Факторы необходимые для разработки экспертных систем

Разработка ЭС имеет существенные отличия от разработки обычного программного продукта. Опыт создания ЭС показал, что использование при их разработке методологии, принятой в традиционном программировании, либо чрезмерно затягивает процесс создания ЭС, либо вообще приводит к отрицательному результату.

Использовать ЭС следует только тогда, когда разработка ЭС возможна, оправдана и методы инженерии знаний соответствуют решаемой задаче. Чтобы разработка ЭС была возможной для данного приложения, необходимо одновременное выполнение по крайней мере следующих требований:

- существуют эксперты в данной области, которые решают задачу значительно лучше, чем начинающие специалисты;

- эксперты сходятся в оценке предлагаемого решения, иначе нельзя будет оценить качество разработанной ЭС;

- эксперты способны вербализовать (выразить на естественном языке) и объяснить используемые ими методы, в противном случае трудно рассчитывать на то, что знания экспертов будут "извлечены" и вложены в ЭС;

- решение задачи требует только рассуждений, а не действий;

- задача не должна быть слишком трудной (т.е. ее решение должно занимать у эксперта несколько часов или дней, а не недель);

- задача хотя и не должна быть выражена в формальном виде, но все же должна относиться к достаточно "понятной" и структурированной области, т.е. должны быть выделены основные понятия, отношения и известные (хотя бы эксперту) способы получения решения задачи;

- решение задачи не должно в значительной степени использовать "здравый смысл" (т.е. широкий спектр общих сведений о мире и о способе его функционирования, которые знает и умеет использовать любой нормальный человек), так как подобные знания пока не удается (в достаточном количестве) вложить в системы искусственного интеллекта.

Использование ЭС в данном приложении может быть возможно, но не оправдано. Применение ЭС может быть оправдано одним из следующих факторов:

- решение задачи принесет значительный эффект, например экономический;

- использование человека-эксперта невозможно либо из-за недостаточного количества экспертов, либо из-за необходимости выполнять экспертизу одновременно в различных местах;

- использование ЭС целесообразно в тех случаях, когда при передаче информации эксперту происходит недопустимая потеря времени или информации;

- использование ЭС целесообразно при необходимости решать задачу в окружении, враждебном для человека.

При разработке ЭС, как правило, используется концепция "быстрого прототипа". Суть этой концепции состоит в том, что разработчики не пытаются сразу построить конечный продукт. На начальном этапе они создают прототип (прототипы) ЭС. Прототипы должны удовлетворять двум противоречивым требованиям: с одной стороны, они должны решать типичные задачи конкретного приложения, а с другой - время и трудоемкость их разработки должны быть весьма незначительны, чтобы можно было максимально запараллелить процесс накопления и отладки знаний (осуществляемый экспертом) с процессом выбора (разработки) программных средств (осуществляемым инженером по знаниям и программистом). Для удовлетворения указанным требованиям, как правило, при создании прототипа используются разнообразные средства, ускоряющие процесс проектирования.

Прототип должен продемонстрировать пригодность методов инженерии знаний для данного приложения. В случае успеха эксперт с помощью инженера по знаниям расширяет знания прототипа о проблемной области. При неудаче может потребоваться разработка нового прототипа или разработчики могут прийти к выводу о непригодности методов ЭС для данного приложения. По мере увеличения знаний прототип может достигнуть такого состояния, когда он успешно решает все задачи данного приложения. Преобразование прототипа ЭС в конечный продукт обычно приводит к перепрограммированию ЭС на языках низкого уровня, обеспечивающих как увеличение быстродействия ЭС, так и уменьшение требуемой памяти. Трудоемкость и время создания ЭС в значительной степени зависят от типа используемого инструментария.

Контрольные вопросы

1. Что такое экспертные системы?

2. Для чего предназначены экспертные системы?

3. В чём состоит важность экспертных систем?

4. Указать особенности неформализованных задач.

5. Указать отличия экспертных систем от формализованных задач.

6. Для каких типов задач используются экспертные системы?

7. Указать основные компоненты, входящие в структуру экспертных систем.

8. Установить соответствие компонентам экспертных систем и их назначениям.

9. В каких режимах работает экспертная система?

10. Указать необходимые требования для разработки экспертной системы.

11. Какая концепция используется при разработке экспертных систем?

Тема 5	Дополнительная литература:
Гипертекстовые способы хранения и представления информации
	Содержание
Понятие гипертекста Гипертекстовая система Недостатки гипертекста и способы их устранения Методы решения навигации при гипертексте

Понятие гипертекста

Гипертекст (англ. hypertext) - термин, введенный в 1960-х гг. для обозначения комбинации текста на естественном языке с возможностями компьютера осуществлять переход к различным кускам (порциям) информации. Идеология гипертекстовой среды, вероятно, была впервые предложена еще в "докомпьютерную эпоху" в статье В. Буша "Как мы, возможно, думаем" (1945). Анализируя работу мозга и процессы мышления, Буш предложил при хранении информации в вычислительной машине использовать ассоциативные связи между отдельными документами и их фрагментами. В этой же работе рассмотрены возможности коллективной работы людей над одним и тем же документом и предложен способ "закладок", т. е. способ сохранения цепей ассоциативных ссылок и соответствующих замечаний отдельных исследователей.

Гипертекстовая система

Сегодняшняя гипертекстовая система реализует способ хранения и манипулирования информацией, при котором эта информация хранится в виде сети связанных между собой узлов. В самом простом варианте узел определяется как некоторое окошко вокруг ключевого слова. Размер окошка может регулироваться, например, путем определения количества строк относительно ключевого слова. При этом каждый пользователь может организовывать свою собственную сеть, основанную на его личных ассоциациях и интересах. Такая идеология гипертекстовых сред делает их построение аналогичным структуре семантических сетей. Технология установления связей, как правило, закладывается разработчиком, но указание на то, от какого узла к какому следует перейти, делает сам пользователь. В стандартном режиме допускается прямое указание имени узла, например, путем использования ключевых (ссылочных) слов, заранее выбранных автором исходного гипертекста. В качестве ссылочных элементов могут использоваться не только ключевые слова, но и любые фрагменты текста или графики, такие как часть рисунка, пиктограмма. Эти элементы выделяются цветом, шрифтом или любым др. способом. Выбор пользователем такого элемента вызывает на экран содержимое связанного с ним блока информации. В результате пользователь по мере изучения предмета или документа устанавливает те связи, которые соответствуют его ассоциациям, способу мышления, интересам и уровню знаний, и может изучать документ в интересующем его порядке.