4. Информационная технология экспертных сис­тем

Большой прогресс среди компьютерных информационных систем отмечен в об­ласти создания экспертных систем, основанных на использовании искусственного интел­лекта. Экспертные системыдают возможность менеджеру или специалисту по­лучать кон­сультации экспертов по любым проблемам, о которых этими системами на­коплены знания.

Под искусственным интеллектомобычно понимают способности компьютерных систем моделировать действия, которые назывались бы интеллектуальными, если бы исхо­дили от человека. Чаще всего здесь имеются в виду способности, связанные с человече­ским мышлением. Работы в области искусственного интеллекта не ограничиваются экспертными системами. Они также включают в себя создание роботов, систем, моде­лирующих нервную систему человека, его слух, зрение, обоняние, способность к обу­чению.

Главная идея использования технологии экспертных систем заключается в том, чтобы получить от эксперта(обычно специалиста)егознанияи, загрузив их в память компьютера, использо­вать всякий раз, когда в этом возникнет необходимость. Являясь одним из основных приложений искус­ственного интеллекта, экспертные системы представляют собой компьютерные программы, трансформирующиеопыт экспертовв интересуемой об­ласти знаний в форму эвристических правил {эвристик). Эвристики не гарантируют получения оптимального результата с такой же уверенностью, как обычные алгоритмы, используемые для решения задач в рамках тех­нологии поддержки принятия решений. Однако часто они дают в достаточной степени при­емлемые решения (рекомендации) для их практического использования. Это делает возможным использовать техноло­гию экспертных систем в качестве советующих систем.

Сходство информационных технологий, используемых в экспертных системах и системах поддержки принятия решений, состоит в том, что обе они обеспечивают вы­сокий уровень поддержки принятия решений.

Однако имеются три существенных различия:

• первое связано с тем, что решение проблемы в рамках систем поддержки принятия решений соответствует интеллекту пользователя. Технология экспертных систем, наоборот, предлагает пользователю принять решение, превосходящее его возможности,

• второе отличие указанных технологий выражается в способности эксперт­ных систем пояснять свои рассуждения в процессе получения ре­шения. Очень часто эти пояснения оказываются более важными для поль­зователя, чем само решение;

• третье отличие связано с использованием нового компонента информацион­ной технологии — экспертных знаний.

Основными компонентами информационной технологии, используемой в экс­пертной системе, являются:

1. интерфейс пользователя;

2. база знаний;

3. интерпретатор;

4. модуль создания системы.

Интерфейс пользователя. Менеджер (специалист) использует интерфейс для ввода информации и команд в экспертную систему и получения выходной информации из, нее. Команды включают в себя параметры, направляющие процесс обработки зна­ний. Информа­ция обычно выдается в форме значений, присваиваемых определенным переменным.

Менеджер может использовать четыре метода ввода информации:

• меню;

• команды;

• естественный язык;

• собственный интерфейс.

Технология экспертных систем предусматривает возможность получать в каче­стве выходной информации не только решение, но и необходимые объяснения. Разли­чают два вида объяснений:

1. объяснения, выдаваемые по запросам. Пользователь в лю­бой момент может потребовать от экспертной системы объяснения своих действий;

2. объяснения полученного решения проблемы. После получе­ния решения пользователь может потребовать объ­яснений того, каконо было получено. Система должна по­яснить каждый шаг своих рассуждений, ведущих к реше­нию задачи. Хотя технология работы с экспертной систе­мой не является простой, пользовательский интерфейс этих систем является дружественным и обычно не вызы­вает трудностей при ведении диалога.

База экспертных знанийсодержит факты, описывающие проблемную область, а также логическую взаимосвязь этих фактов. Центральное место в базе знаний принад­лежит правилам. Правило определяет, что следует делать в данной конкретной ситуа­ции, и со­стоит из двух частей:

• условия, которое может выполняться или не выполняться;

• действия, которое следует произвести, если условие выполняется.

Вторая даже для сравнительно простой системы может содержать несколько ты­сяч правил. Все виды экспертных знаний, в зависимости от специфики предметной об­ласти и ква­лификации проектировщика (инженера по знаниям), могут быть представ­лены с помощью одной либо нескольких семантических моделей. К наиболее распро­страненным моделям относятся:

• логические;

• продукционные;

• фреймовые;

• семантические сети.

Интерпретатор— это часть экспертной системы, производящая в определен­ном по­рядке обработку знаний (мышление), находящихся в базе знаний. Технология работы интер­претатора сводится к последовательному рассмотрению совокупности правил (правило за правилом). Если условие, содержащееся в правиле, соблюдается, выполняется определен­ное действие, и пользователю предоставляется вариант решения его проблемы.

Кроме того, во многих экспертных системах вводятся дополнительные блоки:

• блок расчета;

• блок ввода и корректировки данных.

Блок расчета необходим в ситуациях, связанных с принятием управленческих реше­ний. При этом важную роль играет база данных, где содержатся плановые, физи­ческие, рас­четные, отчетные и другие постоянные или оперативные показатели. Блок ввода и коррек­тировки данных используется для оперативного и своевременного отра­жения текущих из­менений в базе данных.

Модуль создания системы служит для создания набора (иерархии) правил. Су­щест­вуют два подхода, которые могут быть положены в основу модуля создания сис­темы:

использование алгоритмических языков программирования;

использование оболочек экспертных систем.

Оболочка экспертных системпредставляет собой готовую программную среду ко­торая может быть приспособлена к решению определенной проблемы путем создания соот­ветствующей базы знаний. В большинстве случаев использование оболочек позво­ляет соз­давать экспертные системы быстрее и легче в сравнении с программированием.