Этапы разработки ЭС

· Этап идентификации проблем — определяются задачи, которые подлежат решению, выявляются цели разработки, определяются эксперты и типы пользователей.

· Этап извлечения знаний — проводится содержательный анализ проблемной области, выявляются используемые понятия и их взаимосвязи, определяются методы решения задач.

· Этап структурирования знаний — выбираются ИС и определяются способы представления всех видов знаний, формализуются основные понятия, определяются способы интерпретации знаний, моделируется работа системы, оценивается адекватность целям системы зафиксированных понятий, методов решений, средств представления и манипулирования знаниями.

· Этап формализации — осуществляется наполнение экспертом базы знаний. В связи с тем, что основой ЭС являются знания, данный этап является наиболее важным и наиболее трудоемким этапом разработки ЭС. Процесс приобретения знаний разделяют на извлечение знаний из эксперта, организацию знаний, обеспечивающую эффективную работу системы, и представление знаний в виде, понятном ЭС. Процесс приобретения знаний осуществляется инженером по знаниям на основе анализа деятельности эксперта по решению реальных задач.

· Реализация ЭС — создается один или несколько прототипов ЭС, решающие требуемые задачи.

· Этап тестирования — производится оценка выбранного способа представления знаний в ЭС в целом.

1.2. ПРОДУКЦИОННЫЕ МОДЕЛИ ПРЕДСТАВЛЕНИЯ ЗНАНИЙ

Продукционные модели можно считать наиболее распространенными моделями представления знаний. Продукционная модель – это модель, основанная на правилах, позволяющая представить знание в виде предложений типа:

«ЕСЛИ условие, ТО действие»

Продукционная модель обладает тем недостатком, что при накоплении достаточно большого числа (порядка нескольких сотен) продукций они начинают противоречить друг другу.

В общем случае продукционную модель можно представить в следующем виде:

§ – имя продукции;

§ – сфера применения продукции;

§ – условие применимости продукции;

§ – ядро продукции;

§ – постусловия продукции, актуализирующиеся при положительной реализации продукции;

§ – комментарий, неформальное пояснение (обоснование) продукции, время введения в базу знаний и т. д.;

Системы обработки знаний, использующие продукционную модель получили название «продукционных систем». В состав экспертных систем продукционного типа входят база правил (знаний), рабочая память и интерпретатор правил (решатель), реализующий определенный механизм логического вывода. Любое продукционное правило, содержащееся в базе знаний, состоит из двух частей: антецендента и консеквента. Антецедент представляет собой посылку правила (условную часть) и состоит из элементарных предложений, соединенных логическими связками «и», «или». Консеквент (заключение) включает одно или несколько предложений, которые выражают либо некоторый факт, либо указание на определенное действие, подлежащее исполнению. Продукционные правила принято записывать в виде антецедент-консеквент.

Примеры продукционных правил:

ЕСЛИ
«двигатель не заводится»
и
«стартер двигателя не работает»
ТО
«неполадки в системе электропитания стартера»

Любое правило состоит из одной или нескольких пар «атрибут-значение». В рабочей памяти систем, основанных на продукционных моделях, хранятся пары атрибут-значение, истинность которых установлена в процессе решения конкретной задачи к некоторому текущему моменту времени. Содержимое рабочей памяти изменяется в процессе решения задачи. Это происходит по мере срабатывания правил. Правило срабатывает, если при сопоставлении фактов, содержащихся в рабочей памяти, с антецедентом анализируемого правила имеет место совпадение, при этом заключение сработавшего правила заносится в рабочую память. Поэтому в процессе логического вывода объём фактов в рабочей памяти, как правило, увеличивается (уменьшаться он может в том случае, если действие какого-нибудь правила состоит в удалении фактов из рабочей памяти). В процессе логического вывода каждое правило из базы правил может сработать только один раз.

Существуют два типа продукционных систем – с «прямыми» и «обратными» выводами. Прямые выводы реализуют стратегию «от фактов к заключениям». При обратных выводах выдвигаются гипотезы вероятностных заключений, которые могут быть подтверждены или опровергнуты на основании фактов, поступающих в рабочую память. Существуют также системы с двунаправленными выводами.

Основные достоинства систем, основанных на продукционных моделях, связаны с простотой представления знаний и организации логического вывода. К недостаткам таких систем можно отнести следующее:

· отличие от структур знаний, свойственных человеку;

· неясность взаимных отношений правил;

· сложность оценки целостного образа знаний;

· низкая эффективность обработки знаний.

При разработке небольших систем (десятки правил) проявляются в основном положительные стороны продукционных моделей знаний, однако при увеличении объёма знаний более заметными становятся слабые стороны.

1.3. ЛОГИЧЕСКИЙ ВЫВОД В ЛОГИКЕ ПЕРВОГО ПОРЯДКА

Экспертные системы ориентированы на решение широкого круга задач в неформализованных областях, решение задачи распознавания образов в таких областях предполагает составление описаний объектов и правил, определяю­щих по этим описаниям принадлежность объектов к тем или иным классам. Процедуры применения таких правил к каким-либо объектам в экспертных системах подчиняются различным стратегиям. Наиболее часто применяются стратегии прямого или обратного вывода. Используются также комбинированные стратегии, стратегии на основе так называемой доски объявлений.

Определенные выражения в логике первого порядка весьма напоминают определенные выражения в пропозициональной логике: они представляют собой дизъюнкции литералов, среди которых положительным является один и только один. Определенное выражение либо является атомарным, либо представляет собой импликацию, антецедентом (предпосылкой) которой служит конъюнкция положительных литералов, а консеквентом (следствием) единственный положительный литерал. Ниже приведены примеры определенных выражений в логике первого порядка. King(x) Greedy(x) Evil(x) King(John).Greedy(y)

В отличие от пропозициональных литералов, литералы первого порядка могут включать переменные, и в таком случае предполагается, что на эти переменные распространяется квантор всеобщности. (Как правило, при написании определенных выражений кванторы всеобщности исключаются.) Определенные выражения представляют собой подходящую нормальную форму для использования в обобщенном правиле отделения.

Не все базы знаний могут быть преобразованы в множество определенных выражений из-за того ограничения, что положительный литерал в них должен быть единственным, но для многих баз знаний такая возможность существует.

Логика первого порядка (исчисление предикатов) — формальное исчисление, допускающее высказывания относительно переменных, фиксированных функций, и предикатов. Расширяет логику высказываний. В свою очередь является частным случаем логики высшего порядка.

Язык логики первого порядка строится на основе сигнатуры, состоящей из множества функциональных символов F и множества предикатных символов P. С каждым функциональным и предикатным символом связана арность, то есть число возможных аргументов. Допускаются как функциональные так и предикатные символы арности 0. Первые иногда выделяют в отдельное множество констант. Кроме того используются следующие дополнительные символы

· Символы переменных (обычно x,y,z,x1,y1,z1,x2,y2,z2, и т. д.),

· Пропозициональные связки: ^,,→,

· Кванторы: всеобщности и существования,

· Служебные символы: скобки и запятая.

Перечисленные символы вместе с символами из P и F и образуют алфавит логики первого порядка. Более сложные конструкции определяются индуктивно:

· Терм есть символ переменной, либо имеет вид f(t1…tn), где f — функциональный символ арности n, а t1…tn — термы.

· Атом имеет вид p(t1…tn), где p — предикатный символ арности n, а t1…tn — термы.

РАЗДЕЛ 2. ПРЕДМЕТНАЯ ОБЛАСТЬ

2.1. ОПИСАНИЕ ПРЕДМЕТНОЙ ОБЛАСТИ

Предметная область данной работы – это подбор интересующего товара по заданным параметрам. Мы не ошибемся, если скажем, что в эпоху инновационных технологий, человеку необходим качественный товар известных брендов, с их полной характеристикой. И как бы человек не гнался за новыми технологиями, без холодильника он никуда не шагнет J.В периоде всей своей вековой истории наш народ сотворил высокохудожественную литературу. Она находится на достойном месте в мировой культуре.

Холоди́льник — устройство, поддерживающее низкую температуру в теплоизолированной камере. Применяется обычно для хранения пищи или предметов, требующих хранения в прохладном месте. В развитых странах бытовой холодильник имеется почти в каждой семье. Работа холодильника основана на использовании холодильной машины, переносящей тепло из рабочей камеры холодильника наружу, где оно рассеивается во внешнюю среду. Существуют также коммерческие холодильники с большей холодопроизводительностью, которые используются на предприятиях общественного питания и в магазинах и промышленные холодильники, объём рабочей камеры которых может достигать десятков и сотен кубометров, они используются, например, на мясокомбинатах, промышленных производствах.

Холодильники могут подразделяться на два вида: среднетемпературные камеры для хранения продуктов и низкотемпературные морозильники.Художественная литература – это разновидность искусства, являющаяся самым мощным средством познания человека, инструментом, который влияет на происходящую действительность. Литература формирует разум человека, его волю и психику, его чувства и человеческий сильный характер, а именно – формирует личность человека.

Морозильник — отдельный прибор или составная часть холодильника, предназначенный для замораживания и хранения продуктов питания. Температура в морозильнике составляет обычно −18 °C. В последнее время наибольшее распространение получили двухкамерные холодильники, включающие в себя оба компонента. Первые двухкамерные холодильники были выпущены фирмой «Дженерал Электрик».

2.2. ПОСТАНОВКА ЗАДАЧИ

Задача состоит в проектировании экспертной системы «Магазин Холодильников». Экспертная система будет реализована на языке программирования CLIPS. В ходе работы необходимо сформировать набор целевых объектов, с которыми будет работать Экспертная система. Для определения той компьютерной программы, которая наиболее будет отвечать запросам пользователя, необходимо наличие данных об объектах, которые потребуются для анализа принадлежности к конкретному целевому объекту. Количество атрибутов будет определять степень точности классификации. Должны присутствовать уникальные характеристики для каждого целевого объекта, которые будут точно классифицировать выбранный объект. Уникальной не обязательно должна быть одна какая-нибудь единственная характеристика – все множество атрибутов используется для достижения цели в строящихся правилах. Все множество идентифицирующих характеристик для выбора литературы составляют рабочую модель базы знаний – которая будет использоваться при построении продукционных правил.

ЭС будет отвечать на вопрос «Какой холодильник нужен пользователю по его запрошенным критериям» и выдавать в результате список из названий подходящей продукции.

3.ПРОЕКТИРОВАНИЕ БАЗЫ ЗНАНИЙ

3.1. Целевые объекты экспертной системы

Холодильники, которые могут удовлетворять запросам пользователя:

HOTPOINT ARISTON HBU 1201.4 NF H O3  

WHIRLPOOL WSG 5588 A+M  

ARDO COF 2110 SAE  

SAMSUNG RL63GAERS  

LG GW-B449ELQW  

SAMSUNG RL48RRCVB  

BEKO CN 136220 DS  

LG GW-B207QLQA  

LIEBHERR CTsl 3306  

SMEG SBS800P9  

NORD 239-7-312

3.2. Данные об объектах

Дата добавления: 2015-09-06