Экспертные системы

Экспертные системы (ЭС) – это компьютерная программа, которая оперирует со знаниями в определенной предметной области с целью выработки рекомендаций или решений проблем. ЭС может либо сама принимать решение и управлять процессом, либо может помогать принимать решение человеку, который управляет процессом.

Отличие экспертной системы от прикладных программ:

1. ЭС моделирует механизм мышления человека, применительно к решению задач в проблемной области.
2. Система помимо выполнения вычислительных операций, формирует определенные соображения и выводы, основываясь на тех знаниях, которыми она располагает.
3. При решении задач основным являются эвристические и приближенные методы, которые в отличие от алгоритмических методов не всегда гарантируют успех.

Экспертные системы содержат знания в определенной предметной области, накопленной в результате практической деятельности человека, и используют их для решения проблем в специфичных для этой области.

Экспертные системы целесообразно использовать:

1. Когда разработка ЭС возможна.
1. Когда в принципе существуют эксперты в данной области.
2. Эксперты должны сходиться в общей оценке предполагаемого решения.
3. Эксперты должны уметь выразить на естественном языке и объяснить используемые методы.
4. Задача требует только рассуждения, а не действий.
5. Задача не должна быть слишком трудной (эксперты в состоянии решить её за несколько часов, а не за несколько дней).
6. Задача должна относиться к достаточно структурированной области.
2. Когда разработка ЭС оправданна.
1. Решение задачи принесет значительный эффект.
2. Использовать человека эксперта невозможно (все время).
3. При передаче информации эксперту происходит значительная потеря времени или информации.
3. Если методы инженерии знаний соответствуют задаче, которая обладает следующими характеристиками:
1. Может быть естественным образом решена по средствам манипуляции с символами, а не с числами.
2. Должна иметь эвристическую природу.
3. Должна быть достаточно сложной, чтобы оправдать затраты.
4. Должна быть достаточно узкой, но практически значимой.

База знаний предназначена для хранения экспертных знаний о предметной области, используемых при решении задач экспертной системой.

База данных предназначена для временного хранения фактов или гипотез, являющихся промежуточными решениями …

Решатель (машина логического вывода или дедуктивная машина) – это механизм рассуждений, оперирующий знаниями и данными с целью получения новых данных из знаний и других данных, имеющихся в базе данных.

Подсистема общения – служит для ведения диалога с пользователем, в ходе которого экспертные системы запрашивают у пользователя необходимые факты для процесса рассуждения, а так же дающие возможность пользователю контролировать и корректировать ход рассуждений экспертной системы.

Подсистема объяснений необходима, чтобы пользователь контролировал ход рассуждений и мог бы учиться у экспертной системы.

Подсистема приобретения знаний – служит для корректировки и пополнения базы знаний. В простейшем случае – это интеллектуальный редактор базы знаний, в более сложных экспертных системах, средство для извлечения знаний из баз данных.