УФИМСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НЕФТЯНОЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ Архитектурно-строительный институт Инженерия

УФИМСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НЕФТЯНОЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ Архитектурно-строительный институт Инженерия знаний. Виды знаний. База знаний. Экспертная система. Классификация экспертных систем. Средства для разработки экспертных систем. Оболочки экспертных систем.

Инженерия знаний представляет собой совокупность моделей, методов и технических приемов, нацеленных на создание систем, которые предназначены для решения проблем с использованием знаний. Фактически инженерия знаний – это теория, методология и технология, которые охватывают методы добычи, анализа, представления и обработки знаний экспертов. УГНТУ АСИ

Представление знаний, их обработка и использование, рассматриваемые применительно к конкретной прикладной области, являются предметом инженерии знаний. На высоком уровне, процесс инженерии знаний состоит из двух: 1. Извлечение знаний – преобразование «сырых знаний» в организованные. 2. Внедрение знаний – преобразование организованных знаний в реализованные. С областью инженерии знаний тесно связано понятие искусственного интеллекта (ИИ). Сущностью искусственного интеллекта (ИИ) можно считать научный анализ и автоматизацию интеллектуальных функций человека. Однако для большинства проблем общая реальность – трудность их машинного воплощения. Исследования по ИИ позволили утвердиться во мнении, что подлинно необходимым для решения проблем являются знания экспертов, т. е. если создать систему, способную запоминать и использовать знания экспертов, то она найдет применение в практической деятельности. УГНТУ АСИ

Виды знаний • • • а) внеличностные знания, известные всем специалистам в данной предметной (проблемной) (ППО) области (статьи, книги, журналы, инструкции, архивные документы, и др); б) личностные (экспертные) знания, которые являются личным достоянием специалистов (экспертов) в данной ППО и отражают их индивидуальный профессиональный опыт; в) поверхностные знания описывают совокупности причинно-следственных отношений между отдельными понятиями ППО; г) глубинные знания, отображающие детальную структуру и глубинную природу процессов, протекающих в ППО (например, знания физиологов и врачей о причинах и видах болезней и методах лечения); д) процедурные знания, "растворенные" в алгоритмах и программных средствах решения задач, при изменении которых надо изменять программы; е) декларативные знания, записанные на языке представления знаний, приближенном к естественному языку и понятном пользователям, которые не УГНТУ являются специалистами в данной ППО. АСИ

База знаний представляет собой хранилище знаний о свойствах и закономерностях исследуемой предметной области, полученных от опытных специалистов, из публикаций, документов и других источников информации. Для базы знаний характерны сравнительно небольшой объем и большая удельная стоимость информации. Следует отметить, что в составе современной СИИ могут быть как базы знаний, так и базы данных. УГНТУ АСИ

База знаний • Система, основанная на знаниях - система искусственного интеллекта, в которой предметные знания представлены в явном виде и отделены от прочих знаний системы • Искусственный интеллект - способность прикладного процесса обнаруживать свойства, ассоциируемые с разумным поведением человека. • Искусственный интеллект - раздел информатики, занимающийся вопросами имитации мышления человека с помощью компьютера.

Знания — это хорошо структурированные данные, или данные о данных, или метаданные. Знания делятся на четыре вида: понятийные, конструктивные, процедурные. • Понятийные или концептуальные знания - это набор понятий из некоторой области знания, их свойства и взаимосвязи. • • • Конструктивные знания — знания о структуре объектов, о взаимодействии их • Фактуальные или фактографические знания - это количественные и качественные характеристики конкретных объектов. частей. Процедурные или алгоритмические знания - это уже известные людям методы решения задач, алгоритмы, программы.

Экспертная система - это программное средство, использующее экспертные знания для обеспечения высокоэффективного решения неформализованных задач в узкой предметной области. Основу ЭС составляет база знаний (БЗ) о предметной области, которая накапливается в процессе построения и эксплуатации ЭС. Накопление и организация знаний - важнейшее свойство всех ЭС. УГНТУ АСИ

УГНТУ АСИ

К числу основных участников следует отнести саму экспертную систему, экспертов, инженеров знаний, средства построения ЭС: УГНТУ АСИ

Средства для разработки экспертных систем. • • - CLIPS — весьма популярная оболочка для построения экспертных систем (public domain) • - Wolfram. Alpha — база знаний и набор вычислительных алгоритмов, интеллектуальный «вычислительный движок знаний» • - MYCIN — наиболее известная диагностическая система, которая предназначена для диагностики и наблюдения за состоянием больного при менингите и бактериальных инфекциях. • - HASP/SIAP — интерпретирующая система, которая определяет местоположение и типы судов в Тихом океане по данным акустических систем слежения. • - Акинатор — интернет-игра. Игрок должен загадать любого персонажа, а Акинатор должен его отгадать, задавая вопросы. База знаний автоматически пополняется, поэтому программа может отгадать практически любого известного персонажа. • - IBM Watson — суперкомпьютер фирмы IBM, способный понимать вопросы, сформулированные на естественном языке, и находить на них ответы в базе данных. - Open. Cyc — мощная динамическая экспертная система с глобальной онтологической моделью и поддержкой независимых контекстов. УГНТУ АСИ

Оболочки экспертных систем Класс программ, которые называются оболочкой экспертной системы, создавался с целью позволить непрограммистам воспользоваться результатами работы программистов, решавших аналогичные проблемы. При применении этого типа инструментария разработчик ЭС полностью освобождается от работ по созданию программ и занимается лишь наполнением базы знаний. УГНТУ АСИ

В оболочках экспертных систем существует также проблема с реализацией механизма обработки неопределенности. Некоторые оболочки уже включают в себя определенный формальный механизм работы с неопределенностью, например основанный на использовании коэффициентов уверенности. Однако большинство, если не все использованные в оболочках экспертных систем механизмы такого рода, не согласуются с выводами теории вероятностей и обладают свойствами, которые с трудом поддаются анализу. Конечно, конкретному методу обработки неопределенности при решении конкретной задачи в данной предметной области можно дать прагматическое обоснование, как поступил, например, Шортлифф по отношению к схеме обработки коэффициентов уверенности в системе MYCIN. Но вряд ли оправданно распространять этот аппарат на другие области применения, встроив его в оболочку. По сравнению с первыми разработками современные оболочки экспертных систем более гибкие, по крайней мере, в том, что без особого труда могут быть интегрированы в большинство операционных сред, доступных на рынке программного обеспечения, и оснащены достаточно развитыми средствами пользовательского интерфейса. УГНТУ АСИ

Спасибо за внимание! УГНТУ АСИ