Выявление объектов предметной области

Следующим шагом построения базы знаний является выделе­ние объектов предметной области, или в терминах теории систем установление границ системы. Как и формальная система, совокупность выделенных понятий должна быть точной, полной и непротиворечивой. Итак, какие конкретно лабораторные анализы необходимо провести? Следует ли обратиться к истории болезни пациента и если да, то какие данные в ней наиболее важны? Какие еще сведения о пациенте могут представлять интерес (например, отмечались ли раковые заболевания у родственников)? Нужно ли учитывать лекарства, которые больной принимал ранее, а так­же предыдущие назначения врачей? Играет ли какую-нибудь роль род занятий и образ жизни больного, климатические условия и режим питания? Какие симптомы у него наблюдаются (головные боли, жар и т.д.)?

Установление взаимосвязей между объектами

После выявления объектов предметной области необходимо установить, какие между ними имеются связи. Например, низкое содержание тиреотропного гормона в крови может свидетельство­вать о повышенной активности поджелудочной железы, но может означать и нечто другое. Следует стремиться к выявлению как можно большего количества связей, в идеале - всех, которые существуют в предметной области.

Формализация знаний

Полученное качественное описание предметной области долж­но быть представлено средствами какого-либо формального языка, чтобы привести это описание к виду, позволяющему поместить его в базу знаний системы. Для решения этой задачи выбирается подходящая модель представления знаний, с помощью которой сведения о предметной области можно выразить формально.

Рассмотрим пример.

Подходящей задачей, при решении которой можно использовать продукционную модель, может быть задача, вытекающая из следующей ситуации: к директору крупной технической фирмы пришёл человек, желающий устроиться на работу. Директор располагает сведениями о его квалификации, о потребностях фирмы в специалистах и общем положении дел в фирме. Ему нужно решить, какую должность в фирме может занять посетитель.

   Рассмотрим модель «Посетитель», выявим необходимые атрибуты для принятия решения о приеме на работу.

Объект: посетитель.

Атрибуты:

1. наличие ученого звания

2. стаж работы по специальности

3. посетитель сделал важное открытие

4. средний бал посетителя за время учебы

ученая степень

открытия

средний бал

стаж

посетитель

имеет

сделал

имеет

работал

Рис.4. Модель предметной области

Порядок выполнения работы

1. Проанализировать полученное задание

2.  Определить характер решаемой задачи.

3.  Выделить объекты предметной области.

4.  Выбрать атрибуты, свойства характеризующие объекты.

5.  Установить связи между объектами в виде правил продукционной системы

 

Варианты заданий

Описать предметную область для следующих задач:

1. диагностика неисправностей электронной аппаратуры

2. диагностика неисправностей автомобиля

3. диагностика заболеваний (по выбору)

4. прогнозирование (по выбору)

a. спортивных мероприятий

b. телепередач

c. природных катаклизмов

и т.п.

5. классификация объектов (по выбору)

6. задачи информационно-советующего характера (по выбору)

a. помощник заведующего склада

b. помощник аптекаря

c. помощник оператора справочной службы

d. выбор должности

e. проведение отпуска

и т.п.

 

 

Работа № 4

Использование правил продукции для представления знаний. прямая цепочка рассуждений

Цель работы: Научиться использовать метод правил продукции для представления знаний на основе прямой цепочки рассуждений.

 

Теоретическая часть

Представление знаний с помощью правил продукции – самая распространенная форма реализации БЗ. С помощью продукции можно описать практически любую систему знаний.

Правила продукций представлены в виде импликации:

p_i: s_i ® d_i,

где p_i - правило продукции,

s_i  - условие применения правила,

d_i  - результат применения правила.

Рис.5. Пример использования правил продукции:

1. Если есть цены на выпускаемые изделия (A) - завод отпускает продукцию (D).

2. Если завод выпускает продукцию и выполняет план по ее реализации (C) - рабочие получают премию (F).

3. Если рабочие получают премию и растет производительность производства (B)- завод производит продукцию сверх плана (Z).

 

Рассмотрим цепочки выводов.

Прямой способ рассуждения.

По известным фактам отыскивается заключение, которое следует из этих фактов и накапливается рабочая память.

Это приводит к выполнению 2 правила.

C & D® F, и факт «F» помещается в рабочую память. Тогда опять проверяются правила из базы. Первое правило выполняется         F & B ® Z, вследствие этого Z заносится в рабочую память. А так как Z является целью, то поиск заканчивается.  Этот метод называется прямой цепочкой рассуждений, поскольку поиск новой информации происходит в направлении стрелок, разделяющих левые и правые части правил.

 

Рис.6. Пример реализации прямой цепочки рассуждений

Обобщённый алгоритм работы системы, реализующий прямую цепочку рассуждений, можно свести к следующему:

1. Определить исходное состояние.

2. Занести переменную условия в очередь переменных логического вывода, а её значение - в список переменных.

3. Просмотреть список переменных и найти ту переменную, имя которой стоит в начале очереди переменных логического вывода. Если переменная найдена, записать в указатель переменных условия номер правила и число 1. Если переменная не найдена, перейти к шагу 6.

4. Присвоить значения не проинициализированным переменным условной части найденного правила (если такие есть). Имена переменных содержатся в списке переменных условия. Проверить все условия правила и в случае их истинности обратиться к части ТО правила.

5. Присвоить значение переменной, входящей в часть ТО правила, и поместить её в конец очереди переменных логического вывода.

6. Удалить переменную, стоящую в начале очереди переменных логического вывода, если она больше не встречается в условной части какого-либо правила.

Закончить процесс рассуждений, как только опустеет очередь переменных логического вывода. Если же в очереди ещё есть переменные, вернуться к шагу 3.

Порядок выполнения работы:

1. Изучить теоретическую часть по приведенным выше данным и дополнительной литературе.

2. Просмотреть демонстрационный пример.

3. Получить у преподавателя вариант задания для выполнения.

4. Построить прямую цепочку рассуждений

 

Варианты заданий

Реализовать прямую цепочку рассуждений для следующих задач:

1. прогнозирование неисправностей электронной аппаратуры

2. прогнозирование неисправностей автомобиля

3. прогнозирование заболеваний (по выбору)

4. прогнозирование (по выбору)

a. спортивных мероприятий

b. телепередач

c. природных катаклизмов

и т.п.

5. классификация объектов (по выбору)

6. задачи информационно-советующего характера (по выбору)

a. помощник заведующего склада

b. помощник аптекаря

c. помощник оператора справочной службы

d. выбор должности

e. проведение отпуска

и т.п.