Цель проведения лабораторных работ

Москва-2016

 

СОДЕРЖАНИЕ

 

Цель проведения лабораторных работ ………………………………………….	3
1. Общие сведения……………………………………………………………….	3
1.1 Экспертные системы (ЭС) …………………………………………...........	3
1.2 Компоненты ЭС………………………………………………………........	4
1.3 Как работает ЭС…………………………….……….…………….………	6
1.4 Этапы создания экспертной системы…………………………….….......	6
2. Лабораторная работа N1. Построение Машины вывода для Экспертной системы реляционного типа……………………………………	8
2.1. Краткие теоретические сведения…………………………………………...	8
2.2. Пример построения Экспертной системы реляционного типа.…………..	9
2.3. Факты, свидетельства, гипотезы (декларативные знания)…..………........	10
2.4. Построение Машины вывода (Решателя) в виде дерева решений……….	11
2.5. Реализации решателя с помощью таблицы переходов….………………...	11
2.6. Порядок проведения Лабораторной работы № 1.….………………………	14
2.7. Контрольные вопросы….…………….…………….…………….……........	14
3. Лабораторная работа № 2. Создание интерфейса ЭС….………….……….	14
3.1. Краткие общие сведения по созданию Интерфейса пользователя...….….	15
3.2. Организация диалога пользователя с ЭС….…………….……..………......	15
3.3. Реализация работы решателя в соответствии с ответами пользователя....	17
3.4. Порядок проведения Лабораторной работы № 2....….……….……………	18
3.5. Контрольные вопросы к Лабораторной работе № 2….………….……….	18
4. Лабораторная работа № 3. Создание Блока объяснений. Тестирование и отладка Экспертной Системы…………………………………………………	19
4.1. Краткие общие сведения по созданию Блока объяснений….……..……..	19
4.2. Создание Блока объяснений….…………….………………………………	19
4.3. Тестирование и отладка созданной Экспертной Системы….…..………..	23
4.4. Порядок проведения Лабораторной работы № 3….…………….…………	23
4.5. Контрольные вопросы к Лабораторной работе № 3….…………………..	24
Приложение А. Требования к ОТЧЕТУ по Лабораторной работе….…….……...	24
I. Содержание ОТЧЕТА……………………………………………………	24
II. Оформление ОТЧЕТА……………………………………..………….....	25
Приложение Б. Построение решателя в ЭС продукционного типа….…..………	26

Цель проведения лабораторных работ

 

- приобретение студентами умения самостоятельно строить экспертные системы для решения интеллектуальных задач, связанных с анализом, диагностикой или поддержкой принятия решений в выбранной студентом самостоятельно (или заданной) проблемной области;

- приобретение студентами умения извлекать знания из данных и формализовать их для дальнейшего хранения и использования в ЭВМ;

-  получение опыта построения алгоритма принятия решений (дерева решений);

- приобретение умения строить блок объяснений для пользователя, т.е.  интерпретации решения, принимаемого ЭС;

 

Предполагается, что студенты знакомы с основами программирования на любом языке (С++, Delphi, Visual Basic, HTML или другом).

 

    Защита лабораторной работы осуществляется в устной беседе с преподавателем.

В ходе беседы проверяется умение студентов отвечать на контрольные вопросы по теоретической и практической части работы.

 

Общие сведения

 

1.1. Экспертные системы (ЭС)

 

Экспертные системы - это системы искусственного интеллекта, предназначенные для решения сложных интеллектуальных задач в определенных проблемных областях, для которых алгоритм принятия решения заранее не известен и формируется по исходным данным в виде цепочки рассуждений, основанной на знаниях специалистов-экспертов в данной проблемной области.

Знания эксперта, отражающие опыт его работы в рассматриваемой проблемной области, записывают и хранят в Базе Знаний экспертной системы в виде правил принятия решений, дерева решений или в другой форме и используют для получения алгоритма решения задачи при имеющихся исходных данных.

Назначение экспертных систем заключается в решении достаточно трудных для специалистов задач на основе накапливаемой базы знаний.

Достоинство применения экспертных систем заключается в возможности принятия решений в уникальных ситуациях, для которых алгоритм заранее не известен и формируется по исходным данным в виде цепочки рассуждений (правил принятия решений), записанных в базе знаний.

Компоненты ЭС

 

Рассмотрим обязательные компоненты типичной Экспертной системы.

База знаний (БЗ). Основу базы знаний составляет описание объектов данной предметной области, их свойств и связей между ними, выполненное посредством некоторого формального языка, понятного компьютеру. Таким образом, База знаний - это совокупность знаний, которые отражают свойства объектов в рассматриваемой проблемной области, их взаимосвязи, а также действия над объектами, которые формализованы с помощью некоторой модели представления знаний.

В общем случае Экспертная система должна сохранять в Базе Знаний информацию о частных случаях, в том числе факты и выводы. Сюда включают данные, полученные в каждом отдельном случае решения задачи, частные заключения, степени доверия к заключениям и тупики в процессе поиска. Эта информация отделяется от общей базы знаний в отдельную часть, составляющую Данные частных случаев (рис. 1).

 

Рис. 1. Модули, которые составляют типичную экспертную систему

 

Пользовательский интерфейс – выполняет интерпретацию запроса пользователя к базе знаний и формирует ответ в удобной для пользователя форме. При разработке интерфейса экспертной системы используют разные его реализации, включая "вопрос-ответ", меню управления, графический интерфейс или интерфейс на основе естественного языка.

Редактор Знаний (Механизм приобретения знаний) - реализует процедуру накопления знаний в базе знаний.

    Машина вывода (Механизм вывода, Решатель) – моделирует ход рассуждений эксперта на основании знаний, имеющихся в базе знаний ЭС, и реализует процедуру поиска решения задачи: строит цепочку рассуждений (логических выводов), приводящую к конкретному результату.

Блок объяснени й - обязательный компонент экспертной системы, позволяющий пользователю получить ответы на вопросы "Как была получена данная рекомендация?" и "Почему экспертная система приняла такое решение?". Отвечая на вопрос "Как ", экспертная система предъявляет пользователю шаг за шагом весь процесс получения решения с указанием использованных фрагментов базы знаний. При ответе на вопрос "Почему" система демонстрирует последнее применение правила вывода, иными словами, последний шаг в процессе принятия решения.

Штриховые линии на рис. 1 объединяют модули ЭС, которые входят в оболочку ЭС.

Разделение знаний и других блоков, реализующих работу ЭС, позволяет использовать одни и те же модули (оболочку ЭС), для создания новой ЭС для других приложений. В этом случае база знаний и данные о частных случаях будут пополняться в соответствии с новыми приложениями.

Существуют специальные готовые оболочки экспертных систем, которые позволяют посредством редактора базы знаний заполнить Базу знаний экспертной системы и получить конкретные правила вывода для данной проблемной области.

Занимается этим специалист, которого обычно называют "инженер по знаниям" (когнитолог), использующий знания эксперта в данной проблемной области для заполнения Базы знаний Экспертной системы (рис. 2).

 

 

 

Рис. 2. Заполнение Базы Знаний Экспертной системы

 

Как работает ЭС

 

Обычный режим работы любой экспертной системы - диалог с пользователем. С помощью интерфейса экспертная система просит пользователя ввести какие-то исходные сведения об объектах, фигурирующих в задаче, и пользователь должен сообщить эти данные в принятой для данной ЭС форме.

Получив ответ на свой запрос, ЭС задаст следующий вопрос и так шаг за шагом будет продвигаться к искомому ответу. Конечно, в какой-то момент может оказаться так, что у пользователя нет ответа на вопрос системы. Тогда он вправе попросить предъявить уже достигнутый уровень решения и, более того, весь ход рассуждений, приведший к создавшемуся положению. Впрочем, как было отмечено, пользователь и в случае полного решения задачи может получить исчерпывающую информацию о том, как этот ответ был получен.

В этом смысле экспертная система может выступать как средство обучения, демонстрируя пользователю то, как нужно рассуждать, чтобы принять требуемое решение.

 

Этапы создания ЭС

 

Инженер по знаниям (в данном случае студент, создающий экспертную систему) выполняет следующие действия:

1. Проводит онтологические исследования, т.е. составляет словарь терминов и список взаимосвязей объектов данной Проблемной Области (ПО);

2. Строит систему знаний об объектах ПО (концептуальную модель знаний), определяет важные объекты, их свойства и связи между ними;

3. Формализует полученную модель знаний - выбирает способ представления знаний на языке представления знаний, например, в виде правил логического вывода, фреймов, продукций и т.д.;

4. Определяет стратегию поиска - дерево решений, прямой или обратный вывод;

5. Строит решатель;

6. Разрабатывает пользовательский интерфейс;

7. Создает блок объяснений решений, принимаемых ЭС;

8. Строит прототип экспертной системы и проводит ее опытную эксплуатацию.

9. Тестирует и дорабатывает ЭС - корректирует ошибки, усовершенствует решатель, интерфейс и блок объяснений (с учётом замечаний эксперта и конечного пользователя).

После выполнения этих обязательных этапов студент сдаёт конечному пользователю действующую ЭС и пишет отчет о проделанной работе.

На рис.3 представлены этапы построения ЭС и результаты выполнения каждого этапа.

Существуют специальные языки программирования, предназначенные для разработки систем искусственного интеллекта и, в частности, экспертных систем. Одним из таких языков является Пролог. Однако экспертную систему можно сделать с использованием многих других языков программирования и даже с помощью стандартного программного обеспечения для Windows (MS Excel, MS Power Point).

 

 

Рис. 3. Исследовательский цикл разработки ЭС

 

Лабораторная работа № 1

 

Пример построения Экспертной Системы реляционного типа

 

Рассмотрим, как спроектировать и построить экспертную систему для идентификации объектов в заданной ПО.

В нашем примере экспертная система поможет выбрать фотоаппарат в соответствии с нашими требованиями, опытом и финансовыми возможностями.

Этот пример позволит понять, как строить идентификационную ЭС в любой другой проблемной области.

Для простоты ограничимся случаем, когда пользователь может точно ответить на вопрос о наличии или отсутствии того или иного признака (детерминированная экспертная система).

Начнем с того, что сформулируем знания по указанному вопросу.

2.3. Факты, свидетельства, гипотезы (декларативные знания)

 

1. Если ваш бюджет ограничен, и стоимость фотоаппарата имеет для вас существенное значение, мы предлагаем вам простые фотоаппараты-мыльницы

2. Если ваш бюджет ограничен и для вас важно качество фотографий, то Вам подойдут фотоаппараты мыльницы с отличным качеством снимков, стоимостью выше 7-8 тыс. руб.

3. Если ваш бюджет ограничен и для вас важно наличие видео съемки, вам подойдут такие фотоаппараты, как Nikon Coolpix S3100 Red и проч.

4. Если вы не ограничены в средствах, то вам могут быть доступны профессиональные фотоаппараты.

5.  Если вы не ограничены в средствах, и у вас нет опыта работы с профессиональными фотоаппаратами, то предлагаем вам купить полупрофессиональные фотоаппараты.

6. Если вы не ограничены в средствах, и у вас есть опыт работы с профессиональными фотоаппаратами меньше года, то предлагаем вам купить китовые фотоаппараты - это профессиональные фотоаппараты со стандартным объективом.

7. Если вы не ограничены в средствах, и у вас есть опыт работы с профессиональными фотоаппаратами больше года, вы можете приобрести фотоаппараты с объективом, отличающимся от стандартного.

8. Если вы не ограничены в средствах, у вас есть опыт в использовании профессиональных фотоаппаратов больше года, и вы предпочитаете фотографировать внутри помещения и не в студии, вам подойдут фотоаппараты с внешними вспышками.

9. Если вы не ограничены в средствах, и у вас есть опыт работы с профессиональными фотоаппаратами больше года, и вы предпочитаете фотографировать внутри помещения, в студии, с использованием специальной аппаратуры, Вам подойдут такие фотоаппараты, как Nikon D70, Canon 5D.

10. Если вы не ограничены в средствах, и у вас есть опыт работы с профессиональными фотоаппаратами больше года, и вы предпочитаете фотографировать внутри помещения, в студии, без использования специальной аппаратуры, вам подойдут такие фотоаппараты, как Nikon D90, Canon D 500.

11. Если вы не ограничены в средствах, и у вас есть опыт работы с профессиональными фотоаппаратами больше года, и вы предпочитаете фотографировать на улице, на природе и любите делать портреты, вам подойдут все фотоаппараты фирмы Canon или Nikon с «портретными» объективами (Canon EF 100mm f/2,8, Nikon 50mm f/1.4 G AF-S).

12. Если вы не ограничены в средствах, и у вас есть опыт работы с профессиональными фотоаппаратами больше года, и вы предпочитаете фотографировать на улице, на природе и любите снимать пейзажи, вам подойдут все фотоаппараты фирмы Canon или Nikon с широкоугольными объективами (Canon EF-S 10-22 f/3.5-4.5 USM, Nikon Af 80-200mm f/2.8 D).

13. Если вы не ограничены в средствах, и у вас есть опыт работы с профессиональными фотоаппаратами больше года, и вы предпочитаете фотографировать на улице, на природе и любите снимать всё (и портрет и пейзаж), Вам подойдут все фотоаппараты фирмы Canon или Nikon с объективами CANON EF 28-135 mm f/3.5-5.6, Nikkor 16-85mm f/3.5-5.6G ED.

 

Экспертная система должна на основе этих Знаний помочь найти фотоаппарат, наиболее подходящий вашему бюджету, опыту и предпочтениям.

 

Таблица 1. Управление переходами состояний

Начальное состояние	Конечное состояние	Конец поиска	Ответ пользователя
0	1	0	Нет, я ограничен(а) в бюджете
0	2	0	Да, я не ограничен(а) в средствах
1	16	1	Качество фотографий
1	17	1	Стоимость фотоаппарата
1	18	1	Наличие видео съемки
2	3	1	Нет, не умею
2	4	0	Да, есть опыт
4	5	1	Меньше года
4	6	0	Больше года
6	7	0	В помещении
6	8	0	На улице, на природе
7	9	1	Нет, я не планирую фотографировать в студии
7	10	0	Да, я планирую фотографировать в студии
8	11	1	Портреты
8	12	1	Пейзажи
8	13	1	Всё
10	14	1	Нет, только фотоаппаратом
10	15	1	Да, хочу максимально задействовать всю технику

 

 

Таблица 1 «Управление переходами состояний» используется для реализации работы Машины вывода (Решатель). Она управляет «движением» системы от одного состояния к другому по дереву решений или выдает РЕШЕНИЕ экспертной системы и останавливается, если встречает «1» в столбце «Конец поиска».

В этом случае система должна будет выдать пользователю окончательное решение и объяснить, как было получено принятое решение (об этом подробно в Лабораторной N3).

 

 

Лабораторная работа № 2

Создание интерфейса ЭС

Цель работы:

- построить интерфейс для вывода и ввода необходимой для работы ЭС информации (вывод вопросов ЭС к пользователю, ввод в систему ответов пользователя, вывод решений ЭС);

- организовать работу решателя с данными, вводимыми с интерфейса; создать компьютерную программу, реализующую диалог пользователя с экспертной системой и работу решателя на основе ответов пользователя.

 

Таблица 2. Вопросы - Ответы

0	Вопрос: Рассчитываете ли Вы потратить большую сумму денег на покупку фотоаппарата?
1	Ответ: Нет, я ограничен(а) в бюджете. Вопрос: Что для Вас важнее?
2	Ответ: Да, я не ограничен(а) в средствах. Вопрос: Умеете ли Вы обращаться с профессиональными фотоаппаратами?
3	Ответ: Нет, не умею. => Вам подойдут полупрофессиональные фотоаппараты. Вопросов больше нет.
4	Ответ: Да, есть опыт. Вопрос: Какой у Вас опыт работы с профессиональным фотоаппаратом?
5	Ответ: Меньше года. => Вам подойдут китовые фотоаппараты. Вопросов больше нет.
6	Ответ: Больше года. Вопрос: Где Вы предпочитаете фотографировать?
7	Ответ: В помещении. Вопрос: В студии?
8	Ответ: На улице, на природе. Вопрос: Что Вам больше нравиться фотографировать?
9	Ответ: Нет, я не планирую фотографировать в студии. =>Вам подойдут фотоаппараты с внешней вспышкой. Вопросов больше нет.
10	Ответ: Да, я планирую фотографировать в студии. Вопрос: Вы будите пользоваться специальной аппаратурой?
10	Ответ: Да, я планирую фотографировать в студии. Вопрос: Вы будите пользоваться специальной аппаратурой?
11	Ответ: Портреты => Вам подойдут такие фотоаппараты фирмы Canon и Nikon с объективами Canon EF 100mm f/2,8, Nikon 50mm f/1.4G AF-S. Вопросов больше нет.
12	Ответ: Пейзажи. => Вам подойдут фотоаппараты фирмы Сanon и Nikon с объективами Canon EF-S 10-22 f/3.5-4.5 USM, Nikon Af 80-200mm f/2.8 D. Вопросов больше нет.
13	Ответ: Люблю все фотографировать. => Вам подойдут фотоаппараты фирмы Сanon и Nikon с объективами CANON EF 28-135 mm f/3.5-5.6, Nikkor 16-85mm f/3.5-5.6G ED. Вопросов больше нет.
14	Ответ: Нет, только фотоаппаратом. => Вам подойдут такие фотоаппараты как Nikon D90, Canon D500. Вопросов больше нет.
15	Ответ: Да, хочу максимально задействовать всю технику. => Вам подойдут такие фотоаппараты как Nikon D70, Canon 5D. Вопросов больше нет.
16	Ответ: Качество изображений. => Вам подойдут фотоаппараты мыльницы с отличным качеством снимков, стоимостью выше 7-8 тыс. руб.  Вопросов больше нет.
17	Ответ: Стоимость. => Вам подойдут обычные фотоаппараты мыльницы. Вопросов больше нет.
18	Ответ: Наличие видеосъемки. => Вам подойдут такие фотоаппараты, как Nikon Coolpix S3100 Red и проч. Вопросов больше нет.

 

Таблица 3. Текущее состояние

Текущее состояние

0

 

В начальном состоянии Экспертной системы значение в ячейке равно нулю. Ясно, что должно происходить дальше.

 

è Из Таблицы 2 «Вопросы и ответы» на экран ЭВМ выводится     ВОПРОС, соответствующий текущему состоянию системы.

Пользователь вводит ОТВЕТ (с клавиатуры или мышкой), который сравнивается со всеми возможными для текущего состояния ответами в      Таблице 1 «Управление переходами состояний» (сравнивают с ответами, находящимися в столбце «ответ пользователя»).

Выбирают ту строку Таблицы 1, которой соответствует ответ, выбранный пользователем, и в управляющую ячейку (Таблица 3) вносят новое значение «текущего состояния», которое находится в найденной строке в столбце «конечное состояние».

Затем проверяется запись в ячейке «конец поиска». Если поиск не закончен (в ячейке «конец поиска» записан ноль), то цикл «вопрос ЭС - ответ пользователя» продолжается с пункта, обозначенного стрелкой à.

Если в ячейке «конец поиска» записана единица («1» = да, конец поиска), то Экспертная Система выдает на экран РЕШЕНИЕ, соответствующее «текущему состоянию» из Таблицы 2 «Вопросы- Ответы», переходит к Блоку объяснений (об этом будет сказано дальше) и останавливается.

 

Лабораторная работа № 3

Создание Блока объяснений

 

Все эти развернутые формулировки с объяснениями будут храниться в одной таблице.

Для реализации Блока объяснений необходимо создать Таблицу 4 «Объяснения», соответствующую в общем случае всем возможным состояниям ЭС. В более частном случае, если вопросы к пользователю не требуют разъяснений, то в таблице Объяснения будут указаны только те состояния, которые соответствуют решениям ЭС.

В первом столбце таблицы нужно указать текущее состояние системы, в соседнем столбце - необходимые пользователю объяснения.

Когда пользователь нажимает на клавишу «?Помощь» на интерфейсе пользователя на экран дисплея из Таблицы 4 должен быть выведен текст объяснения, соответствующий текущему состоянию системы. Чтобы закрыть форму с объяснениями, нужно щелкнуть по крестику в верхнем углу формы.

За основу Таблицы 4 «Объяснения» можно взять Таблицу 1 «Управление переходами состояний» и Таблицу 2 «Вопросы-ответы». Для терминальных (конечных) состояний, когда у системы уже нет вопросов, система будет сообщать пользователю, как был получен ответ.

В итоге таблица «Объяснения» будет выглядеть примерно так:

 

Таблица 4 «Объяснения»

Состояние	Текст
0	От Вашего бюджета зависит многое. Собираетесь ли Вы потратить, например, 5 тысяч или 30 тыс.?
1	Вы выбрали вариант ответа "Нет, я ограничен(а) в бюджете", поэтому мы предлагаем вам простые фотоаппарата-мыльницы. В настоящее время уровень качества изображения в таких фотоаппаратах стал намного выше.
2	Вы выбрали вариант ответа "Да, я не ограничен(а) в средствах". Вы рассчитываете потратить приличную сумму на покупку фотоаппарата, поэтому лучше всего покупать профессиональный фотоаппарат. У него качество изображения намного выше.
3	Вы выбрали вариант ответа "Да, я не ограничен(а) в средствах", а после - "Нет, не умею пользоваться профессиональными фотоаппаратами". Поэтому предлагаем купить полупрофессиональные фотоаппараты - у них качество изображения лучше и они просты в использовании.
4	Вы выбрали вариант ответа "Да, я не ограничен(а) в средствах", а после - "Да, есть опыт в использовании профессиональных фотоаппаратов". Вы умеете обращаться с профессиональным фотоаппаратом. Но если Вы только новичок - дорогую технику покупать не стоит.
5	Вы выбрали вариант ответа "Да, я не ограничен(а) в средствах", а после - "Да, есть опыт в использовании профессиональных фотоаппаратов", с опытом работы "Меньше года". Поэтому советуем Вам приобрести китовые фотоаппараты - это профессиональные фотоаппараты со стандартным объективом.
6	Вы выбрали вариант ответа "Да, я не ограничен(а) в средствах", а после - "Да, есть опыт в использовании профессиональных фотоаппаратов", с опытом работы "Больше года". Поэтому советуем Вам приобрести фотоаппараты с объективом, отличным от обычного. Это позволит Вам осуществить Ваши творческие задумки и идеи.
7	Вы выбрали вариант ответа "Да, я не ограничен(а) в средствах", а после - "Да, есть опыт в использовании профессиональных фотоаппаратов", с опытом работы "Больше года", предпочитаете фотографировать "Внутри помещения".
8	Вы выбрали вариант ответа "Да, я не ограничен(а) в средствах", а после - "Да, есть опыт в использовании профессиональных фотоаппаратов", с опытом работы "Больше года", предпочитаете фотографировать "На улице, на природе".
9	Вы выбрали вариант ответа "Да, я не ограничен(а) в средствах", а после - "Да, есть опыт в использовании профессиональных фотоаппаратов", с опытом работы "Больше года", предпочитаете фотографировать "Внутри помещения". Далее  Вы выбрали вариант помещения "Не в студии". Поэтому Вам подойдут фотоаппараты с внешними вспышками.
10	Вы выбрали вариант ответа "Да, я не ограничен(а) в средствах", а после - "Да, есть опыт в использовании профессиональных фотоаппаратов", с опытом работы "Больше года", предпочитаете фотографировать "Внутри помещения". Далее  Вы выбрали вариант помещения "Студия".
11	Вы выбрали вариант ответа "Да, я не ограничен (а) в средствах", а после - "Да, есть опыт в использовании профессиональных фотоаппаратов", с опытом работы "Больше года", предпочитаете фотографировать "На улице, на природе". Далее Вы выбрали жанр съемки "Портрет". Поэтому Вам подойдут все фотоаппараты фирмы Canon или Nikon с объективами "портретник"
12	Вы выбрали вариант ответа "Да, я не ограничен(а) в средствах", а после - "Да, есть опыт в использовании профессиональных фотоаппаратов", с опытом работы "Больше года", предпочитаете фотографировать "На улице, на природе". Далее  Вы выбрали жанр съемки "Пейзаж". Поэтому Вам подойдут все фотоаппараты фирмы Canon или Nikon с широкоформатными объективами.
13	Вы выбрали вариант ответа "Да, я не ограничен(а) в средствах", а после - "Да, есть опыт в использовании профессиональных фотоаппаратов", с опытом работы "Больше года", предпочитаете фотографировать "На улице, на природе". Далее  Вы выбрали жанр съемки "Все". Поэтому Вам подойдут все фотоаппараты фирмы Canon или Nikon с объективами CANON EF 28-135 mm f/3.5-5.6, Nikkor 16-85mm f/3.5-5.6G ED."
14	Вы выбрали вариант ответа "Да, я не ограничен(а) в средствах", а после - "Да, есть опыт в использовании профессиональных фотоаппаратов", с опытом работы "Больше года", предпочитаете фотографировать "Внутри помещения". Далее Вы выбрали вариант помещения "Студия" "Без использования специальной аппаратуры". Поэтому рекомендуем Вам самые качественные фотоаппараты фирмы Canon и Nikon.
15	Вы выбрали вариант ответа "Да, я не ограничен(а) в средствах", а после - "Да, есть опыт в использовании профессиональных фотоаппаратов", с опытом работы "Больше года", предпочитаете фотографировать "Внутри помещения". Далее Вы выбрали вариант помещения "Студия" "С использованием специальной аппаратуры". Поэтому Вам подойдут такие фотоаппараты как Nikon D70, Canon 5D.
16	Вы выбрали вариант ответа "Нет, я ограничен(а) в бюджете", и для Вас важнее "Качество изображений". Поэтому Вам стоит приобрести фотоаппараты стоимостью от 7 тыс. руб., имеющие от 10 мегапикселей качество изображения
17	Вы выбрали вариант ответа "Нет, я ограничен(а) в бюджете", и для Вас важнее "Стоимость фотоаппарата". Поэтому можете купить любой фотоаппарат, имеющийся в магазине по любой цене.
18	Вы выбрали вариант ответа "Нет, я ограничен(а) в бюджете", и для Вас важнее "Наличие видеосъемки". Поэтому попросить продавца-консультанта показать Вам все модели фотоаппаратов, поддерживающих видеосъемку

 

Для многих проблемных областей очень желательно (и даже необходимо) помимо справочного или разъясняющего текста использовать иллюстрации, в которые включены объекты, раскрывающие смысл текста (изображения объектов, музыка, видео, другое).

Приложение. Требования к ОТЧЕТУ по Лабораторной работе

 

I. СОДЕРЖАНИЕ ОТЧЕТА.

Отчет должен содержать:

 1. Введение.

1.1. Описание предметной области.

1.2. Постановка задачи.

1.3. * Онтология предметной области.

1.4. * Формализованная постановка задачи.

 2. Описание Базы Данных и Базы Знаний.

2.1. Исходные данные.

2.2. Результаты работы ЭС (выходные данные).

2.3. Промежуточные данные.

2.4. Факты, свидетельства, гипотезы (декларативные знания).

2.5. Правила вывода (процедурные знания).

2.6. Перечень вопросов и допустимых ответов.

 3. Описание Машины вывода.

3.1. Стратегия вывода.

(Прямой или обратный вывод, поиск с использованием графов, другое).

3.2. Алгоритмы работы программы (формирование гипотез, выбор вопросов, разбор синтаксических правил, построенное дерево решений, другое).

 4. Описание Интерфейса ЭС

4.1. Правила работы с программой.

4.2. Установка/удаление программы.

4.3. Примеры работы интерфейса (Print Screen).

 5. Компоненты наполнения БЗ.

    Для реляционной ЭС

Таблица «Управление переходом состояний», Таблица «Вопросы-ответы»

6. Компонента объяснения полученных выводов ЭС.

  Таблица «Объяснение».

7. Заключение.

7.1. Основные характеристики ЭС.

7.2. Область применения и решаемые задачи.

7.3. Достоверность результатов.

7.4. Перспективы развития вашей ЭС (ОБЯЗАТЕЛЬНО!).

8. Использованная литература.

9. Приложение к отчету.

В приложении к Отчету необходимо дать описание требований к комплектации ЭВМ и шагов, необходимых для установки и запуска программы.

 

II. ОФОРМЛЕНИЕ ОТЧЕТА.

1. Отчет должен быть подготовлен в печатном виде и содержать иллюстрации работы ЭС: примеры работы интерфейса ЭС, алгоритмы вывода (дерево решений), примеры диалога с ЭС (вопросы и возможные ответы), компоненты базы знаний, компоненты работы блока объяснений.

    2. В электронном виде на дискете или CD (DVD) нужно представить:

2.1. Электронную версию отчета по лабораторной работе.

2.2. Результирующую программу – работающую ЭС (exe файл), необходимые для ее работы рабочие материалы (базы данных, базу знаний и т.д.).

 2.3. Файл READ ME (описание шагов, необходимых для установки и запуска программы на компьютере).

2.4. Текст программы.

 

ВНИМАНИЕ! Работающая ЭС (exe файл) должна запускаться на компьютере со стандартным программным обеспечением и не требовать специальных усилий для своей работы (установки на компьютере специального языка программирования, размещения компонентов программы на сервере, прописывания пути к БЗ в командных строках и т.д.).

Варианты заданий к лабораторной работе

Исходные данные к задаче

Вариант	Формулировка задачи
1	ЭС «Выбор мобильного телефона»
2	ЭС «Выбор тура для путешествий»
3	ЭС «Выбор вида музыкального инструмента»
4	ЭС «Медицинская диагностика болезней»
5	ЭС «Классификация электронных компонент»
6	ЭС «Выбор кулинарного рецепта»
7	ЭС «Ландшафтный дизайн»
8	ЭС «Выбор запасный частей к автомобилям»
9	ЭС «Диагностика динамики двигателей автомоби­лей»
10	ЭС «Определение вида животного»
11	ЭС «Выбор компьютерных принадлежностей»
12	ЭС «Классификация состояния здоровья»

 

Москва-2016

 

СОДЕРЖАНИЕ

 

Цель проведения лабораторных работ ………………………………………….	3
1. Общие сведения……………………………………………………………….	3
1.1 Экспертные системы (ЭС) …………………………………………...........	3
1.2 Компоненты ЭС………………………………………………………........	4
1.3 Как работает ЭС…………………………….……….…………….………	6
1.4 Этапы создания экспертной системы…………………………….….......	6
2. Лабораторная работа N1. Построение Машины вывода для Экспертной системы реляционного типа……………………………………	8
2.1. Краткие теоретические сведения…………………………………………...	8
2.2. Пример построения Экспертной системы реляционного типа.…………..	9
2.3. Факты, свидетельства, гипотезы (декларативные знания)…..………........	10
2.4. Построение Машины вывода (Решателя) в виде дерева решений……….	11
2.5. Реализации решателя с помощью таблицы переходов….………………...	11
2.6. Порядок проведения Лабораторной работы № 1.….………………………	14
2.7. Контрольные вопросы….…………….…………….…………….……........	14
3. Лабораторная работа № 2. Создание интерфейса ЭС….………….……….	14
3.1. Краткие общие сведения по созданию Интерфейса пользователя...….….	15
3.2. Организация диалога пользователя с ЭС….…………….……..………......	15
3.3. Реализация работы решателя в соответствии с ответами пользователя....	17
3.4. Порядок проведения Лабораторной работы № 2....….……….……………	18
3.5. Контрольные вопросы к Лабораторной работе № 2….………….……….	18
4. Лабораторная работа № 3. Создание Блока объяснений. Тестирование и отладка Экспертной Системы…………………………………………………	19
4.1. Краткие общие сведения по созданию Блока объяснений….……..……..	19
4.2. Создание Блока объяснений….…………….………………………………	19
4.3. Тестирование и отладка созданной Экспертной Системы….…..………..	23
4.4. Порядок проведения Лабораторной работы № 3….…………….…………	23
4.5. Контрольные вопросы к Лабораторной работе № 3….…………………..	24
Приложение А. Требования к ОТЧЕТУ по Лабораторной работе….…….……...	24
I. Содержание ОТЧЕТА……………………………………………………	24
II. Оформление ОТЧЕТА……………………………………..………….....	25
Приложение Б. Построение решателя в ЭС продукционного типа….…..………	26

Цель проведения лабораторных работ

 

- приобретение студентами умения самостоятельно строить экспертные системы для решения интеллектуальных задач, связанных с анализом, диагностикой или поддержкой принятия решений в выбранной студентом самостоятельно (или заданной) проблемной области;

- приобретение студентами умения извлекать знания из данных и формализовать их для дальнейшего хр