Инструментальные средства построения экспертных систем. Инженерия знаний

Инструментальные средства построения ЭС можно разбить на три основных группы [33];

♦ языки программирования;

♦ среды программирования;

♦ пустые ЭС (оболочки).

К числу инструментальных средств программирования относятся языки обработки символьной информации, наиболее известными из которых являются Пролог и ЛИСП. Пролог — язык высокого уровня, ориентированный на использование методов математической логики. Основной особенностью Пролога, отличающей его от всех других язы­ков, является декларативный характер написанных на нем программ. Язык ЛИСП изобретен в Массачусетском технологическом институ­те и сконцентрирован на обработке списковых структур. Языки про­граммирования ЛИСП и Пролог имеют встроенные механизмы для манипулирования знаниями.

Для разработки экспертных систем используются также языки про­граммирования общего назначения: Си, Паскаль, Фортран И др.

Общим недостатком языков программирования для создания экс­пертных систем являются [33]:

♦ большое время разработки готовой системы;

♦ необходимость привлечения высококвалифицированных про­граммистов;

♦ трудности модификации готовой системы.

Среды программирования позволяют разработчику не программи­ровать некоторые или все компоненты ЭС, а выбирать их из заранее составленного набора.

При применении пустых ЭС (оболочек) разработчик полностью

освобождается ОТ работ по созданию программ и занимается лишь на­полнением базы знаний. Однако необходимо, чтобы управляющие стратегии, вложенные в процедуры вывода, а также принятая модель представления знаний подходили для данного приложения. Это за­трудняет выбор подходящей пустой ЭС и ее применение. Кроме того, в процессе создания Прикладной системы может выясниться, что возможности, заложенные в используемом инструментальном сред­стве, не позволяют реализовать необходимые процедуры вывода и пред­ставления знаний, требующиеся для успешной работы системы.

11.4. Инженерия знаний

Инженерия знаний — это технология построения экспертных сис­тем. Этот процесс требует особой формы взаимодействия создателя экспертной системы, которого называют инженером познаниям, и ного или нескольких экспертов в некоторой предметной области. Ин­женер по знаниям "извлекает» из экспертов процедуры, стратегии, эмпирические правила, которые они используют при решении задач, и встраивает эти знания и экспертную систему. Одной из наиболее сложных проблем, возникающих при создании экспертных систем. является преобразование знаний эксперта и описаний применяемых им способом поиска решений в форму, позволяющую представить их в бале знаний системы, а затем эффективно использовать для решения задач в данной предметной области [33].

Обычно эксперт не прибегает к процедурным или количественным методам. Его основные средства аналогия, интуиция и абстрагиро­вание. Часто эксперт даже не может объяснить, как именно им было найдено решение.

Построение базы знаний включает три этапа [33]:

♦ описание предметной области;

♦ выбор модели представления знаний;

♦ приобретение знаний.

Инженер по знаниям прежде всего обязан провести опрос эксперта и только потом приступать к построению системы. При этом необхо­димо определить целевое назначение системы. При этом главная цель разбивается на подцели.

На следующем этапе необходимо очертить границы исходных дан­ных. Для построения пространства поиска решения необходимо определить подцели на каждом уровне иерархии целей общей задачи. В вер­шине иерархии следует поместить задачу, которая по своей общности отражает принципиальные возможности и назначение системы.

После выявления объектов предметной области необходимо уста­новить, какие между ними имеются связи.Следует стремиться к вы­явлению как можно большего количества связей.

Полученное качественное описаниепредметной области до 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 [33].