Реферат: Создание экспертных систем - текст реферата. Скачать бесплатно.
Банк рефератов, курсовых и дипломных работ. Много и бесплатно. # | Правила оформления работ | Добавить в избранное
 
 
   
Меню Меню Меню Меню Меню
   
Napishem.com Napishem.com Napishem.com

Реферат

Создание экспертных систем

Банк рефератов / Программирование

Рубрики  Рубрики реферат банка

закрыть
Категория: Реферат
Язык реферата: Русский
Дата добавления:   
 
Скачать
Microsoft Word, 195 kb, скачать бесплатно
Заказать
Узнать стоимость написания уникального реферата

Узнайте стоимость написания уникальной работы

Экспертные системы Компьютери з ация об щ ества - од н о из основ н ых н апра вле н ий н ауч н о -технического прогресса - вызвала су щ естве н ные изменения в техно л огии ра з работки и использования програ м мн ых средств. Эти изменения были подготов л ены всем развитием теории и п рактики искусственного интеллекта (ИИ ), наиболее существенным ре з у льтатом которого явился переход к так называемой новой информационной техно л огии и создание “экспертных с и стем (ЭС ). Первые ЭС - медицинс кие mycin и dendral для приложений по химии появились в середине 70-х годов в рамках исследовательских программ по искусст венному интеллекту . Уже первые ЭС оказались полезными . Медицинская система mycin успешно вписалась в клиническую практику , помогая в в ыборе лекарств больным с бактериемией , менингитом , циститом . Идеологию ЭС можно выразить формулой : знание + вывод =система . ЭС предполагает взаимод ействие блоков . Главные из них – база знаний и механизм вывода. Суть происшедших технол огических изменений зак л юч ается в появлении нового класса инструменталь ных средств ИИ , который ста л основой создания конечных программн ых продуктов на основе принципиально другой технологи и , с новыми качественными возможностями со з даваемых продуктов, эт и из м енения с ущественно повышают интел л ект программ, новые средства з аменили целую техно л огическу ю цепочку , в которой между кон е чным по л ьзователем и ЭВМ находи л ось неско л ько посред н иков. Эти изменения ста л и возможными благо даря двум основным фактора м : выде л ению в алгоритме программы н екоторой у н иверса л ьной части ( лог и ческого выво да ) и отделению ее от час ти , з ависящей от предметн ой области (базы з н аний ); повышению уров н я взаимодействия пользовате л я и компьютерной программы , т.е . появлению инте л лекту ального интерфейса в программах ИИ. Обычные программы имеют фиксированную пос ледовательность шагов , точно определяемых пр ограммистом , и путем обработки числовой инфор мации ищут оптимальное решение, в то время как программы ИИ , подобно человеку , пользуются для нахождения удовлетвори тельного решения методом проб и ошибок . Пр и этом производится преимущественно симво льная обработка содержимого базы знаний . Разл ичия эти , разумеется , не абсолютны , а лишь наиболее характерны для обоих типов прог рамм . Различие в структуре и частоте мо д ификаций влияет н а различия технологий разработки обычных прог рамм и програм м ИИ . В се различия , приведенные д ля программ ИИ , в целом характерны и для экспертных систем. Изменение в структуре и повы ш ение вследствие этого общего интелл е кта компьютерных программ является ключевым для определения экспертных систем, и это ес тественно , так как , для того чтобы стало возмо ж ным повысить инте ллект программ , необходимо ус л о ж нить их организа цию и структуру . Таким образом , можно попы таться дать определение экспертной системы. Экспертная система - это к омпьютерная программа , которая моделирует рассуждения че ловека-эксперта в некоторой определенной области и использует для этого ба з у знаний , содержащую факты и пр авила об этой обла с ти , и некоторую процедуру логического выво да. Для того чтобы пользователь мог эффек тивно взаимодействовать с экспертной системой , ее интерфейс должен выполнять две основные функции : давать советы и объяснения польз ователю и управлять приобретением знаний . Вза имодействие эксперта , пользователя и структу рных частей с истемы можн о представить в виде базовой структуры эк спертной системы. У экспертной с ист е мы дол ж но быть два режима работы : режим п риобретения знаний и режим решения задач . В реж и ме приобретения знаний эксперт общается с экспертной системой при посредничестве инженера знаний, в режиме р ешения задач в общении с экспертной систе мой участвует пользователь , которого интересует результат и способ его получения . Экспертна я система в отличие от решения задач по алгоритму не исключает пользователя из решения , а , наобо рот , сохраняет за ни м инициативу . В то ж е время ЭС не является просто пассивны м и с точником полезной информации подобно книж ному справоч н ику или б азе данных . В нужные моменты ЭС подска з ывает необходимое направл ение решения задачи , развивает цепочки умозак лючений , объясняет свои действия. Иску сс тв е нн ы й интеллект д авно стал источником новых технологических приемов , решений , которые широко вошли в практику программирования , так , в работах по искусс твенному интеллекту берут свое начало т акие и д еи , как раз д еление времени , обработка списков , редактирование и отладка программ в диалоговом режиме , эвристическое программиров ание, графич еский интерфейс , использование полиэкранного дис плея и манипулятора типа ' мышь ' и др. С точки зрения решения основной задач и экспертных систем : кодирования знаний о п редметной области и их использования для решения проблем в этой области наи более существен опыт исследователей искусственно го интеллекта в решении задач представления знаний и распознавания обра з ов. Объем знаний , необходимых д ля любо го значительного приложения экспертных систем , обычно очень велик и поэтому для выбор ки , обновления и поддержания таких больших объемов знаний экспертным системам необходимы хорошие модели представления знаний . Кроме того , удачная модель представле н ия может значительно облегчить построение логич еского вывода. в экспертных с истемах наиболее часто используется представлени е знаний в виде продукционных правил , фрей мов . Используются также семантические сети , пр едложения Прол ога и комбинированные предс тавления . Каждая из этих моделей имеет сво и преимущества и недостатки, например , семантическая сеть хранит связанную информацию вместе, но в ней затруднено построение вы водов из этой информации . С другой стороны. Пролог имеет готовый механизм для построения логических выводов , но не хранит связанную информацию вместе . Большие базы з наний хранятся обычно на дисках и только необхо д имая в данный момент часть - в оперативной памяти . Созда ние эффективных баз знаний для хранения п равил , фреймов и т.д . является актуальной з адачей. В целом представление знаний является наиболее важной проблем ой при построен ии экспертных систем и более подробно она будет рассмотрена ниже. Традиционно процесс распознавания разделяе тся на два этапа : обучение и собственно распознавание . Первый этап ин д уктивный , второй - дедуктивный. На первом этапе обрабатываются данные многочисленных наблюдений над отдельными пре д ставителями исследуемого класса объектов и на основе полученных ре зультатов строится некоторое решающее правило. Второй этап предполагает приме нение описанного пр и вила дл я распознавания интересующих нас , но непосред ственно не измеряемых свойств других объектов данного класса. На этапе обучения выявляются некоторые закономерности , присущие исследуемому классу , и совок упность этих закономерностей служит далее моделью предметной области , которая в формализованном ви д е составляет основу базы знаний, на основе модели решаются задачи р аспознавания свойств конкретны х объектов , очевидна связь обучения и решения задач с описанными ранее режимами работы ЭС. Описанная сх ема распознавания в той или иной мере характерна для многих задач , решаемых экспе ртными систе мами. Экспертные системы ориентированы на ре шение широкого круга задач в неформализованны х областях, решение задачи ра спознавания образов в таких областях предпола гает составление описан и й объе к тов и правил , определяющих по этим описаниям принадлежность объектов к тем или иным классам . Процед уры применения таких правил к каким-либо о бъектам в экспертных системах подчиняются раз личным стратегиям . Наиболее часто применя ются стратегии прямого или обратного вывода . Используются также комбинированные стратегии , стратегии на основе так называемой доски объявлений . Прямой вывод - это вывод , направл яемый целями (правилами ) к данным . Обрат н ый вывод - это вывод , направляемый данными к целям . В сложных э кспертных системах (например , понимания речи ) н и один из источников знаний системы не может гарантировать единственности и правильно сти получаемых им ре з у льтатов, для того чтобы ошибк а одного источника знания не влияла роков ым образом на работу других , источники зна ния должны рассматриваться как независимые . О днако , так как все источники знания решают общую задачу , от них требуется взаимодейс тв ие . Чтобы удовлетворить эти требования , был предложен механизм доски объявлений. На доске объявлений записываются промежут очные гипотезы и результаты работы ЭС в виде плана , заявок , р ешений. План описывает способ , которым ЭС б удет искать решение задачи . Текущий пл ан включает такие элементы , как цели , сост ояние задач. Заявки содержат информацию о потенциальны х действиях , ожидающих выполнен и я , которые обычно соответствуют пр авилам и з базы знаний. Решения представляют гипотезы и решения , выдвинутые в качестве возможных кандидатов , вместе с зависимостями , связывающими одно решение с другим. Интерпретатор базы знаний определяет , как ую заявку сле дует обработать следую щ ей , и выполняет заявку путем применения соответствующего правила из базы знаний. В общем случае интерпретатор выявляет выполнимость усл овий применения правила, связывае т переменные в этих условиях на доске объявлений , а затем осуществляет те изменен ия на доске , которые предписываются этим п равилом . Например , план может рекомендовать сн ачала обработать все данные некоторого уровня , затем сформулировать перспектив ные гипотезы , уточняя и развивая каждую из них до тех пор , пока не останется одна, после чего все время будет уделено этой единственной гипотезе до получения окончательного решения. Таким образом , экспертная система - это компьютерная программа с некоторыми отличиями в структуре и характеристиках по сравнен ию с традиционными программами. Наличие базы знаний и относительно ун иверсального интерпретатора делает принципиально возможным создание новых экспертных с и стем для новых прилож ений путем разработки новой базы знаний б ез изменения интерпретатора . Процесс разработки экспертной системы , таким образом , можно све сти (при наличии готового интерпретатора ) к процессу разработки базы знаний . Такая технология получила название технологии "пустых оболочек ", когда однажды разработанная экспер тная система исполь з уется в качестве оболочки для новых знаний , как правило , различные приложения существенно различаются, и поэтому для ее реализации необхо димо иметь большой набор оболочек с разли чными моделями представления знаний и различн ыми механизмами логического вывода. Для разработки ЭС и спользуются те же языки и системы програм мирования , что и для обычных программ , но наличие таких специфических для ИИ струк турных частей , как логический вывод , естествен но-языковый интерфе йс , делает предпочтительным использование для разработки ЭС таких яз ыков ИИ , как Лип с , Про лог и специальных средств поддержки разработк и. Особенно перспективной для экспертных сис тем оказалась реализа ц ия языка Пролог . Основная идея логического про граммирования состоит в отделении логики прог раммы от управления ходом вычислений , что делает процесс со з дания программы более про з рач ным. Целью поддержки разработки является облегчение творческого и инт е ллектуального пути от идеи к е е описанию в доступной ЭВМ форме, специфика средств , я з ыков программирования и пользова тельских интерфейсов оказыва ю т существенное влияние на технологию создания ЭС : разработчику прихо дя тся тратить больше времени на перевод идеи на язык ЭВМ , чем на довод ку самой идеи . Подд ержка разработки до лжна освободить пользователя от как можно большего числа деталей и позволить ему сосредоточиться на идее. Эволюция средств разработки ЭС может быть разбита на четыре этапа . Для этой эволюции характерны две т енденции : увел ичение степени охвата этапов жизненного цикла ЭС ; движение от использования дискретных средств ко все более интегрированным целостны м системам. Существуют различные средства поддержки р азработки программ . Трансляторы я з ыков программирования и отладчики для контроля за состоянием программ во вр емя выполнения были в числе первых таких средств . Отладчики наряду с экранными ред акторами и в настоящее время остаются наи более часто используемыми средствами . К други м попу лярным средствам относятся программ ы ' красивой ' печати , поддержка управления конфигу рацией , программа перекрестных программных ссылок и трассировщик выполнения. Перечисленные средства явля ю тся дискретными и независимыми . Пр ограммист мог работать только с одним сре дством . Например , во время отлад ки надо было восп ользоваться отладчиком для определения ошибки , з атем окончить отладку , чтобы вызвать редактор для исправления ошибки . После эт ого надо было компилировать программу и в ызывать отладчик для дальнейшей отладки (цикл редактирования - компилирования - прогона ). Программ ист вынужден был вводить дополнительны е команды и терять время на запуск и окончание работы системных средств . Преры вание процесса отладки на редактирование , пов торную компиляцию и повторный запуск программ ы серьезно затруднял процесс обдумывания зада чи программистом. Следующим шагом в ра з витии средств разработки был интегрирован ный набор средств , названный ' инструментальным ящиком ', каждое средство проектировалось с учет ом остальных , поэтому система обеспе чивал а возможность о б ращения к другим средствам. Например , такие системы , как Turbo-Prolog, Interlisp-D, позволяют программисту запус тить программу сразу после ввода ее в систему . В ответ на ошибк у системой вызывается отладчик , чтобы дать возможность програм ми сту изучить причину сбоя . Программист может затем отредак тировать программу и продолжить ее выполнение . этот подход сокращает время на и справление мел ких ошибок в программе для экспериментального программирования (метод проб и ошибок ), об ычно применяемого специалистами по искусственном у интеллекту. Проектирование больших программных средств является сложно й проблемо й . разбиение жизненного цикла на н есколько этапов (анал и з требований , спецификации , проектирование , реализация , тестирование и отладка , работа и сопрово ждение ) направлено на уменьшение с ложност и проектирован и я путем изолирования и упорядочен и я важных задач в процессе разработки. Interlisp-D, Turbo Prolog поддерживают только этапы реализации и отладки . Исследования показывают , что наибольший вклад в стоимость жизненног о ц и кла дает этап сопровождения . Не менее важное значение и меют средства этапа требовани й и спецификаций , потому что любую ошибку в спец и фикациях очень трудно и дорого исправ лять на позднейш и х эта пах жизненного цикла . Таким образом , анализ жизненного цикла важен для любой части программного обеспечения , которая предназнач е на для использования ко н ечными пользователями на заметном интерва ле времени. Успех методов искусственного интеллекта в различных областях мотивировал их применение в разработке программного обеспечения . Показ ательными система ми являются проект ' Помощник программиста ' в Массачусетском технологическом институте , проект "Пси ' в Станфордском университете, в эти х проектах осуществляется попытка моделировать знания , которыми пользуется программист для понимания , проектирования , реализации и сопро в ождения программы . Эти знания м огут быть использованы эксперт ными систем а ми для час тичной автоматизации процесса разработк и программ. В заключение отметим некоторые особенност и этапов жизненного цикла э кспертных систем. Тестирование экспертных систем отличается от тестирования обыч н ых систем. Во-первых , экспертные системы часто облада ют недетерминированным п о в едением , потому что стратегия р азрешения конфликтов может зависеть от п а раметров времени выполнен и я . Это делает пов е ден и е невоспроизвод и м ым , и , следовательно , более тр удным для отладки. Во-вторых , для правил в отличие от проце д ур в тра д иционном программном обеспечении нет н и каких точных отноше н ий ввод а-вывода. это зат рудняет примен е ние д ля тестир ования анализа ввода-вывода. В-третьих , число способов , которыми могу т быть активизированы правила , слишком велико , чтобы пользоваться средствами покрытия ветв ей и путей. Макетирование является единственным эффектив ным способом тестирования экспертной сис т емы. Сопровождение и модификация - важная часть разработки экспертных систем . Правила базы знаний эволюционируют с накоплением опыта их применения , и , следовательно , модифицируются чаще , чем алгоритмы . Правила могут также зависеть от времени , по э тому их достоверность может также и з меняться со временем. С разработкой и использованием экспертных систем тесно связаны такие понятия , как знания и базы знаний . Особая роль з наний в экспертных системах обусловлено , прежде всего , областью их применения, экспертные системы предназначены дл я решения трудноформализуемых задач или задач , не имеющих алгорит мического решения в у з коспециализированных предметных областях дея тельности человека, экспертные си стемы по з воляют аккумулиро вать , воспроизводить и применять знания , котор ые сами по с ебе обладают огромной ценностью. Источниками знаний для конкретной ЭС могут быть учебники , спавочники , материалы кон кретных исследований в проблемной области и т.п . сами разработчики могут иметь теорет ические знания и практический опыт в данн ой области . Но классическим источником з наний является эксперт - профессионал в данной предметной области . Таким образом приобретен ие знаний требует учёта человеческого фактора . Для успешного решения этой проблемы необ ходимы совместные усилия математиков , программист ов, психологов. На настоящий момент нет готовых систе м , позволяющих исключить человека из цепочки , причастной к формированию БЗ , однако име ются теоретические исследования и исследовательс кие разработки , наличие которых позволяет выд елить три класса способов пр иобретения знаний : Традиционный диалог эксперта с инженером по знаниям , в котором все знания пред оставляются экспертом. Автоматическая генерация знаний , которая позволяет часть правил получать автоматически. Построение индивидуальной модели исследовани я пр едметной области конкретным экспертом , позволяющей организовать целенаправленный проце сс исследования этой области на основе ин дивидуальных представлений данного эксперта. При разработке ЭС необходимо начинать работу с создания “бумажной” её модели . Эта мо дель формируется в процессе об щения с экспертом . При этом выделяются осн овные понятия , которыми оперирует эксперт , фор мируется тезаурус системы . После этого на нескольких несложных примерах подробно анализиру ется метод , которым эксперт решает такого рода з адачи . Таким образом разрабаты вается алгоритм задачи. В базе знаний в некотором закодирован ном виде хранятся формализованные знания эксп ерта . На современном этапе развития ЭС исп ользуется несколько форм представления знаний . Выделим из них четыре основные : 1.“Тройка” объект - атрибут - значение , напр имер : дом - цвет - зелёный ; пациент - температура - высокая . Эта форма представления знаний опр еделяет “объект” , обладающий некоторыми атрибутам и (свойствами ), которые могут принимать значени я из известного набора. 2. Правила продукций в виде : Если пациент болен гриппом И стадия заболевания начальная , ТО температура высокая с вероя тностью = 0.95 И головная боль есть с вероятно стью = 0.8. Правило продукции состоит из двух час тей : посылки (ЕСЛИ ) и заключения (ТО ), каждая из которых состоит из конъюнкции у тверждений более низкого уровня детализации. 3.Фрейм . Представляет собой именованную т аблицу с некоторым количеством слотов - ячеек , имевших свои имена и получающих в пр оцессе работы машины вывода некоторые значени я . В каче стве значений могут присутств овать константы , ссылки на фреймы более вы сокого или более низкого уровня , а также некоторые вычислительные процедуры . 4.Семантическая сеть . Это ориентированный граф , вершины которого соответствуют объектам (событиям ), а дуги описывают отношения между вершинами. Первая из указанных форм представления знаний (“тройка” ) является наиболее ранней формой , своего рода переходной , от представл ения данных к представлению знаний . Наилучшая область применения “тройки” - диагностические ЭС в предметной области с большим количеством легкокластеризуемых объектов , в каж дом классе которых имеется большое количество общих атрибутов . Примером такой области м ожет служить диагностика сложных технических систем. Представление знаний с помощью прав ил продукции – самая распространённая форма реализации БЗ . С помощью продукций можно описать практически любую систему зн аний . На них основаны все ранние ЭС , та кие , как MYCIN, а также подавляющее большинство современных ЭС в различных предметных обла стях. В соответствии с этой формой реализации БЗ сделано большинство систем - “оболочек” и многие инструментальные среды . В целом продукционная форма представления знаний является естественной и удобной для формализации знаний , полученных у эксперта. Фрейм - стру ктуры в опре делённой степени стали развитием метода элект ронных таблиц в области обработки знаний . Это вторая по частоте встречаемости в кон кретных реализациях ЭС форма представления зн аний . Фрейм – структуры наиболее разумно прим енять в предметной области с чётко выраженной иерархической структурой . Семантические сети изначально возникли как модель долговременной человеческо й памяти в психологии . Большой интерес к работе с семантическими сетями проявляют разработчики систем взаимодействия на естестве нных я зыках. На современном этапе работ в области ЭС нередко используется смешанная форма представления знаний . Такие ЭС называются гиб ридными.
1Архитектура и строительство
2Астрономия, авиация, космонавтика
 
3Безопасность жизнедеятельности
4Биология
 
5Военная кафедра, гражданская оборона
 
6География, экономическая география
7Геология и геодезия
8Государственное регулирование и налоги
 
9Естествознание
 
10Журналистика
 
11Законодательство и право
12Адвокатура
13Административное право
14Арбитражное процессуальное право
15Банковское право
16Государство и право
17Гражданское право и процесс
18Жилищное право
19Законодательство зарубежных стран
20Земельное право
21Конституционное право
22Конституционное право зарубежных стран
23Международное право
24Муниципальное право
25Налоговое право
26Римское право
27Семейное право
28Таможенное право
29Трудовое право
30Уголовное право и процесс
31Финансовое право
32Хозяйственное право
33Экологическое право
34Юриспруденция
 
35Иностранные языки
36Информатика, информационные технологии
37Базы данных
38Компьютерные сети
39Программирование
40Искусство и культура
41Краеведение
42Культурология
43Музыка
44История
45Биографии
46Историческая личность
47Литература
 
48Маркетинг и реклама
49Математика
50Медицина и здоровье
51Менеджмент
52Антикризисное управление
53Делопроизводство и документооборот
54Логистика
 
55Педагогика
56Политология
57Правоохранительные органы
58Криминалистика и криминология
59Прочее
60Психология
61Юридическая психология
 
62Радиоэлектроника
63Религия
 
64Сельское хозяйство и землепользование
65Социология
66Страхование
 
67Технологии
68Материаловедение
69Машиностроение
70Металлургия
71Транспорт
72Туризм
 
73Физика
74Физкультура и спорт
75Философия
 
76Химия
 
77Экология, охрана природы
78Экономика и финансы
79Анализ хозяйственной деятельности
80Банковское дело и кредитование
81Биржевое дело
82Бухгалтерский учет и аудит
83История экономических учений
84Международные отношения
85Предпринимательство, бизнес, микроэкономика
86Финансы
87Ценные бумаги и фондовый рынок
88Экономика предприятия
89Экономико-математическое моделирование
90Экономическая теория

 Анекдоты - это почти как рефераты, только короткие и смешные Следующий
Настоящему мужчине красоту наводить не надо... тока отмыть ее, и всё!
Anekdot.ru

Узнайте стоимость курсовой, диплома, реферата на заказ.

Банк рефератов - РефератБанк.ру
© РефератБанк, 2002 - 2016
Рейтинг@Mail.ru