Экспертные системы.docx

Экспертные системы

Экспертные системы – это первые системы искусственного интеллекта, доведенные до практического использования.

В отличие от традиционных программ, предназначенных для решения задач по точным алгоритмам, с помощью экспертных систем решаются задачи, относящиеся к классу неформализованных или слабо формализованных (недетерминированных) задач. Алгоритмические решения таких задач или не существуют в силу неполноты, неопределенности, неточности, расплывчатости рассматриваемых ситуаций, или алгоритмы настолько сложны, что для их реализации не существует математического аппарата.

Экспертные системы должны сыграть роль высококвалифицированных помощников, способных дать полезный совет управленцу, находящемуся в затруднительном положении. Им может оказаться молодой, имеющий недостаточный опыт врач, перед которым возникла необходимость провести сложную и необычную операцию. Им может быть биолог, которому срочно понадобились знания на уровне нейрофизиолога, или любой другой исследователь и специалист.

Главным достоинством экспертных систем является возможность накопления знаний и сохранение их длительное время. В отличие от человека экспертные системы к любой информации подходят объективно, что улучшает качество производимой экспертизы. При решении задач, требующих обработки большого объема знаний, возможность возникновения ошибки при переборе очень мала.

Экспертные системы распадаются на два класса:

-        предназначенные для повышения уровня знаний, квалификации специалистов в различных областях деятельности (врачей, геологов, инженеров и т. д.);

-                     консультирующие и диагностирующие, используемые для оказания помощи управленческому персоналу в решении сложных, слабо формализованных задач.

Основой функционирования экспертных систем является база знаний. Это информационный массив, состоящий из жестко установленных (декларативных) правил и факторов, включающих эвристические методы или правила решения задач, в том числе для выработки гипотез,  обработки информации и логики получения выводов.

В экспертную систему входят:

-        лингвистический (языковой) процессор, предназначенный для общения пользователя с экспертной системой на понятном для него языке;

-        база данных, предназначенная для хранения текущего состояния решаемой задачи: гипотез и результатов, к которым экспертная система обращается при решении задачи; в ней также хранится динамическая информация о меняющемся состоянии объекта управления;

-        блок логического вывода, определяющий порядок выполнения  правил; он предназначен для выбора правила выполнения того или иного действия экспертной системой;  включает интерпретатор правил, ориентированный на их применение в конкретной ситуации      и аппарат согласования, корректирующий процедуру оценки достоверности принимаемого решения. 

Пользователь – специалист предметной области, для которого предназначена система. Обычно его квалификация недостаточно высока, и поэтому он нуждается в помощи и поддержке своей деятельности со стороны экспертной системы.

Интеллектуальный редактор осуществляет обработку новых знаний и дает возможность эксперту в диалоговом режиме пополнять базу знаний (данных).

Лингвистический процессор обеспечивает комфортный интерфейс между пользователем и экспертной системой. В нем реализуются процедуры морфологического, синтаксического и семантического контроля запросов пользователя и приведения их к виду, «понятному» ЭВМ.

 Блок логического вывода обрабатывает запрос пользователя по базе данных. В случае поступления незнакомой (неизвестной) ситуации подготавливает запрос эксперту. Этим обеспечивается самообучение системы.

В настоящее время разрабатываются специальные стандартные пакеты программ (оболочки экспертных систем), облегчающие создание и ведение базы данных экспертных систем.

Этапы проектирования экспертных систем:

- формулировка прикладной задачи (постановка задачи).

- создание базы знаний (данных) в конкретной прикладной области:

- сбор и систематизация различных управленческих ситуаций;

- анализ экспертами управленческих ситуаций и выработка   управленческих решений;

-    формализация знаний;

-    разработка моделей решения задач в данной предметной области.

Область применения экспертных систем достаточно обширна:

- медицинский диагноз и консультации по лечению;

 - оценка степени риска в экономике, политике;

- космические исследования;

- управление проектированием;

- консультации и оказание помощи при решении задач в различных областях человеческой деятельности (ремонт оборудования, геологоразведка, планирование, прогнозирование и т. д.).

Таким образом, экспертные системы в информационных технологиях – это знания экспертов, загруженные в компьютер и используемые всякий раз, когда в этом возникает необходимость. Это лучше, чем держать постоянно в штате экспертов. В этом случае экспертные системы представляют собой электронных экспертов в определенной области знаний или практики.