МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ «ВОРОНЕЖСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ» УЧЕБНО-МЕТОДИЧЕСКОЕ ПОСОБИЕ ЭКСПЕРТНЫЕ СИСТЕМЫ: КУРС ЛЕКЦИЙ Составители: Бобрешов А. М., Коровченко И. С., Степкин В. А., Телков А. Ю. <...> Анализируются особенности экспертных систем различных классов самообучающихся, индуктивных, нейронных сетей, системах, основанных на прецедентах. <...> Приводятся основные модели и методы решения задач, стратегии организации поиска решений. <...> Особенности и признаки интеллектуальности информационных систем 4 2. <...> Особенности и признаки интеллектуальности информационных систем Любая информационная система (ИС) выполняет следующие функции: воспринимает вводимые пользователем информационные запросы и необходимые исходные данные, обрабатывает введенные и хранимые в системе данные в соответствии с известным алгоритмом и формирует требуемую выходную информацию. <...> С точки зрения реализации перечисленных функций ИС можно рассматривать как структуру, производящую информацию, в которой заказом является информационный запрос, сырьем исходные данные, продуктом требуемая информация, а инструментом (оборудованием)знание, с помощью которого данные преобразуются в информацию. <...> Фактуальное знание – это осмысленные и понятые данные. <...> Операционное знание – это те общие зависимости между фактами, которые позволяют интерпретировать данные или извлекать из них информацию. <...> Фактуальное знание (детализированным), называют также а операционное знание – интенсиональным (обобщенным). <...> Программа = Алгоритм (Правила преобразования данных + Управляющая структура) + Структура данных Таким образом, операционное знание (алгоритм) и фактуальное знание (структура данных) неотделимы друг от друга. <...> Однако, если в ходе эксплуатации ИС выяснится потребность в модификации одного из двух компонентов программы, то возникнет <...>
Экспертные_системы__курс_лекций.pdf
МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ
ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ
ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО
ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ
«ВОРОНЕЖСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ»
УЧЕБНО-МЕТОДИЧЕСКОЕ ПОСОБИЕ
ЭКСПЕРТНЫЕ СИСТЕМЫ:
КУРС ЛЕКЦИЙ
Составители:
Бобрешов А. М., Коровченко И. С.,
Степкин В. А., Телков А. Ю.
Воронеж 2014
Стр.1
3
Содержание
1. Особенности и признаки интеллектуальности информационных систем 4
2. Назначение экспертных систем ..................................................................... 9
3. Самообучающиеся системы ......................................................................... 12
4. Технология создания экспертных систем ................................................... 19
5. Методы работы со знаниями ........................................................................ 23
6. Тенденции развития систем искусственного интеллекта ......................... 38
7. Список использованных источников .......................................................... 44
Стр.3
6
потребностям пользователей, в невозможности решать плохо формализуемые
задачи, с которыми управленческие работники постоянно имеют дело.
Перечисленные
недостатки
устраняются
в
интеллектуальных
информационных системах (ИИС).
Анализ структуры программы показывает возможность выделения из
программы операционного знания (правил преобразования данных) в так
называемых базу знаний, которая в декларативной форме хранит общие для
различных задач единицы знаний. При этом управляющая структура
приобретает характер универсального механизма решения задач (механизма
вывода), который связывает единицы знаний в исполняемые цепочки
(генерируемые алгоритмы) в зависимости от конкретной постановки задачи
(сформулированной в запросе цели и исходных условий). Такие ИС
становятся системами, основанными на отработке баз знаний или просто
знаний (СБЗ).
СБЗ = База знаний + "Управляющая структура + (механизм вывода)" +
База данных
Системы, основанные на знаниях, являются интеллектуальными ИС
(ИИС) в силу возможности генерации алгоритмов решения задач, для
которых характерны следующие признаки:
• развитые коммуникативные способности,
• умение решать сложные плохо формализуемые задачи, способность к
развитию и самообладанию.
Коммуникативные способности ИИС характеризуют
способ
взаимодействия (интерфейса) конечного пользователя с системой, в
частности, возможность формулирования произвольного запроса в диалоге с
ИИС на языке, максимально приближенном к естественному.
Сложные плохо формализуемые задачи – задачи, которые требуют
построения оригинального алгоритма решения в зависимости от конкретной
ситуации, для которой могут быть характерны неопределенность и
динамичность исходных данных и знаний.
Стр.6
7
Способность к самообучению – это возможность автоматического
извлечения знаний для решения задач из накопленного опыта конкретных
ситуаций. В различных ИИС перечисленные признаки интеллектуальности
развиты в неодинаковой степени. Условно, каждому из признаков
соответствует свой класс ИИС (рисунок 1.1).
Рисунок 1.1 – Классификация информационных систем
Интеллектуальные базы данных отличаются от обычных баз данных
возможностью выборки по запросу необходимой информации, которая
может явно не храниться, а выводиться из имеющейся в базе данных.
Интеллектуальная система баз помощи пользователя по структуре базы
данных сама строит путь доступа к файлам данных. Формирование запроса
осуществляется в диалоге с пользователем, последовательных шагов
которого выполняется в максимально удобной для пользователя форме.
Запрос к базе данных может формулироваться и с помощью естественноязыкового
интерфейса. Естественно-языковой интерфейс предполагает
Стр.7
8
трансляцию естественно-языковых конструкций на внутри-машинный
уровень представления знаний. Для этого необходимо решать задачи
морфологического, синтаксического и семантического анализа и синтеза
высказываний на естественном языке. Естественно-языковой интерфейс
используется для:
• доступа к интеллектуальным базам данных,
• контекстного поиска документальной текстовой информации,
• голосового ввода команд в системе управления,
• машинного перевода с иностранных языков.
Гипертекстовые системы предназначены для реализации поиска по
ключевым словам в базах текстовой информации; поиска мультимедийной
информации, включающей помимо текстовой и цифровой информации
графические, аудио и видео-образы.
Системы контекстной помощи – частичный случай интеллектуальных
гипертекстовых и естественно-языковых систем. В отличие от обычных
систем помощи, пользователь описывает проблему, а система с помощью
дополнительного диалога ее конкретизирует и сама выполняет поток
относящихся к ситуации рекомендаций. Такие системы относятся к классу
систем распространения знаний. Системы когнитивной графики позволяют
осуществлять интерфейс пользователя с ИИС с помощью графических
образов, которые генерируются в соответствии с происходящими событиями.
Такие системы используются в мониторинге и управлении оперативными
процессами. Например, состояние сложного управляемого объекта
отображается в виде человеческого лица, на котором каждая черта отвечает
за какой-либо параметр, а общее выражение лица дает интегрированную
характеристику ситуации. Системы когнитивной графики широко
используются также в обучающих и тренажерных системах на основе
использования принципов виртуальной реальности, когда графические
образы моделируют ситуации, в которых обучаемому необходимо принимать
решения и выполнять определенные действия.
Стр.8