Основы современных компьютерных технологий
Направления работ и инструментарий ИИ
В настоящее время исследования в области ИИ имеют следующую прикладную ориентацию:
Наибольшие практические результаты достигнуты в создании ЭС, которые получили уже широкое распространение и используются при решении практических задач.
Экспертная система представляет собой программный комплекс, содержащий знания специалистов из определенной предметной области, обеспечивающий консультациями менее квалифицированных пользователей для принятия экспертных решений. Основное отличие ЭС от обычных программ, также способных поддерживать экспертные решения, заключается в отделении декларативных знаний от манипулирующего знаниями процедурного компонента.
Структура экспертной системы зависит от ее назначения и решаемых задач. В состав современных экспертных систем (рис. 23.3) входят следующие основные компоненты: база знаний, решатель, редактор базы знаний, подсистема объяснений и интерфейс пользователя.
Определение и взаимодействие компонентов ЭС может быть описано следующим образом.
База знаний представляет собой совокупность знаний о предметной области, организованных в соответствии с принятой моделью представления знаний.
300
Рис. 23.3. Структура экспертной системы
Решатель, или подсистема логического вывода, представляет собой программу, обеспечивающую автоматический вывод решения формулируемых пользователем или экспертом задач на основе знаний, хранящихся в базе.
База знаний и решатель вместе составляют основную часть - ядро ЭС. В ряде источников к ядру ЭС относят только базу знаний.
Инженер по знаниям - специалист по искуственному интеллекту, помогающий эксперту вводить знания в базу знаний.
Эксперт - специалист в предметной области, способный принимать экспертные решения и формулирующий знания о предметной области для ввода их в базу знаний.
Редактор базы знаний - это программа, предназначенная для ввода в базу знаний новых знаний о предметной области для представления их в базе знаний.
Пользователь ЭС является специалистом в данной предметной области, квалификация которого уступает квалификации эксперта.
Интерфейс пользователя есть комплекс программ, обеспечивающих удобный диалог с ЭС при вводе запросов на решение экспертных задач и получении результатов.
Подсистема объяснений представляет собой программу, которая позволяет пользователю выполнить трассировку логического вывода и получить мотивировку умозаключений на каждом этапе цепочки вывода.
Конкретная экспертная система создается в результате совместной работы инженера по знаниям и эксперта. Взаимодействие пользователя с ЭС осуществляется через
301
интерфейс пользователя на близком к естественному или профессиональному языку предметной области непроцедурном языке. При этом производится трансляция предложений на язык представления знаний (ЯПЗ) экспертной системы. Описание запроса на ЯПЗ поступает в решатель, в котором на основе знаний из базы выводится решение поставленного запроса в соответствии с некоторой стратегией выбора правил. С помощью подсистемы объяснений производится отображение промежуточных и окончательных выводов, объяснение применяемой мотивировки.
Интеллектуальный пакет прикладных программ (ИППП) можно определить как интегрированную систему, позволяющую пользователю решать задачи без программирования - путем описания задачи и исходных данных. Программирование осуществляется автоматически программой планировщиком из набора готовых программных модулей, относящихся к конкретной предметной области. В числе примеров ИППП можно назвать систему ПРИЗ, в которой пользователь формирует свою задачу на непроцедурном языке УТОПИСТ. Еще одним примером ИППП является система СПОРА, в которой формирование задачи пользователь выполняет на непроцедурном языке ДЕКАРТ.
К числу ИППП относятся решатели вычислительных задач. Ниже мы рассмотрим решатель вычислительных задач ТК Solver, с помощью которого можно описывать и решать задачи вычислительного характера без программирования.
