Человеческий фактор. Том 3. Часть 1 - Сальвенди Г.
ISBN 5-03-001815-8
Скачать (прямая ссылка):
Полнота. Специалист может не сообщить о каких-нибудь, важных этапах процесса решения задачи.
Выразимость в словах (вербализуемость). Эти методы неявно опираются на предположение, что все процедуры и данные допускают словесное выражение (вербализуемы); однако это не всегда так.
Трудность общения со специалистами. Профессиональные-навыки специалиста часто доведены до автоматизма и поэтому с трудом поддаются словесному выражению или интерпретации.
Инженер по знаниям обычно осознает эти трудности и пытается с ними справиться. Протоколируемые опросы специалистов до сих пор остаются самым распространенным методом; приобретения знаний.
3 3 2. Представление знаний
Под представлением знаний в экспертной системе понимается такая их организация за счет выбора подходящей комбинации структур данных и интерпретирующих процедур, которая позволяет системе эффективно их использовать. Эти структуры, данных определяют организацию базы знаний, содержащей факты и эвристики, а интерпретирующие процедуры — устройство механизма логического вывода (МЛВ) и управляющей подсистемы ЭС, в рамках которых используется база знаний для получения решений задач, анализируются сами задачи и формулируются гипотезы. Поскольку база знаний отделена от MJTB, мы рассмотрим последний отдельно. Сначала же мы обсудим способы представления знаний в базе знаний.
Схемы представления знаний должны удовлетворять нескольким требованиям. Во-первых, схема представления должна быть такой, чтобы базу знаний можно было расширять без ее существенной переделки. Отсюда следует, что база данных
Экспертные системы
151
должна быть непротиворечивой и что добавление новых знаний не должно приводить к конфликтам между старыми и новыми утверждениями или правилами. Во-вторых, схема представления должна обеспечивать эффективный доступ к данным. Этого можно достичь, придерживаясь единообразного представления знаний с помощью концептуально простых и однородных структур данных; в случае использования неоднородных структур следует писать специализированные подпрограммы доступа к данным разной структуры. Наконец, схема представления должна быть синтаксически и семантически полной.
Выбор подходящей схемы представления особенно важен потому, что эффективность экспертной системы целиком зависит от ее базы знаний. При этом следует учитывать, что подлежащие представлению знания, как правило, являются эмпирическими и поэтому часто имеют гипотетический, экспериментальный, неопределенный характер. В схеме представления должен быть предусмотрен способ, позволяющий справиться с этими неточностями.
Очень противоречивым и вызывающим многочисленные споры является вопрос о том, каким должно быть представление знаний — процедурным или декларативным. При процедурном способе знания в основном представляются в форме процедур их использования. Преимущества процедурного представления сказываются в тех случаях, когда знания относятся в основном к операциям над объектами. Кроме того, процедурное представление обычно употребляется в системах вероятностного вывода и применительно к знаниям эвристического характера.
При декларативном способе большинство знаний представляется как статический набор фактов в сочетании с небольшим количеством обобщенных процедур манипулирования ими. Преимущество декларативной схемы заключается в том, что каждый факт нужно хранить в единственном экземпляре, независимо от числа способов его использования. Кроме того, в этом случае проще добавлять новые факты, поскольку при этом не нужно менять все связанные с ними процедуры и подпрограммы.
Вопрос о том, какую схему представления — процедурную или декларативную — следует использовать, вызывает необычайно много разногласий, примеры чему можно найти в книге Брахмана и Смита [5J. Каждая схема имеет присущие только ей преимущества. Декларативное представление является гибким, экономным, полным и легко модифицируемым. Процедурное представление проще кодировать, при нем имеется лишь одна прямая цепочка логического вывода, что делает более понятным ход рассуждений. Вряд ли одну из этих схем можно применять полностью независимо от другой; в будущих систе-
152 Глава 3
мах, по-видимому, найдут применение обе формы представления знаний.
Обширный и исчерпывающий обзор методов представления знаний можно найти в книгах Винограда [130] и Боброу [3]. Соответствующие этим методам представления можно разделить на три основные категории: представления с помощью-правил, логические представления и структурные представления.
Представление посредством правил: продукционные системы
Экспертные системы, в которых знания представляются с помощью правил, называются продукционными. Ниже в сжатом виде распространяются компоненты типичной продукционной системы, а также основные области применения, характеристики, преимущества и недостатки продукционных систем.
Продукционная система состоит из трех частей: а) базы правил, образованной множеством продукционных правил (продукций), б) особой буфероподобной структуры данных, называемой «содержанием» и в) интерпретатора, управляющего-действиями системы. Продукционное правило — это конструкция вида «ЕСЛИ данное УСЛОВИЕ выполнено, ТО следует выполнить это ДЕЙСТВИЕ». Конкретный пример:
