Этапы разработки экспертных систем

В настоящее время сложилась определённая технология разработки ЭС. Этапы:

1. идентификация

2. концептуализация

3. формализация

4. выполнение

5. тестирование

6. опытная эксплуатация

схема какая то…….какая хз – у Вали нету  ®

Идентификация.

В результате идентификация функционально определяется что должна делать ЭС и что необходимо для её создания. На этапе идентификации производится:

1. Неформальное осмысление задачи которое должна решать создаваемая ЭС.

2. Формирование требований к ЭС.

3. Определение ресурсов необходимых для создания ЭС.

Идентификация задачи заключается в составлении неформального описания, в котором указываются:

• Общие характеристики задач

• Подзадачи выделяемые внутри задачи

• Ключевые понятия, их входные и выходные данные

• Предположительный вид решения

Начальное неформальное описание задачи данное экспертом используется инженером познания для уточнения терминов и ключевых понятий. Эксперт корректирует описание задачи, объясняет как решать её и какие рассуждения лежат в её основе.

При создании ЭС основными видами ресурсов являются:

• Источники знаний

• Инженера познаний и программиста

• Инструментальное программное средство

• Вычислительное средство

• Время разработки

• Объём финансирования

Концептуализация

На данном этапе проводятся содержательный анализ предметной области, выявляются используемые понятия и взаимосвязи и определяются методы решаемой задачи. Этот этап завершается созданием модели предметной области включающая концепты и отношения между ними. На этапе концептуализации определяются следующие особенности задачи:

• Типы доступных данных

• Исходные и выводимые данные

• Подзадачи общей задачи

• Используемость стратегии и гипотизы

• Виды взаимосвязи между объектами предметной области

• Процессы используемые в ходе решения

• Состав знаний используемых при решении задачи

• Типы ограничений накладываемых на процессы используемых в ходе решений

• Состав знаний используемых для обоснования решений

Существует 2 подхода к процессу построения предметной области:

1. Атрибутивный подход предполагает наличие полученной от эксперта информации в виде цепочки:

   1. класс- градация классификационной шкалы

   2. объект обучающей выборки

   3. атрибут

   4. значение атрибута

Этот подход развивается в рамках направления получившего название машинное обучение. Атрибутивный подход требует полной инфы о предметной области, а так же дополнительной обучающей информации о принадлежности конкретных объектов к классам.

2. Структурный подход основан на выделении предметной области, их взаимосвязей и семантических отношений. Структурный подход к построению предметной области предполагает выделении следующих когнитивных элементов знаний:

   1. Понятие

   2. Взаимосвязи

   3. Метапонятие

   4. Семантические отношения

Выделяемые понятия в предметной области, кот должны облад след свойсвами:

• минимальность – система не дБ избыточной,

• полнотой

• достоверность

Существует ряд методов выявлений иерархических систем понятий и метапонятий позволяющих адекватно отобразить предметную область:

1. Метод локального представления

2. метод формирования перечня понятий

3. ролевой метод

4. метод состояния списка элементарных действий

5. метод состояния оглавления учебника

6. текстологический метод

7. Метод свободных ассоциаций для определения смыслового расстояния между понятиями

8. Метод сортировки карточек

9. метод обнаружения регулярностей

10. метод семантического дифференциала

Последним этапом построения модели предполагается обп. при концептуальном анализе является установление сематических отношений между выделенными понятиями и метапонятиями. Установить сематические отношения – определить специфику взаимосвязи полученную в результате применения тех или иных лит-в, для этого необходимо каждую зафиксированную взаимосвязь осмыслить и зафиксировать. Существует около 200 базовых отношений. Для установления семантичных отношений используется прямой и косвенный метод,

- прямой – основан на непосредственном осмыслении каждой взаимосвязи.

- косвенный – не обязательно иметь взаимосвязи, а достаточно лишь наличие системы понятий. Формирование некоторых критерий, для которого из системы понятий выбирается определенная сов-ть концептов.

Формализация – необходима для преобразования деклатичных и процедурных знаний о предметной области, получают на этапе концептуализации в форме удобной конечной обработки. На данном этапе выбирается или разряжается форменный язык, обеспечивающий пред-ие знаний и манипулирование ими, осуществляется формирование знаний, т.е. они преобразуются в форму удобной для конечной обработки.

Выполнение - (разработки прототипа) – цель этого этапа – создание 1 или нескольких прототипов ЭС. На данном этапе по различным тестированиям создается конечный прототип, предназначенный для промышленного использования. Разработка прототипа состоит в программировании его компонентов и наполнение БЗ. Главное в создании прототипа заключается в том чтобы этот прототип обеспечил проверку адекватности методов и способствовал представлению знаний решаемой задачи. Создание 1 прототипа должно подтверждать, что выбранные способы представления пригодны для успешного решения задач, а такие будут эффективны по мере увеличения знаний. Для разработки одного прототипа круг предложенных для решения задач расширяется, собирая пожелания и замечания, которые будут разрешены в следующих версиях. Осуществлять развитие 1 прототипа путем добавления интерфейса средств исследования БЗ и цепочек выводов, средств для сбора замечаний пользователей и средств хранения в библиотеке задач. Процесс разработки 2 прототипа – итеративный, он может продолжаться от нескольких месяцев до нескольких лет. При разработки 2 прототипа решаются задачи:

• Анализ функционирования системы в решении более широкого круга задач

• Принятие мер для обеспечения таких возможностей

• Анализ мнений о функционировании ЭС

• Разработка методов ввода – вывода

Прототип тех-ии создания ЭС означает, что простейший прототип будущей системы реализуется с помощью любого поручения экспертного средства еще на этапах концептуализации, в дальнейшем этот прототип детализируется, концептуальная модель уточняется, реализация выполнения в среде окончательной выборки инструментального средства.

Тестирование – производится оценка выбранного способа представления знаний в ЭС с целом для этого.

Этап опыт. эксплуатация – на этом этапе проверяется пригодность системы для конечного пользователя. При-ть определения удобства работы с ней и ее жизнеспособность. Под полезностью понимается ее способность в ходе диалога определить потребности пользователя, выявить и установить причины неудач в работе. Удобство работы с ЭС подразумевает естественность взаимодействия с ней, гибкость ЭС, а также учитывать квалификацию пользователей и установить системы к ошибкам.

Этапы выполняются не в линейном порядке, постоянно осуществляется модификация разработанной ЭС. Виды модификаций системы:

• Переформулирование понятий требований

• Переконструирования представления

• Усовершенствование прототипа

Усовершенствование осуществляется в процессе циклического прохождения через этапы выполнения и тестирования, с целью отладки правильности вывода. Цикл повторяется до тех пор пока система не будет вести себя определенным образом. Изменения зависят от выбора способа представления знаний и класса задач ЭС.

Переконструирование – если в процессе усовершенствования желаемого поведения не достигается, то необходимо осуществить более значительную модификацию системы и БЗ. Возврат от этапа тестирования на этап формализации приводят к пересмотру выбранного ранее способа представления знаний.

Переформирование – если возникающие проблемы еще более серьезно, то после неудачи на этапе тестирования может потребоваться возврат на этап концептуализации и … у Вали не написано 