКОМС - көздің онкологиялық ауруларын
анықтау үшін, ES 4.0 - сүт бездері және қалқанша без ауруларының
диагностикалық жүйесі және тағы басқалары.
13
Интерпретация, диагностика, реттеу, болжау, жоспарлау, нобайлау
мәселелері бар. Мұндай мәселелерді эксперттік жүйелер көмегімен шешуге
болады.
Мамандардың жұмыс істейтін көптеген адам қызметінің облысындағы
объектілер математикаға тиісті таза синтаксистік объекттерге топтастырыла
алмайды. Медицина мамандардың білімі күрделі формалданатын адам
қызметінің облыстарының бірі болып табылады. Медициналық диагностикалық
эксперттік жүйелер жасақтау мәселесі қазіргі сәтте өте маңызды.
Жүрек тамыры аурулары - еліміздегі ең көп таралған аурулардың бірі,
сондықтан медициналық эксперттік жүйенің нақты облысын таңдау кезінде
жүрек тамыры аурулары таңдалған болатын. Бұл дипломдық жобада жүрек
тамыры жүйесі аурулары себептері мен симптомдары және олардан емделу
тәсілдері туралы ақпарат танылып және жүйеленеді. Осыған орай дипломдық
жобада жүрек тамыры жүйесі аурулары туралы білімді жүйелеу, білім қорына
негізделген жүйе арқылы осы аурулардың алдын алу, оларды
классификациялау және бұл облыстағы маман үшін белгілі бір деңгейде
ұсынылған емдеу жолдары туралы шешім қабылдайтын көмекші құрал
жасақтау есебі қойылады.
Бұл дипломдық жобада медициналық білімді елестету мәселесін шешу
және логикалық қорытынды механизмінің алгоритмін жасақтау талабы
қойылған.
Қойылған мақсатқа жету үшін келесі мәселелер қарастырылады:
1. пәндік облысты зерттеу;
2. эксперттік жүйені жасақтау инструменталды құралын таңдау және
зерттеп тану;
3. медициналық эксперттік жүйенің мәліметтері мен білімі құрылымын
жасау;
4. жүйе жұмысының алгоритмдерін жасақтау;
5. эксперттік жүйені кодтау, тестілеу.
Зерттеудің мақсаты:
1. Мекеменің принциптерін меңгеру және эксперттік жүйелердің жұмыс
істеуі, сонымен қатар, оларды проектілеудің тәжірибелік дағдылар алу;
2. Эксперттік жүйелердің қолдану облыстарында және мүмкіндіктер
жайында және соның
ішінде медицина облысында, олардың
архитектуралық ерекшеліктерінде және құрылуларының амалдарында
жүйеленген көрсетілімдерді меңгеру;
3. Диагноз процесі талаптарын толықтай қамтамасыз ететін диагноз қою
бағдарламасын құру.
Зерттеу әдістері:
диалектикалық жалпылама, салыстырмалы,
аналитикалық, тарихи, логикалық әдістер, сонымен қатар жүйелік-құрылымды,
жүйелік-функционалды әдістер және жалпылама әдістері.
Дипломдық жұмыстың құрылымы:
кіріспеден, жеті бөлімнен,
қорытындыдан, пайдаланылған әдебиеттер тізімінен және қосымшалардан
14
тұрады. Жалпы жұмыстың көлемі 74 беттен тұрады, 16 суреттен, 8 кестеден
мен 4 қосымшадан құралады.
Бірінші бөлімде эксперттік жүйе туралы жалпылама түсінік, даму тарихы,
алғашқы эксперттік жүйелер, эксперттік жүйелердің ерекшеліктері мен негізгі
функциялары қарастырылып, құрылымы мен жасақтау технологиясы туралы
толық айқындалады.
Екінші бөлімде пәндік облыс зерттеледі, Қазақстанда кездесетін жүрек-
тамыр ауруларының түрлері сарапталып толықтай зерттелуі керек. Демпстер-
Шефердің ақиқат теориясы туралы ғана айтылып қоймай, медициналық
эксперттік жүйеде қолданылуы мен математикалық есептеулермен мысалдары
көрсетіледі.
Үшінші бөлімді негізгі бөлім десек те болады. Бұл бөлімде эксперттік
жүйе диагностика ретінде Delphi тілінде диагностика бағдарламасы құрылады.
Қолданушымен интерфейсті жасақталып, интерфейс графы құрылып,
эксперттік жүйе тестілеу стратегиясынан өтіледі.
Экономикалық бөлім эксперттік жүйенің экономикалық тиімділігі мен
өтеу мерзімін енгізеді.
Соңғы бөлімде жобада еңбек қорғаумен байланысты жұмыс орнын
қауіпсіздендіру және ұйымдастыру шаралары қарастырылады.
15
1 Эксперттік жүйенің түсінігі
1.1 Негізгі түсініктер мен анықтамалар
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].
1.1.1 Эксперттік жүйелердің даму тарихы, алғашқы эксперттік
жүйелер
ХХ ғасырдың 70-жылдардан бастап ЭЖ жасанды интеллект (ЖИ)
саласындағы жетекші бағыт болды. Оларды әзірлеу кезінде ертерек
дайындалған ЖИ қолдану әдістері табылды: білімді таныстырудың әдістері,
логикалық қорытындылау, эвристикалық іздеу, ана тіліндегі сөйлемдерді тану
16
мүмкіндігі және т.б. Осындай қуатты әдістерді қолдану арқылы ЭЖ өте үлкен
коммерциялық әсерге қол жеткізді.
1987 жылы АҚШ-та жарияланған ЭЖ каталогы мен оны дайындауға
арналған инструменталды бағдарламалық құралдар 1000-ға жуық жүйелерден
тұрады. Дамыған шетел мемлекеттерінде жүздеген фирмалар оларды дайындау
және таратумен айналысады.
Қазіргі кезде эксперттік жүйелердің 5-буыны - преценденттік эксперттік
жүйелер құрастырылған. Преценденттік ЭЖ-ні негізгі және ең маңызды белгісі
- "Преценденттер Базасының" болуы. Прецендент - нысанды қасиеттерін
зерттеу кезінде болатын нәтиже. Преценденттер базасы - нысанды зерттеудің
нәтижелер қорытындысын жинақтайтын база. Мұндай жүйелер өздерінің
шешімдеріне адамдардың байқауымен, математикалық алгоритмдермен қоса
шешімді қабылдауға адамдардың логикасын пайдаланады. Осы қасиеттер
олардың үлкен артықшылықтарын тудырады. Прецендентті ЭС әр түрлі
білімдерді өңдеу мен қолданудың универсалды құралы бола отырып, әр түрлі
ғылым саласында қолданылады: медицина (MYCIN), химия (DENDRAL),
геология (PROSPECTOR), математика (InterLisp), инженерлік іс (АВК,
ArhiCad), сондай-ақ әскери істе, информатикада, ғарыштық техникада,
метеорологияда, өнеркәсіпте, ауыл шаруашылығында, физикада, электроникада
және юриспруденцияда [3].
Өздерінің артықшылықтарымен қоса, преценденттік эксперттік
жүйелердің дайындаудың жолы күрделі және тиімді жұмыс істейді, сонымен
қатар олар жүздеген мың преценденттік базалар жазады.
ХХ ғасырдың 60-70-жылдардағы жасалған атақты ЭЖ өз саласында
классикалық құрылғы болып табылады. Шығу тегіне, қызметтік саласы мен
сабақтастық идеясы, әдісі және инструменталды бағдарламалар жолдарына
байланысты ЭЖ-ні бірнеше түрге бөлуге болады.
1. META-DENDRAL. DENDRAL жүйесі тәжірибелік деректер бойынша
химиялық қосылулардың ықтимал құрылымын анықтайды (спектография
массалары, ядролық магниттік резонанс деректері және т.б.). M-D DENDRAL-
ға арналған білім алу процесін автоматтандырады. Ол химиялық элементтердің
құрылымдардың жасалу фрагменттерінің ережелерін жасайды.
2.
MYCIN-EMYCIN-TEIREIAS-PUFF-NEOMYCIN . Бұл мединициналық
ЭЖ мен сервистік бағдарлама құрылымдарының өкілі.
3. PROSPECTOR-KAS. PROSPECTOR- геологиялық сараптама негізінде
кеніш көздерін іздеуге арналған бағдарлама. KAS- PROSPECTOR-ға арналған
білім жинақтау жүйесі.
4. CASNET-EXPERT. CASNET- жүйесі көз ауруларын емдеу үшін
диагностикалық кепілдеме беретін медициналық ЭС. Оның негізінде EXPERT
инженерлік білім тілі жасақталған. Сонымен қоса, бірнеше диагностикалық
медициналық жүйелер де құрастырылған.
5. HEARSAY-HEARSAY-2-HEARSAY-3-AGE. Бұл реттің алғашқы екі
жүйесі берілген сөздіктен алынған сөздердің біріккен адам сөйлеуінде тануға
бағытталған интеллектуалдық жүйе. Айтылып отырған жүйелер хабарландыру
17
тақтасын қолдану негізінде құрылған өзіндік құрылыммен ерекшеленеді, атап
айтсақ - жүйенің ағымдағы жұмысынан тұратын глобальді деректер базасы.
Уақыт өте келе бұл жүйелердің негізінде HEARSAY-3 және AGE (Attempt to
Generalize - қарым-қатынас талпынысы) сынды инструменталдық жүйелер
жасалды.
6. AM (Artifical Mathematician- жасанды математик) және EURISCO
жүйелері Стэнфорд университетінде доктор Д.Ленат басқаруымен зерттеу және
оқу процесі мақсаты үшін жасақталды. Доктор Ленаттың айтуынша, кез келген
ЭС тиімділігі оған енгізілген білім дерекқорымен анықталады. Оның ойынша,
жүйе үйренуге дайын болуы үшін оған жалпы ақпараттардың миллиондаған
саны енгізілуі керек. Ол төрт жасар баланың орташа мүмкіндіктерімен
салыстыруға келетін ақпарат көлемі. Ленаттың пайымдауынша, аз
мамандандырылған білім көлемі кіші ЭЖ жасау жолы тығырыққа тіреледі.
АМ жүйесіне алғашында математикалық теориялар мен ұсынылымдарды
құрастыруға мүмкін болатын жүздеген қорытынды ережелер мен 200
эвристикалық білім алу алгоритмі енгізілді.
1.1.2 Эксперттік жүйелердің ерекшеліктері мен негізгі функциялары
Эксперттік жүйе технологиясында орныққан бағдарламалық жабдықтар
(БЖ) немесе инженерлік білімдер әлемде айтарлықтай танымал болды.
Эксперттік жүйелердің маңыздылығы мынада:
* Эксперттік жүйелер технологиясы компьютерлерде орындалатын
міндеттердің аймағын кеңейтеді. Олардың шешім табуы айтарлықтай
экономикалық нәтиже әкеледі;
* ЭЖ технологиясы дәстүрлі бағдарламалаудың глобальді
проблемаларын шешудегі ең негізгі құралы:
бағдарламаларды жасақтаудың қымбаттылығы;
ұзақтығы және күрделі
*
ЭЖ технологиясы мен дәстүрлі бағдарламалау технологиясының
қосылуы бағдарламалық құралдарға жаңа сапа қосады, яғни: пайдаланушыны
бағдарламаны тұтынуда динамикалық жаңартумен қамтамасыз ету.
Алдыңғы қатарлы мамандардың пайымдауынша, жақын арада ЭЖ-ге
төменде көрсетілгендей перспективалар табылады:
ЭЖ барлық проектілеу, құрастыру, өнеркәсіп, бөлу, сату, қызмет көрсету
фазаларында негізгі рөлге ие болады;
Коммерциялық таратуға қол жеткізген ЭЖ технологиясы дайын
интеллектуалды-өзара әрекет жасаушы модульдер көмегімен интеграциялық
бағдарламаларда революциялық алға жылжуға жол ашады.
ЭЖ негізінен бейформалды міндеттерді шешуге бағытталған, яғни ЭЖ
формалданған міндеттерді шешуге әрекеттенген дәстүрлі бағдарлама
жасақтаудың жолдарын жоққа шығармайды, өзгертпейді.
Бейформалданған міндеттер әдетте келесі ерекшеліктерге ие болады:
қателікпен, бір мағыналы емес, бастапқы деректердің қарама-қайшылығы мен
толық еместігімен;
18
Шешу аймағының ауқымдылығымен, яғни міндетті шешу аймағы өте кең;
мәліметтер мен білімдердің динамикалық өзгеруі.
Танымал және тиімді пайдаланылатын сараптамалық жүйелерге мысал:
* DENDRAL - күрделі органикалық молекулалардың құрылымын
олардың спектрлік анализдарының қорытындысы арқылы анықтауға арналған
ЭС (әлемдегі ең алғашқы сараптамалық жүйе болып есептеледі).
* MOLGEN- ферменттермен тәжірибенің негізінде ДНК құрылымы
жайындағы гипотезалардың өнімін анықтауға арналған ЭЖ.
* XCON - DEC корпорациясындағы VAX-11 есептеу кешенінің сатып
алушы тапсырысымен келістіріле отырып кофигурация жасайтын ЭЖ.
* MYCIN - ішек ауруларын диагностикалайтын ЭЖ.
* PUFF - өкпе ауруларын диагностикалайтын ЭЖ.
* MACSYMA - алгебралық өрнектердің символдық түрленуін
көрсететін ЭС.
* YESMVS - IBM корпорациясындағы көп қызметті үлкен
MVS
операциялық жүйесін басқаруға арналған ЭЖ.
* DART - IBM корпорациясының үлкен НМД диагностикалауға
арналған ЭС.
* PROSPECTOR - пайдалы қазбаларды іздеуде көмегін тигізетін ЭЖ.
* POMME - алма бағын күтуге ұсыныс беретін ЭЖ.
* ЭСПЛАН - Бакиндік мұнай өңдеу зауытында өндіріс жоспарын
жүргізетін ЭС.
* МОДИС - гипертонияның түрлерін диагностикалайтын ЭЖ [4].
Эксперттік жүйенің өте атақты қабықтары 1-кестеде көрсетілген.
Кесте 1
Эксперттік жүйенің өте атақты қабықтары
Кейбір коммерциялық эксперттік жүйелер 2-кестеде көрсетілген.
19 №
Жүйе
Жасаушы
Тағайындалуы
1
Advisor
Ultimate Media Inc
Оқыту
2
Duck
Smart System Technology
Ұйымдық басқару
3
Expert-Ease
Jeffrey Perrone
Кіші ЭЖ-ді жасақтау
4
INSIGHT-2
Level 5 Research
Оқыту
5
Knowledge Craft
Carnegie Group Inc
Өндіріспен басқару
6
Rule-Master
Radian Corporation
Диагностика, басқару,
сақтандыру, әскери қызмет
7
TIMM
General Research
Бұзылыс кезінде тік ұшақ
ұшқышына көмек
8
АРИАДНА
ҒЗИ жүйелік зерттеу
Ауқымды ЭЖ-ні жасақтау
9
PSP
ЕЦ ҒА КСРО
ЭЖ-ні жобалау
10
Space
ҒЗИ жүйелік зерттеу
Әр түрлі ақпараттарды
өңдейтін ЭЖ құру
Сонымен, эксперттік жүйелерді таңдау жеткілікті.Эксперттік жүйелердің
түрлері өте ауқымды.
Кесте 2
Коммерциялық эксперттік жүйелер
Қазіргі кезде дербес компьютерлердің таралуының арқасында оларға
қосалқы ЭЖ-лер де шығып жатыр. Көп жағдайда ДК арналған ЭЖ-лер өз
сипаттамалары бойынша үлкен ЭЕМ-нен кем түспейді.
Алайда, танымалдылығына қарамастан, жоғарыда айтылған барлық ЭЖ-
тердің негізінен кейбір кемшіліктері бар:
* Төмен сапалы интерфейс;
* Білімдерді көрсету үшін арнайы тілдерді білу қажеттілігі;
*
*
*
*
*
Үлкен көлем;
Жылдамдылық төменділігі;
Басқа бағдарламалармен байланыс дамымаған;
Білім базасын ауыстыратын құралдар;
Қымбаттылығы [5].
Эксперттік
жүйе басқа қолданбалы бағдарламалардан мынадай
белгілерімен ерекшеленеді:
*
Адамның ойлау механизмін белгілі бір кәсіптік міндетті шешуге
белгілейлі. Бұл эксперттік жүйені математикалық модельдеу мен компьютерлік
анимациядан айырады.
*
Жүйе есептеу операцияларын орындаумен қатар нақты түсініктер мен
қорытындыларды қалыптастырады. Білім қоры жүйеде белгілі бір арнайы тілде
сақталып, өзінің жеке бағдарламалық кодынан бөлек тұрады. Олар түсініктер
мен қорытындыларды құрастырады. Бұл бағдарлама компонентін деректер
қоры деп атауға болады.
*
Міндетті шешуде негізгі болып эвристикалық және жақындатылған
тәсілдер қолданылады. Эвристика дегеніміз адамның ұқсас проблемаларды
шешу кезінде (rule of thumb), жинақталған практикалық тәжірибенің
машиналды түрде ықпал етуі.
20 №
Жүйе
Жасаушы
Тағайындалуы
1
Dendral
Stanford University
Органикалық химиядағы
масспектрометрия
2
Drilling Advisor
Teknowledge
Техникалық жүйелердің
диагностикасы
3
Hearsay-2
Carnegie-Mellon
University
Тілді түсіну
4
Prospector
SRI International
Геология
5
PUFF
Stanford University
Өкпе ауруларын емдеу
6
XCON
Carnegie-Mellon
University
Компьютерлік жүйелердің кескін
үйлесімін анықтау
Эксперттік жүйенің шешімнің негізділігін түсіндіре білетін қасиеті болуы
шарт. Пайдаланушы ақпараттың барлығын сенімді түрде алуы керек, яғни
шешім аспаннан алынғандай болмауы керек. Бұдан бөлек, зерттеу
бағдарламалары өз ойлап табушыларымен ғана "сөйлесе" алып, оның
нәтижесін ғана көре алады.
Айта келе, эксперттік жүйе белгілі бір кәсіп аясында, практикалық
тәжірибе барысында жинақталған білім қорын алып, оны осы кәсіп бойындағы
проблемаларды шешуге пайдаланады. Осындай қасиеттер сараптамалық жүйені
басқа "дәстүрлі" жүйелерден ажыратады. Эксперттік жүйені құрастыру
процесін инженериялық білім қоры (knowledge engineering) дейді және ол
жасанды интеллект ретінде де қарастырылуы мүмкін [6].
Эксперттік жүйені жоспарлаған кезде негізгі назар шешімді іздеу
жолында білім қорының пайдаланылуына аударылуы керек [7]. Қандай
проблемалық жағдайда қай білім қорының керектігін дұрыс ажыратып оны
пайдалана білу эксперттік жүйенің функциясының негізгі бөлігі. Тривиалды
емес проблемаларды шешу жоспарлаудың арнайы деңгейі мен басқаруды,
сұрақ пен тест дұрыстығын талап етеді.
Білімге ие, асып кетудің алуан түрлі стратегияларын қолдану бағдарлама
тиімділігінің сипаттамасына әсерін тигізеді. Бұл стратегиялар кейбір
альтернатив кеңістіктеріндегі мәселелердің шешімін бағдарлама қалай
іздейтінін анықтайды.
1.2 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
РС+, VP-Expert қызмет етеді.
21
ИНТЕРЭКСПЕРТ,
Экспертті жүйелердің қабыршағы деп аталатын бағдарлама класы,
бағдарлама жасай алмаййтындарға аналогті мәселелерді шешкен, бағдарлама
жасай алатындардың нәтижелерімен қолдану болатын мақсатпен құрылды.
Сөйтіп, EMYCIN [8] 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.
22
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.
Сурет 1 Эксперттік жүйені құруға жарамды емес пәндік облыс
Егер де пәндік облыста білімнің көп бөлігі жоғары деңгейдегі
мамандардың (эксперттердің) жеке тәжірибесі болса және де егер бұл білімдер
қандай да бір себептердің салдарынан әлсіз құрылымдалған болса, мұндай
пәндік облыс эксперттік жүйеге мұқтаж.
Білімге негізделген, жүйелердің қолдану облыстары бірнеше негізгі
класстарға топталынады: медициналық диагностика, басқару және бақылау,
механикалық және электрлік құрылғыларың аұаулықтарының диагностикасы,
оқып үйрену.
23
Сурет 2 Эксперттік жүйені құруға жарамды пәндік облыс
а) Медициналық диагностика. Диагностикалық жүйелер ағза қызметінің
бұзылуы мен олардың мүмкін болатын себептерінің арасында байланыс орнату
үшін қолданылады. Бактериалды инфекция және менинигит кезінде науқастың
жағдайын бақылау мен диагностика жасауға арналған MYCIN ең танымал
диагностикалық жүйе. Оның алғашқы нұскасы 70-жылдарда Стэнфорд
университетінде өңделді. Қазіргі уақытта бұл жүйе дәрігер-маман деңгейінде
диагноз қояды. Ол медицинаның басқа да салаларында қолданылуына
мүмкіндік беретін кеңейтілген білім қорына ие.
ә) Болжам жасау. Болжам жасаушы жүйелер мүмкін болатын нәтижелерді
немесе объектінің қазіргі жағдайы жөніндегі мәліметтер негізінде оқиғаларды
болжап айтады. "Уолл-стритті жаулап алу" бағдарламалық жүйесі нарық
коньюктурасын талдай алады және алгоритмдердің статистикалық әдістерінің
көмегімен болашаққа капитал жұмсалуының жоспарын өңдей алады. Ол
дәстүрлік бағдарламалаудың алгоритмін және процедурасын
қолданатындықтан, білімдерге негізделген жүйелер қатарына жатпайды. Әзірге
өздерінің нарық коньюктурасы жөніндегі ақпараттарының есебінен капиталды
ұлғайтуға қабілетті ЭЖ болмағанымен , болжам жасаушы жүйелер
жолаушылар легін, астық түсімін және ауа-райын болжай алады. Тіпті,
білімдерге негізделген қарапайым жүйені орнатып, жеке компьютерде
жіргілікті ауа-райының болжамын алуға болады.
б) Жоспарлау. Жоспарлаушы жүйелер көп айнымалылармен берілген
есептерді шешуде нақты мақсаттарға жетуге лайықталған. Informat Дамаск
фирмасы алғаш рет сауда тәжірибесінде сатып алушылар қарамағына олардың
қажеттілігі мен бюджетіне төмен деңгейде жауап беретін компьютер таңдауға
көмектесу мақсатында 15 минуттық тегін кеңес беретін өз кеңселерінің
холында орнатылған 13 жұмысшы станциясын ұсынады. Бұдан бөлек, Boeing
компаниясы ЭЖ-ні ғарыштық станцияларды жобалауға, сонымен қатар,
тікұшақ жөндеу мен ұшақ қозғалтқыштарының істен шығу себептерін
24
анықтауға қолданады. DEC фирмасымен құрылған XCON эксперттік жүйесі
VAX типінің және сатып алушының талаптарына сәйкес компьютерлің
жүйесінің конфигурациясының өзгерту немесе анықтау үшін қызмет етеді. DEC
фирмасы сатып алушыларға қажетті конфигурациясы бар есептеуіш жүйелерді
тағдау кезінде көмектесу мақсатында XCON жүйесінің білім қорын өзіне
қосатын әрі қуаттырақ XSEL жүйесін өңдеуде. XCON жүйесіне қарағанда
XSEL жүйесі интерактивті болып саналады.
г) Түсіндіру. Түсіндіруші жүйелер бақылау нәтижелерінің негізінде нақты
қорытынды алу қабілетіне ие. PROSPECTOR жүйесі түсіндіруші типтегі
көбірек танымал жүйелердің бірі, ол тоғыз эксперттің білімін біріктіреді.
Экспертизаның тоғыз әдісінің үйлесімін қолдана отырып, жүйе бағасы миллион
доллар болатын кен шоғырын анықтай алды, сонымен бірге, тоғыз эксперттің
бір де бірі бұл кендердің барын болжаған жоқ.Түсіндіруші басқа жүйе
HASPSIAP. Ол акустикалық байқау жүйелерінің мәліметтері бойынша тынық
мұхиттағы кемелердің типтері мен орналасқан жерін анықтайды.
д) Бақылау мен басқару. Білімге негізделген жүйелер бақылаудың
интеллектуалды жүйелері ретінде қолданылуы мүмкін және аздаған ақпарат
көздерінен түскен мәліметтерді талдай отырып, шешім қабылдай алады.
Мұндай жүйелер атом электростанцияларында жұмыс жасайды, медициналық
бақылауды жүзеге асырады және әуе қозғалысын басқарады. Олар сонымен
қатар,кәсіпорынның қаржылық қызметін тұрақтандыруда пайдалы болуы
мүмкін және қиын жағдайларда шешім шығаруға көмек көрсете алады.
е) Электрлік және механикалық құрылғылардағы түзелмейтіндіктің
диагностикасы. Бұл салада білімдерге негізделген жүйелер механикалық және
электрлік машиналарды (автомобильдерді, дизельдік локомотивтерді және т.б.)
жөндеу кезінде де, компьютерлердің бағдарламалық және аппараттық
қамтамасыз етілуіндегі қателер мен түзелмейтіндікті жою кезінде де
ауыстыруға келмейді.
ж) Оқыту. Білімдерге негізделген жүйелер оқытудың компьютерлік
жүйелерінің құрама бөлігіне кіруі мүмкін. Жүйе кей объектінің
(мысалы,студенттің) қызметі жөнінде ақпарат алады және оның қылықтарын
талдайды. Білім қоры объектінің қылығына сәйкес өзгереді. Осы оқытудың
үлгісі ойыншының біліктілік деңгейінің артуының мөлшерінде күрделілігі
ұлғаятын компьютерлік ойын болады. Өте қызықты оқытушы ЭЖ-нің бірі
қарапайым эвристиканы қолданатын EURISCO жүйесі, оны Д.Ленат өңдеген.
Бұл жүйе соғыс әрекеттеріне еліктейтін Т.Тревевеллер ойынында қолданылған.
Ойынның мәні өзгертілмейтін ережелердің көпшілік жағдайларында жеңіліске
ұшыратуға қабілетті флотилия құрамын анықтауда. EURISCO жүйесі флотилия
құрамына кемеге тез шабуыл жасауға қабілетті әрі кішкентай бір жүйрік кеме
енгізді, және оған кедергі келтіру үшін ойын ережесін жыл сайын өзгерткеніне
қарамастан, ол үш жыл ішінде тұрақты түрде жеңді. ЭЖ көпшілігі мазмұны
бойынша бір мезгілде бірнеше типтерге бөлуге болатын білімдерді қамтиды.
Мысалы, оқытушы жүйе жоспарлау және диагностика жүргізуге мүмкіндік
беретін білімдерге де ие болуы мүмкін. Ол үйренушінің курстың негізгі бағыты
25
бойынша қабілеттерін анықтайды, содан соң алынған мәліметтерді ескеріп, оқу
жоспарын құрады. Басқарушы жүйе жоспарлау, болжам, диагностика жасау
және бақылау мақсатында қолданылуы мүмкін. Тұратын мекенінің сақталуын
қамтамасыз ететін жүйе қоршаған жағдайды байқап, болған оқиғаларды
(мысалы, терезе ашылды) анықтап тану, болжам беру (баукеспе ұры үйге енгісі
келеді) және әрекет жоспарын құру (полиция шақыру) мүмкіндігіне ие.
Эксперттік жүйе белгілі бір пәндік салалар мамандарына көмек
көрсетуге лайықталған бағдарламалардың жиынтығын ұсынады. Кез-келген
ЭЖ құрылымы бойынша білім қорынан, қолданушының интерфейсі мен
қорытынды машинасынан тұратын қаптан, кейде білім алудың қосалқы
жүйесінен және түсініктеменің қосалқы жүйесінен тұрады.
Білім алудың ішкі жүйесі білімнің жай редакторы сиякты (мәтіндік
редактор немесе білім негізінің арнайыландырылған редакторы болуы мүмкін)
білімнің автоматты генерациясының күрделі жүйесін көрсетеді(мысалы, белгілі
EURISCO жүйесінде).
1.2.1 Статикалық және динамикалық эксперттік жүйелер
Эксперттік жүйелердің құрылымы
Қарапайым статикалық ЭЖ келесі негізгі құрамдардан тұрады (сурет 3):
*
*
*
*
*
*
Шешім қабылдаушы (интерпретатордан);
Дерек қор (ДҚ) деп аталатын жұмысшы жадыдан (ЖЖ);
Білім қоры (БҚ);
Білім алу компонент;
Түсіндіруші компонент;
Диалогтық компонент.
Сурет 3 Статикалық ЭЖ-нің құрылымы
26
Дерекқор (жұмыстық жады) сол сәтте шешілетін міндеттің бастапқы және
аралық деректерін сақтауға арналған. Бұл термин атауы бойынша сәйкес
келгенмен, информациялық іздестіру жүйелерінде (ИІЖ) және барлық
деректерді белгілеу үшін (бірінші кезекте ұзақ мерзімді) қолданылатын, жүйеде
сақталатын дерекқор басқару жүйелерінде (МҚБЖ) мағынасымен келмейді.
Білім қоры (БҚ), қарастырылатын облысты (ағымдағы деректерді емес)
және осы облыстың мақсатты түрде деректердің түрленуін сипаттайтын,
ережелерді ЭЖ-де ұзақмерзімді деректерді сақтау үшін арналған.
Шешуші дерекқордан білім мен жұмыстық жадыдан бастапқы
мәліметтерді қолдана отырып, бастапқы мәліметтерге қолданылған ережелер
ретін қалыптастырады, міндетті шешуге әкеледі.
Білім алу құраушысы эксперт-тұтынушымен іске асатын, ЭЖ
білімдерімен толтырылу процесін автоматтандырады.
Білімнің түсіндірме құрауышы жүйе міндеттің шешуін қалай алғанын
(немесе ол неге шешімін алмағанын) және қандай білім қолданғанын, экспертке
жүйені тестілеуге не жеңілдетеді және алынған мәліметке тұтынушының
сенімін арттыратынын түсіндіреді.
Диалогтық құрауыш ұйымға тұтынушымен достық қарым-қатынаста
мәселені шешу барысында сияқты, білім алу және жұмыстың нәтижесін
түсіндіру процесіне де бағытталған.
ЭЖ құрауда келесі маман иелері қатысады:
-
-
Міндетті ЭЖ шешетін мәселелі облыс саласындағы сарапшы;
Білімдер бойынша инженер - ЭЖ әзірлеу бойынша маман (олардың
қолданатын технологиясын, әдісін білімдер инжериясының технологиясы деп
атайды);
-
ЭЖ әзірлеуді жеделдетуге арналған аспаптық әдістер (АӘ) әзірлеу
бойынша программист.
Ескеру қажет, инженерлерді білімдер бойынша әзірлеу қатысушылар
арасында жоқтығы (яғни, оларды программисттермен ауыстыру) ЭЖ құру
барысында кедергілерге әкеледі немесе оны ұзартады.
Эксперт проблемалы облысты сипаттайтын білімді (деректер мен
ережелер) анықтайды, ЭЖ-ге ендірілген білімнің дұрыстығын және
толықтығын қамтамасыз етеді.
Білімдер бойыша инженер экспертке ЭЖ жұмысы үшін қажет білімдерді
анықтауға және құрастыруға көмектеседі; белгілі проблемалы облысқа дәлірек
келетін сол АӘ таңдауын іске асырады және осы АӘ білімнің көрсетілу әдісін
анықтайды; Экспертпен ендірілетін ережелерде қолданылатын стандартты
функцияларды программалайды және көрсетеді.
Программист барлық ЭЖ негізгі құрауыштар шегінде болатын, АҚ
әзірлейді (егер АҚ қайта әзірленсе) және ол қолданылатын ортамен түйіндесуін
жүзеге асырады.
Экспертті жүйе екі режимде жұмыс жасайды: білім алу режимінде және
мәселені шешу режимінде.
27
Білім алу режимінде ЭЖ-мен қатынасты эксперт атқарады (білім
бойынша инженер делдалдығы арқылы). Эксперт бұл режимде білім алу
құрауыштарын қолдана отырып, жүйені проблемалы облыстан өздігінше
міндеттерді шешу режимінде шешуге көмектесетін біліммен толықтырады.
Эксперт проблемалы облысты деректер мен ережелердің қосындысы ретінде
түсіндіреді. Деректер объекттерді, олардың сипаттамасы мен мәнін анықтайды.
Ережелер деректермен манипуляция жасаудың тәсілдерін анықтайды.
Білім алу режимінің дәстүрлі тәсілінде программаларды әзірлеуге
алгоритмизация, программалау және программист орындайтын жөндеу
этаптары сәйкес келеді. Осылайша, дәстүрлі тәсілге қарағанда ЭЖ жағдайында
программаларды әзірлеуді программист емес, эксперт жүзеге асырады.
ЭЖ-мен кеңес қарым-қатынас режимiнде нәтижесі және (немесе) оны алу
жолы қызықтыратын соңғы пайдаланушыны жүзеге асырады. Айта кететіні,
ЭЖ тағайындауға тәуелді пайдаланушы бұл проблемалы облыста маман
болмауы да мүмкін, немесе маман болуы мүмкін (бұл жағдайда тұтынушы
нәтижені өзі ала алады, бірақ ол ЭЖ-ге нәтижені алу процесін жеделдету
мақсатында жүгінеді). Кеңес режімінде пайдаланушы міндеттері жөніндегі
деректер қайта өңдеуден кейін олардың диалогтық құрауыштары жұмыстық
жадқа түседі. Шешуші жұмыстық жадтан кіруші мәліметтер негізінде
проблемалы облыс туралы ортақ деректерді дерекқордағы ережелерді мәселені
шешуге қалыптастырады. ЭЖ мәселені шешуде операциялардың алдын ала
жазылған ретін ғана орындап қоймай, сонымен қатар алдын ала
қалыптастырады да. Егер жүйе реакциясы пайдаланушыға түсініксіз болса, ол
түсіндіруді талап ете алады:
жүйе неге сол немесе басқа сұрақты қояды?, жүйемен жиналатын
жауап қалай алынды?.
3-суретте келтірілген құрылымды ЭЖ статикалық құрылымы деп атайды.
ЭЖ бұл түрі міндетті шешу уақытында болып жатқан қоршаған орта өзгерісін
есептемеуге болатын қосымшаларда қолданылады. Алғашқы тәжірибеде
қолдануға болатын ЭЖ статикалық болып саналады.
4-суретте көрсетілгендей, динамикалық ЭЖ 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.
28
Сурет 4 Динамикалық ЭЖ-нің құрылымы
1.2.2 Эксперттік жүйені жасақтау технологиясы
ЭЖ-ні жасақтау қарапайым бағдарламалық өнімді жасақтаудан
айырмашылығы бар. ЭЖ-ні құру тәжірибесі оның жасақтау әдіснамасын
қолдану кезінде ЭЖ-ні құру процесін өте қатты созып жібереді немесе теріс
нәтижеге әкеліп соқтырады.
ЭЖ-ні жасақтау мүмкін болған кезде, ақталғанда және инженер білімінің
әдістері шешілетін есепке сәйкес келгенде ғана ЭЖ-ні қолдануға болады.
Берілген қосымшаға ЭЖ-ні жасақтау мүмкін болу үшін, келесі талаптар
біруақытта орындалуы жеткілікті:
1) Берілген облыста бастаушы маманмен салыстырғанда жақсы білетін
эксперт бар болса;
2) Ұсынылатын шешім бағалануына эксперттер жарасуы керек, әйтпесе
жасақталған ЭЖ-нің сапасын бағалауға болмайды
3) Эксперттер вербалдауға (табиғи тілде түсіндіруге) және өзінің
қолданған әдістерімен түсіндіруге қабілетті, керісінше жағдайда эксперт
білімдерін "шығаруына" немесе ЭЖ-ге салынуына сену қиынға соғады.
4) Тапсырманы шешу әрекетті емес пайымдауды ғана талап етеді;
5) Есеп өте қиын болмауы керек (яғни, оның шешілуі эксперттің сағатын
немесе күнін ғана алуы керек, аптасын емес);
6) Тапсырма ресми түрде жазылмаса да, жеткілікті "түсінікті" және
құрылымды облысқа жатуы керек, яғни, негізгі түсініктемелер,
қатынастар,тапсырманы шешудің белгілі әдістері (ең болмағанда экспертке)
белгіленуі керек;
7) Тапсырманы шешу үшін "дұрыс ақыл" қолданбау керек, себебі
осындай білімдерді жасанды интеллект жүйесіне салу (жеткілікті санда) әлі
жүзеге асырылмай тұр.
29
Берілген қосымшада ЭЖ-ні қолданылуы болып, бірақ ақталуы болмауы
мүмкін. ЭЖ-ні қолдану келесі факторлармен ақталуы мүмкін:
1. тапсырманы шешу маңызды эффекті алып келуі мүмкін, мысалы,
экономикалық;
2. адам-экспертті қолдану экспертің саны жетпегендіктен немесе әр
түрлі ортада біруақытта сараптаманы өткізу қажеттілігінен мүмкін болмайды.
3. ЭЖ-ні қолдану экспертке ақпаратты жіберу кезінде жіберілмейтін
уақыт кезде немесе ақпарат жоғалту болған жағдайда жөнді болып есептелінеді
4. ЭЖ-ні қолдану адамға жау болатын айналада тапсырманы шешу
жөнді болып есептеледі.
Қосымша ЭЖ-нің әдісіне сәйкес келеді, егер шешіліп отырған тапсырма
келесі сипаттамаларға ие болса:
1) тапсырма математикалық әдістер мен дәстүрлі бағдарламалауда
қабылданғандай санды манипуляциялаумен емес, символды манипуляциялау
арқылы табиғи әдіспен шешілуі мүмкін (яғни, символды пайымдаулар арқылы).
2) тапсырма алгоритмді емес, эвристикалық табиғатқа ие болу керек, яғни
оның шешімі эвристикалық ережелерді қолдануды талап ету керек. Кейбір
формалды процедуралар көмегімен шешіле алатын тапсырмалар ЭЖ-ні
қолдануға сәйкес келмейді.
3) тапсырма ЭЖ-ні жасақтауға кеткен шығынды өтеу үшін жеткілікті
деңгейде қиындау болу керек. Алайда, ол өте қиын да болмау керек, ЭЖ оны
шеше алатындай болған жөн;
4) тапсырма, ЭЖ әдістерімен шешіле алатындай жеткілікті деңгейде
қысқа әрі мәнді болу керек.
ЭЖ-ні жасақтау кезінде, заңды түрде, "тез түптұлға" концепциясы
қолданылады. Бұл концепцияның мәні өңдеушілер бірден соңғы өнімді
шығаруға тырыспайды. Бастапқы кезеңде ЭЖ-нің түптұлғасын құрады.
Түптұлғалар екі қарама-қайшы келетін талаптарды қанағаттандыру керек:
Бір жағынан, нақты қосымшаның қарапайым тапсырмаларын шешу керек,
басқа жағынан, олардың өңдеу уақыттары мен еңбекөнімділігі аз мәнді болу
керек. Ережеге сай, көрсетілген талаптарды қанағаттандыру үшін түптұлға құру
кезінде жобалау процесін тездететін әр түрлі амалдар қолданылады.
Түптұлға берілген қосымшаға білім инженерінің ... жалғасы
Сіз бұл жұмысты біздің қосымшамыз арқылы толығымен тегін көре аласыз.
Ұқсас жұмыстар
Пәндер
- Іс жүргізу
- Автоматтандыру, Техника
- Алғашқы әскери дайындық
- Астрономия
- Ауыл шаруашылығы
- Банк ісі
- Бизнесті бағалау
- Биология
- Бухгалтерлік іс
- Валеология
- Ветеринария
- География
- Геология, Геофизика, Геодезия
- Дін
- Ет, сүт, шарап өнімдері
- Жалпы тарих
- Жер кадастрі, Жылжымайтын мүлік
- Журналистика
- Информатика
- Кеден ісі
- Маркетинг
- Математика, Геометрия
- Медицина
- Мемлекеттік басқару
- Менеджмент
- Мұнай, Газ
- Мұрағат ісі
- Мәдениеттану
- ОБЖ (Основы безопасности жизнедеятельности)
- Педагогика
- Полиграфия
- Психология
- Салық
- Саясаттану
- Сақтандыру
- Сертификаттау, стандарттау
- Социология, Демография
- Спорт
- Статистика
- Тілтану, Филология
- Тарихи тұлғалар
- Тау-кен ісі
- Транспорт
- Туризм
- Физика
- Философия
- Халықаралық қатынастар
- Химия
- Экология, Қоршаған ортаны қорғау
- Экономика
- Экономикалық география
- Электротехника
- Қазақстан тарихы
- Қаржы
- Құрылыс
- Құқық, Криминалистика
- Әдебиет
- Өнер, музыка
- Өнеркәсіп, Өндіріс
Қазақ тілінде жазылған рефераттар, курстық жұмыстар, дипломдық жұмыстар бойынша біздің қор #1 болып табылады.
Ақпарат
Қосымша
Email: info@stud.kz