Экспертные системы и логическое программирование

      Эволюция  средств разработки ЭС может быть разбита на четыре этапа. Для этой эволюции характерны две тенденции: увеличение степени охвата этапов жизненного цикла ЭС; движение от использования дискретных средств ко все более интегрированным целостным системам.

      Существуют  различные средства поддержки разработки программ. Трансляторы языков программирования и отладчики для контроля за состоянием программ во время выполнения были в числе первых таких средств. Отладчики наряду с экранными редакторами и в настоящее время остаются наиболее часто используемыми средствами. К другим популярным средствам относятся программы 'красивой' печати, поддержка управления конфигурацией, программа перекрестных программных ссылок и трассировщик выполнения.

      Перечисленные средства являются дискретными и  независимыми. Программист мог работать только с одним средством. Например, во время отладки надо было воспользоваться отладчиком для определения ошибки, затем окончить отладку, чтобы вызвать редактор для исправления ошибки. После этого надо было компилировать программу и вызывать отладчик для дальнейшей отладки (цикл редактирования - компилирования - прогона). Программист вынужден был вводить дополнительные команды и терять время на запуск и окончание работы системных средств. Прерывание процесса отладки на редактирование, повторную компиляцию и повторный запуск программы серьезно затруднял процесс обдумывания задачи программистом.

        При разработке ЭС необходимо  начинать работу с создания  “бумажной” её модели. Эта модель  формируется в процессе общения  с экспертом. При этом выделяются  основные понятия, которыми оперирует  эксперт, формируется тезаурус системы. После этого на нескольких несложных примерах подробно анализируется метод, которым эксперт решает такого рода задачи. Таким образом разрабатывается алгоритм задачи.

     В базе знаний в некотором закодированном виде хранятся формализованные знания эксперта. На современном этапе развития ЭС используется несколько форм представления знаний. Выделим из них четыре основные:

     1.“Тройка”  объект- атрибут- значение, например: дом- цвет- зелёный; пациент- температура-  высокая. Эта форма представления знаний определяет “объект”, обладающий некоторыми атрибутами (свойствами), которые могут принимать значения из известного набора.

     2.Правила  продукций в виде: Если пациент  болен гриппом И стадия заболевания  начальная, ТО температура высокая  с вероятностью = 0.95 И головная боль есть с вероятностью = 0.8.

      Правило продукции состоит из двух частей: посылки (ЕСЛИ) и заключения (ТО), каждая из которых состоит из конъюнкции утверждений более низкого уровня детализации.

     3.Фрейм.  Представляет собой именованную таблицу с некоторым количеством слотов- ячеек, имевших свои имена и получающих в процессе работы машины вывода некоторые значения. В качестве значений могут присутствовать константы, ссылки на фреймы более высокого или более низкого уровня, а также некоторые вычислительные процедуры.

     4.Семантическая  сеть. Это ориентированный граф, вершины которого соответствуют  объектам (событиям), а дуги описывают  отношения между вершинами. 

     Первая  из указанных форм представления  знаний (“тройка”) является наиболее ранней формой, своего рода переходной, от представления данных к представлению знаний. Наилучшая область применения “тройки”- диагностические ЭС в предметной области с большим количеством легкокластеризуемых объектов, в каждом классе которых имеется большое количество общих атрибутов. Примером такой области может служить диагностика сложных технических систем.

     В заключение отметим некоторые особенности  этапов жизненного цикла экспертных систем.

      Тестирование  экспертных систем отличается от тестирования обычных систем.

     Во-первых, экспертные системы часто обладают недетерминированным поведением, потому что стратегия разрешения конфликтов может зависеть от параметров времени  выполнения. Это делает поведение  невоспроизводимым, и, следовательно, более трудным для отладки.

      Во-вторых, для правил в отличие от процедур в традиционном программном обеспечении  нет никаких точных отношений  ввода-вывода. это затрудняет применение для тестирования анализа ввода-вывода.

     В-третьих, число способов, которыми могут быть активизированы правила, слишком велико, чтобы пользоваться средствами покрытия ветвей и путей.

     Макетирование является единственным эффективным  способом тестирования экспертной системы.

     Сопровождение и модификация - важная часть разработки экспертных систем. Правила базы знаний эволюционируют с накоплением опыта их применения, и, следовательно, модифицируются чаще, чем алгоритмы. Правила могут также зависеть от времени, поэтому их достоверность может также изменяться со временем.

     Список  используемых источников 

1. http://5ballov.qip.ru/referats
2. http://erudition.ru/referat
3. http://twirpx.com
4. http://referat.tver.ru