Организация данных в рабочей памяти ЭС.

    Рабочая память (РП) экспертных систем предназначена для хранения данных. Данные в рабочей памяти делятся на уровни по типам данных. Выделение уровней усложняет структуру экспертной системы, однако делает ее более эффективной. Например, можно выделить:

Ø  уровень планов,

Ø уровень агенды (упорядоченного списка правил, готовых к выполнению),

Ø уровень данных предметной области,

Ø уровень решений.

 

    В рабочей памяти современных экспертных систем рассматриваются как изолированные, так и связанные данные. В первом случае рабочая память состоит из множества простых элементов, а втором - из одного или нескольких (при нескольких уровнях в РП) сложных элементов (например, объектов). При этом сложный элемент соответствует множеству простых элементов, объединенных в единую сущность. Теоретически оба подхода обеспечивают полноту, но использование изолированных элементов в сложных предметных областях приводит к потере эффективности. Данные в РП в простейшем случае являются константамии (или) переменными. При этом переменные могут рассматриваться как характеристики некоторого объекта, а константы - как значения соответствующих характеристик. Если в РП требуется анализировать одновременно несколько различных объектов, описывающих текущую проблемную ситуацию, то необходимо указывать, к каким объектам относятся рассматриваемые характеристики. Одним из способов решения этой задачи является явное указание того, к какому объекту относится характеристика. Если РП состоит из сложных элементов, то связь между отдельными объектами указывается явно, например заданием семантиче­ских отношений. При этом каждый объект может иметь свою внутреннюю структуру. Для ускорения поиска и сопоставления данных в РП используются не только логические, но и ассоциативные связи.

Показателем интеллектуальности системы с точки зрения представления знаний считается способность системы использовать в нужный момент необходимые (релевантные)знания. Системы, не имеющие средств для определения релевантных знаний, неизбежно сталкиваются с проблемой «комбинаторного взрыва». Можно утверждать, что эта проблема является одной из основных причин, ограничивающих сферу применения экспертных систем. В проблеме доступа к знаниям можно выделить три аспекта: связность знаний и данных, механизм доступа к знаниям и способ сопоставления.

             

Организация знаний в БЗ.

    Связность знаний является основным способом, обеспечивающим ускорение поиска релевантных знаний. Для этого знания следует организовывать вокруг наиболее важных объектов (сущностей) предметной области. Все знания, характеризующие некоторую сущность, связываются и представляются в виде отдельного объекта. При подобной организации знаний, если системе потребовалась информация о некоторой сущности, то она ищет объект, описывающий эту сущность, а затем уже внутри объекта отыскивает информацию о данной сущности. 

    В объектах целесообразно выделять два типа связок между элементами: внешниеи внутренние.Внутренние связки объединяют элементы в единый объект и предназначены для выражения структуры объекта. Внешние связки отражают взаимозависимости, существующие между объектами в области экспертизы.

    Внешние связки бывают логическиеи ассоциативные.

    Логические связки выражают семантические отношения между элементами знаний.

    Ассоциативные связки предназначены для обеспечения взаимосвязей, способствующих ускорению процесса поиска релевантных знаний. Основной проблемой при работе с большой базой знаний является проблема поиска знаний, релевантных решаемой задаче.     

    Очевидно, что упорядочение и структурирование знаний могут значительно ускорить процесс поиска. Нахождение желаемых объектов в общем случае уместно рассматривать как двухэтапный процесс.

    На первом этапе, соответствующем процессу выбора по ассоциативным связкам, совершается предварительный выбор в базе знаний потенциальных кандидатов в качестве желаемых объектов.

    На втором этапе путем выполненияоперации сопоставления потенциальных кандидатов с описаниями кандидатов осуществляется окончательный выбор искомых объектов. При организации подобного механизма доступа возникают определенные трудности с выбором критерия пригодности кандидата, организации работы в конфликтных ситуациях и др. Операция сопоставления может использоваться не только как средство выбора нужного объекта из множества кандидатов, но и для классификации, подтверждения, декомпозиции и коррекции. Для идентификации неизвестного объекта он может быть сопоставлен с некоторыми известными образцами. Это позволит классифицировать неизвестный объект как такой известный образец, при сопоставлении с которым были получены лучшие результаты. Если осуществлять сопоставление некоторого известного объекта с неизвестным описанием, то в случае успешного сопоставления будет осуществлена частичная декомпозиция описания.

    Операции сопоставления весьма разнообразны. Обычно выделяют следующие их формы:

Ø синтаксическое,

Ø параметрическое,

Ø  семантическое и

Ø принуждаемое сопоставления.

    В случае синтаксического сопоставления соотносят формы (образцы), а не содержание объектов, Успешным является сопоставление, в результате которого образцы оказываются идентичными. Обычно считается, что переменная одного образца может быть идентична любой константе (или выражению) другого образца. Иногда на переменные, входящие в образец, накладывают требования, определяющие тип констант, с которыми они могут сопоставляться Результат синтаксического сопоставления является бинарным: образцы сопоставляются или не сопоставляются.

    В параметрическом сопоставлении вводится параметр, определяющий степень сопоставления.

    В случае семантического сопоставления соотносятся не образцы объектов, а их функции.

    В случае принуждаемого сопоставления один сопоставляемый образец рассматривается с точки зрения другого. В отличие от других типов сопоставления здесь всегда может быть получен положительный результат. Вопрос состоит в силе принуждения и использовании специальных процедур, связываемых с объектами.