Основы построения автоматизированных информационных систем - Гвоздева В. А.
ISBN 978-5-8199-0315-5
Скачать (прямая ссылка):
Высшим этапом развития советующих систем явились экспертные системы (ЭС). Их идеологию выражают формулой: ЭС = знание + вывод. Проблемы ставятся перед системой в виде совокупности фактов, а она с помощью БЗ выводит заключение из этих фактов. Экспертная система имеет взаимодействующие блоки (основные — База знаний и механизм вывода). Представление знаний базируется на процессе распознавания, т. е. обучении и собственно распознавании. В процессе обучения обрабатываются данные многочисленных наблюдений над объектами. Выявляют закономерности, присущие данному классу объектов, и на их основе строят формализованную модель базы знаний. На основе полученных результатов выводят определенные решающие правила. В процессе собственно распознавания правила применяются для интересующих объектов данного класса, которые непосредственно не измеряются. В ЭС известен алгоритм обработки знаний, а не алгоритм решения задач. Алгоритм обработки знаний строится по ходу решения задачи на основании эвристических (найденных методами проведения аналогий и абстрагирования) правил, которые хранятся в БЗ. Цикл функционирования системы состоит в следующем: выбор (запрос) данных или результатов анализа — наблюдения — интерпретация результатов — усвоение новой информации — выдвижение гипотез — выбор следующей совокупности данных. Цикл повторяется до тех пор, пока не будет достаточно информации для заключения.
Экспертная система — набор программ, разработанных на языках высокого уровня. При их написании используются как традиционные языки Pascal, С и другие, так и языки искусственного интеллекта LISP, PROLOG и другие, а также специальные средства поддержки разработки. Они имеют некоторые отличия в структуре и характеристиках по сравнению с обычными программами и осуществляют функции эксперта при решении задач
179
в области его компетенции. ЭС выдают советы, проводят анализ, классификацию, дают консультации.
Эти системы путем привлечения эвристик часто находят решение задач, которые не структурированы и плохо определены.
В настоящее время разрабатывают «пустые оболочки» ЭС с различными моделями представления знаний и различными механизмами логического вывода, которые можно использовать для внесения новых знаний в разные предметные области. Задача пользователя состоит не в непосредственном программировании, а в формализации и вводе знаний с использованием предоставленных оболочкой возможностей. Недостатком этих оболочек можно считать невозможность охвата одной системой всех существующих предметных областей. Примеры систем: InterExpert, PC+, VP-Expert. Имеются Генераторы экспертных систем — мощные программные продукты, предназначенные для получения оболочек, ориентированных на представление знаний в зависимости от рассматриваемой предметной области. Примеры систем: КЕЕ, ART и другие.
ЭС нашли широкое применение в медицинской диагностике, прогнозировании, планировании, интерпретации результатов наблюдений. Системы используются для контроля и управления в различных сферах деятельности, например, при проектировании космических станций, управлении атомными станциями, воздушным движением и т. д. Системы применяют при диагностике неисправностей в механических и электрических устройствах, например, при ремонте автомобилей, локомотивов, компьютеров и т. д.
При обучении используют компьютерные игры, обучающие программы. Применяют системы при прогнозировании погоды, урожайности, потоков пассажиров и т. д.
Среди известных ЭС можно назвать: в медицине — MYCIN, DENDRAL, геологии — PROSPECTOR, компьютерной технике — XCON, XSEL, судовождении — HASP/SIAP, обучении — EURISCO. Наиболее распространены в настоящее время за рубежом экспертные системы и их оболочки: INSIGT, LOGIAN, NEXPERT, RULE MASTER, KDS, PICON, KNOWLEDGE CRAFT, KESII, Si, TIMM и другие.
К недостаткам ЭС можно отнести недостаточную простоту в использовании, невозможность формализовать абсолютно все
180
знания, частую смену правил БЗ (БЗ меняются чаще (с накоплением опыта), чем алгоритмы, поэтому их следует чаще модифицировать) и т. д.
Преимущества ЭС перед экспертом: отсутствие предубеждений, поспешных выводов, составление выводов на основе многочисленных наблюдений, хранение базами данных совокупных знаний многих экспертов. ЭС являются эффективным инструментом для принятия правильных решений человеком.
Современные ЭС тесно переплетаются с существующими деловыми системами. Объединение их компонентов, особенно БЗ и ПО, позволяет существенно сократить расходы на подготовку квалифицированного персонала, уменьшить другие расходы. Часто ЭС объединяют с САПР. Приходят к выводу, что системы с БЗ необходимо встраивать в самые важные бизнес-процессы.
Информационные системы организационного управления осуществляют автоматизацию функций управленческого персонала. Такие системы могут предназначаться как для отраслевого, территориального и общегосударственного управления, так и для управления персоналом различных организаций (промышленных предприятий, торговых фирм, банков и т. д.).
Например, на уровне хозяйства всей страны действуют общегосударственные (межотраслевые) автоматизирование системы: плановых расчетов — АСПР, государственной статистики — АСГС, управления трудовыми ресурсами и т.п.
