Інформаційні технології експертних систем

 

Найбільший прогрес серед комп'ютерних інформаційних тех­нологій спостерігається у сфері розроблення експертних систем. Вони дають можливість фахівцю одержувати консультації екс­пертів щодо будь-яких проблем, інформація про які міститься у системах. Подібність інформаційних технологій, використовува­них в експертних системах і системах підтримки прийняття рі­шень, полягає у тому, що обидві вони забезпечують високий рі­вень підтримки прийняття рішень. Однак існує три істотні від­мінності.

Перша пов'язана з тим, що вирішення проблеми у межах систем підтримки прийняття рішень відбиває рівень її розуміння користувачем і його спроможність одержати й осмислити рішен­ня. Технологія експертних систем, навпаки, пропонує користува­чу прийняти рішення, що перевершує його можливості.

Друга відмінність зазначених технологій виражається в здат­ності експертних систем пояснювати свої міркування у процесі одержання рішення. Дуже часто ці пояснення виявляються більш важливими для користувача, ніж саме рішення.

Третя відмінність пов'язана з використанням нового компо­нента інформаційної технології - знань. Вирішення спеціальних завдань потребує спеціальних знань. Проте не кожна компанія може собі дозволити тримати у штаті експертів з усіх пов'яза­них з її роботою проблем чи навіть запрошувати їх щоразу, коли виникає проблема. Головна ідея використання технологій експер­тних систем полягає у тому, щоб одержати від експерта його знання і, завантаживши їх у пам'ять комп'ютера, використову­вати, коли в цьому виникає необхідність. Усе це дає можли­вість звертатися до технології експертних систем як систем, що дають пораду.

Існує великий клас інформаційно-довідкових систем, що ґрун­туються на використанні гіпертекстів і мультимедіа. Гіпертекст (гіпермедіа) являє собою сукупність логічно зв'язаних тексто­вих, графічних, аудіо- та відеоматеріалів. Багато програмних про­дуктів поставляють з довідковими системами чи електронною документацією, яка організована подібним чином. У навчальних програмах також часто використовується принцип гіпертексту. Подальший розвиток такі інформаційні системи набули в мережі Internet. Останнім часом пасивний характер подібних систем змінився, у них з'явилися засоби діалогу для формування замов­лень на продукцію і проведення оплати товару.

Самостійний підклас інформаційно-довідкових систем скла­дають географічні інформаційні системи (GIS). Тут інформація прив'язана до точок на карті чи плані місцевості. Для однієї географічної області може бути подано кілька картографічних шарів з різними об'єктами і відповідно різною інформацією щодо цих об'єктів, наприклад, міські комунікації, транспортне сполу­чення, лісові масиви, водойми і т.ін. Шари можуть накладатися, утворюючи карту, орієнтовану на вирішення конкретних завдань.

Основними компонентами інформаційної технології, що вико­ристовується в експертній системі, є інтерфейс користувача, база знань, інтерпретатор, модуль створення системи. Розглянемо їх більш детально.

Інтерфейс користувача. Фахівець використовує інтерфейс для введення інформації і команд в експертну систему й одержання вихідної інформації з неї. Команди містять у собі параметри, що спрямовують процес обробки знань. Інформація звичайно вида­ється у формі значень, що присвоюються певним змінним. Тех­нологія експертних систем передбачає можливість одержувати як вихідну інформацію не тільки рішення, але й необхідні пояс­нення.

Розрізняють два види пояснень:

- пояснення, що видаються на вимогу користувача (у будь-який момент користувач може зажадати від експертної системи по­яснення своїх дій);

- пояснення отриманого рішення проблеми (після одержання рі­шення користувач може зажадати пояснень того, як воно було отримане; система має пояснити кожний крок своїх міркувань, що ведуть до вирішення завдання.

Хоча технологія роботи з експертною системою не є простою, інтерфейс користувача цих систем є дружнім і не викликає труд­нощів при веденні діалогу.

База знань містить факти, що описують проблемну сферу, а також логічний взаємозв'язок цих фактів. Центральне місце в базі знань належить правилам. Правило визначає, що варто ро­бити в даній конкретній ситуації, і складається з двох частин: умова, яка може виконуватися чи ні, і дія, яку варто виконати у разі виконання умови. Усі правила, що використовуються в експертній системі, складають систему правил; навіть проста си­стема може містити в собі кілька тисяч правил.

Інтерпретатор. Це частина експертної системи, що виконує в певному порядку обробку даних, які знаходяться в базі знань. Технологія роботи інтерпретатора полягає у послідовному розгляді сукупності правил (правило за правилом). Якщо має місце дотримання умови, що міститься у правилі, то виконується певна дія, і користувачу дається варіант вирішення його проблеми. Крім того, у багатьох експертних системах вводяться додаткові бло­ки: база даних, блок розрахунку, блок введення і коригування даних. Блок розрахунку необхідний у ситуаціях, пов'язаних із прийняттям управлінських рішень. При цьому важливу роль відіграє база даних, де містяться планові, фізичні, розрахункові, звітні та інші постійні чи оперативні показники. Блок введення і коригування даних використовується для оперативного і своє­часного відображення поточних змін у базі даних.

Модуль створення системи. Він служить для створення на­бору (ієрархії) правил. Існують два підходи, що можуть бути покладені в основу модуля створення системи: використання алгоритмічних мов програмування і використання оболонок екс­пертних систем. Оболонка експертних систем являє собою гото­ве програмне середовище, що може бути пристосоване до вирі­шення певної проблеми шляхом створення відповідної бази знань. У більшості випадків використання оболонок дозволяє створю­вати експертні системи швидше і легше порівняно з програму­ванням.