Нефёдова Е.А.

ст.гр. ПЗАС-05, Криворожский технический университет

Экспертные системы

Под экспертной системой понимают программную систему, аккумулирующую знания эксперта в определенной области и вырабатывающую решения и рекомендации на уровне эксперта. ЭС отличаются от традиционных программных систем обработки данных тем, что они:

- реконструируют методику решения задачи экспертом в соответствующей области;

- формируют выводы, основываясь на знаниях, которые хранятся отдельно от программного кода, управляющего процессом вывода;

- используют при решении задач эвристические методы, которые не требуют исчерпывающей исходной информации, и, следовательно, обеспечивают решение, характеризуемое определенной степенью уверенности;

- имеют возможность накапливать знания в процессе функционирования;

- обладают способностью объяснять предлагаемые решения;

- обеспечивают "дружественный", как правило, естественно-языковый интерфейс с пользователем.

Основные функции и компоненты экспертных систем

Принципиальное отличие ЭС от других систем, основанных на знаниях, состоит в том, что знания, хранящиеся в ЭС, приобретаются в процессе общения с экспертом. ЭС представляет собой программную систему, использующую эвристические методы, разработанные экспертами для решения задач в узкоспециальной области. Основываясь на знаниях и эвристических методах поиска решений, ЭС характеризуются следующими свойствами:

- открытостью;

- гибкостью;

- недетерминированностью решений и рекомендаций.

Открытость ЭС означает, что пользователь может проверить решения, принимаемые ЭС, на любом шаге выполнения программы. Наличие данного свойства ЭС важно по следующим причинам. Во-первых, пользователь не сможет доверять рекомендациям ЭС, если у него не будет возможности проверить обоснованность сделанных выводов. Пользователь должен получить всю информацию, необходимую ему для того, чтобы быть уверенным в том, что принятое решение правильно. Поэтому ЭС должна обладать способностью объяснять предлагаемые решения. Во-вторых, открытость позволяет оценивать корректность знаний, задействованных на каждом этапе логического вывода. Данное обстоятельство весьма важно при отладке базы знаний.

Гибкость ЭС означает простоту модификации базы знаний. ЭС должна иметь средства, обеспечивающие добавление, изменение и удаление элементов базы знаний. Эта возможность предполагает отделение базы знаний от процедур поиска решений. Наиболее просто выполняется модификация баз знаний продукционного типа. Добавление и удаление правил-продукций не требует изменения программного кода.

Недетерминированность обусловлена применением в ЭС эвристических методов решения задач, которые не гарантируют успех. Эвристическая природа как экспертных знаний, так и методов поиска решений создает определенные трудности при оценке качества функционирования ЭС. Один из путей решения этой проблемы состоит в сравнении решений, предлагаемых ЭС и экспертом. Считается, что ЭС функционирует на уровне эксперта, если пользователь, которому неизвестно, как получены результаты экспертизы, не может отличить лучшие решения, предложенные ЭС, от соответствующих решений эксперта.

ЭС ориентированы на классы задач, которые плохо поддаются решению с помощью математических методов. Перечень типовых задач, решаемых ЭС в самых различных областях, включает:

- интерпретацию - извлечение информации из первичных данных;

- диагностику - обнаружение неисправностей и причин их появления в некоторой системе;

- мониторинг - непрерывная интерпретация данных в реальном времени с сигнализацией о выходе тех или иных параметров за допустимые пределы;

- прогноз - предсказание вероятных последствий на основе прошедших и настоящих событий;

- планирование - определение последовательности действий, направленных на достижение заранее поставленных целей;

- проектирование - определение конфигурации системы при заданных ограничениях;

- отладку и ремонт - выполнение последовательности действий по приведению той или иной системы к требуемым режимам функциони-рования;

- обучение - интерпретация, диагностика и коррекция знаний и умений обучаемого;

- управление - формирование управляющих воздействий, определяющих поведение сложных систем.

Итак, можно сказать, что экспертные системы очень сильно отличаются от всех остальных систем. Принципиальное отличие ЭС от других систем, основанных на знаниях, состоит в том, что знания, хранящиеся в ЭС, приобретаются в процессе общения с экспертом. Также экспертные системы позволяют решить ряд задач, которые требуют специального подхода.