Интеллектуальные диалоговые системы / 87-98 лицо

	Средством вывода комплекса АТ-технология является АТ-решатель – машина вывода, входящая в состав программных средств комплекса и функционирующая на основе ЯПЗ объектно-продукционного типа. Она обеспечивает след. возможности: поддержку прямой и обратной стратегии вывода; разрешение конфликтов, основанное на нескольких критериях полезности правил; обработка факторов уверенности и неточных числовых значений.АТ-решатель можно представить в виде I=<V,S,K,W> где V – процесс выбора подмножества активных продукций P и активных данных R, которые будут использованы в очередном цикле работы интерпретатора S – процесс сопоставления, определяющий множество означиваний, т.е. пар вида правило-данные K – процесс разрешения конфликтов, определяющий, какое из означиваний будет выполняться W – процесс, осуществляющий выполнение выбранного означенного правила. Прямой вывод: по известным фактам отыскивается заключение, которое из них следует, заносится в РП. Обратный вывод: выдвигается гипотеза (цель) о конечном суждении, а затем в РП ищутся факты, которые могут подтвердить или опровергнуть эту гипотезу. Основные этапы работы: 1.Формирование начальной выборки правил.Расчет приоритетов: чем меньше неозначенных атрибутов в посылке и больше их в действии, и больше значение факторов уверенности следствия правила – тем выше приоритет. 2.Сопоставление.Правила начальной выборки сопоставляются с набором атрибутов в рабочей памяти в порядке установленного приоритета.Делается попытка рекурсивно означить неозначенные атрибуты посылки правил в другом цикле работы решателя, рассматривая эти атрибуты как целевые для нового цикла. 3.Разрешение конфликтов.Результатом сопоставления является конфликтный набор означенных правил. Из них выбираются имеющие наибольший приоритет, полученный в п.1. 4.Модификация рабочей памяти. Взаимодействие АТ-решателя с другими компонентами ИЭС выполняется с помощью механизма процедур-демонов, т.е. процедур, запускающихся при выполнении некоторых условий. Они активизируются, когда решатель означивает атрибуты, или когда требуется получить значения атрибутов из внешних источников.Для взаимодействия с компонентами, процедуры разрабатываются с использованием механизма передачи сообщений на языке XML. 87
База знаний G2 может состоять из 1 или неск. компонентов, называемых модулями. Под модулем БЗ понимается элемент физической декомпозиции БЗ на компоненты. Каждый модуль может разрабатываться независимо от других. Файлы модульной БЗ имеют расширение .kb Для корректного исполнения модуля может возникнуть потребность, чтобы в память процесса G2 были загружены другие модули. Для того чтобы при загрузке модуля автоматически загружались другие – их имена указываются в атрибуте directly required modules системной таблицы этого модуля. Таким образом образуется иерархия модулей, просмотреть которую можно командой inspect главного меню. В общем случае, один модуль может присутствовать в иерархии неск.раз (если он требуется для нескольких других модулей). Для логического группирования компонентов БЗ используется понятие рабочего пространства (workspace).РП – контейнер, на котором могут быть размещены все прочие элементы БЗ. Идентификация РП производится по его имени.Существует возможность для любого постоянного объекта в БЗ создать его подпространство, таким образом появляется понятие иерархи подпространств; просмотреть ее – тоже inspect. Подпространство может быть найдено путем идентификации его родительского объекта. Класс – основа представления знаний в G2. Все объекты БЗ являются экземплярами того или иного класса, включая рабочие пространства. Есть 2 множества классов: системные и пользовательские. Системные – реализуют такие объекты, как РП, кнопки, сообщения, иконки и.т.п. Пользовательские – могут создаваться как с нуля, так и путем наследования от базовых классов. Базовые классы: OBJECT, MESSAGE, CONNECTION обычно являются корневыми в иерархии пользовательских классов. Иерархию классов можно просмотреть с использованием команды Inspect – show class ierarchy. 89	Приобретение знаний – процесс получения зн от эксперта или др. источников и передача их в СОЗ. Проблемами получения, структурирования и представления знаний занимается наука инженерия знаний. 3 стратегии получения знаний: Если при разработке СОЗ процесс получения знаний осуществл. путем прямого контакта инженера по знаниям с любым источником знаний (эксперт, тексты или другие источники) без использования спец. средств программной поддержки, то говорят об извлечении знаний. Если процесс осуществляется автоматиз. путем с использ. спец.инструментов, то приобретение знаний. Если … путем анализа данных и выявления скрытых закономерностей в них, с использ. спец. математического аппарата и ИС, то формирование. Выделяют 3 аспекта извлечения знаний: 1.Психологический, в рамках которого рассм. слоя психологических проблем: контактный, процедурный, когнитивный. 2.Лингвистический: понятийная структура, словарь пользователя. 3.Гносеологический, в рамках которого рассматривают отдельные закономерности процессов отражения действительности в сознании человека (описание и отражение фактов, установление связей, построение модели). Схема передачи знаний в СОЗ: [область экспертизы][модель мира эксперта] [модель мира инженера по знаниям(этап извлечения знаний)] [поле знаний(этап сруктурирования)] [модель знаний в СОЗ(этап формализации)] Поле знаний – некоторое материальное представление извлеченных из эксперта знаний в полуформализованном виде. Классификация методов извлечения знаний: 1.извлечение зн. 1.1.коммуникативные методы; 1.2.текстологические методы (инкрементальный (пошаговый) анализ текста; броузинг (просмотр) текста по сигнализирующим лексемам и синтаксич конструкциям). 1.1.1.прямые; 1.1.2.косвенные (многомерное шкалирование; иерархическая кластеризация; построение взвешенных ситуаций; ранжирование деревьев выбора; анализ репертуарных решеток). 1.1.1.1.пассивные (наблюдения: за реальным процессом, за имитацией; анализ протоколов «мыслей вслух»; лекции); 1.1.1.2.активные. 1.1.1.2.1.групповые (круглый стол; «мозговой штурм»; экспертные игры (ролевые игры в группе); 1.1.1.2.2.индивидуальные (анкетирование; интервью; свободный диалог; игры с экспертом). 91
Классификация ИС: Прикл. ИиСист: 1. Статические: 1) ИДС (акцент на ср-ва общения); 2) СОЗ(ЭС) (акц. на ср-ва вывода); 3) расчетно-логич. сист (на ср-ва планирования). 2. Динамические (функционируют в реальном времени): 1) ИЭС реального вр.; 2) распр. ИС различн. назнач.; 3) ИС поддержки принятия решений; 4) многоагентные сист. Классификация СОЗ: 1. по ст. реализации: 1.1. прототипы: 1.1.1. Демонстр. (50-100 правил, 3 мес) 1.1.2. Исследоват. (200-500., 1-2 года) 1.1.3. Действующий (500-1000, 2-3) 1.2. Промышл. сист. (500-1500, 2-4) 1.3. Коммерч. сист. (1000-3000, 3-5). 2.по степени сложности: 2.1. Поверхностные («условие>действие») 2.2. Глубинные (более сложные модели предст. зн.) 3. по степени интеграции: 3.1. Традиционные (автономные) 3.2. Интегрированные 4. по сложности и типу ЭВМ: 4.1. простые (поверхностные СОЗ, традиционные СОЗ, выполняются на ПЭВМ, коммерч. стоимость 100-25к$, стоимость разраб. 50к-300к$, время разраб. 3-12 мес, кол-во правил 200-1000) 4.2. сложные(глубинные СОЗ, интегрированные СОЗ, вып. на символьных ЭВМ, рабочих станциях, мощных универс. ЭВМ, стоимость разраб. 5-10 млн $, время разраб. 1-5 лет, кол-во правил 200-1000). Структура статической СОЗ :решатель + рабочая память + БЗ + компонент приобретения знаний + объяснительный компонент + диалоговый компонент (ср-ва общения). В статических СОЗ не учитываются изменения окружающего мира, происходящие во время решения задачи. Входные данные не изменяются во время работы СОЗ, а значения других данных изменяются только самой с-мой. Однако, существует большой класс приложений, в которых требуется учитывать динамику, тогда в архитектуру динамической СОЗ вводят еще подсистему моделирования внешнего мира (окружения) + подсистему связи с внешним окружением. которая осуществляет связь через с-му датчиков и контроллеров. Определенным изменениям подвергаются и традиц. компоненты БЗ, такие как БЗ и решатель, чтобы отразить временную логику происходящих в реальном мире событий. 93	Если при разработке СОЗ процесс получения знаний осуществляется автоматизированным путем с использованием спец.инструментов, то говорят о приобретении знаний (если без них, прямым контактом с экспертом – выявление).Приобретение знаний предполагает выполнение задач: 1) определение необходимости модификации (расширения) СОЗ 2 СОЗ(ЭС) ) извлечение новых знаний в случае необходимости такой модификации 3 Эксперт ) преобразование новых знаний в форму "понятную" СОЗ (ЭС) 4 БЗ ) модификация знаний СОЗ и переход к п. 1) В Решатель Инж.по знаниям модели приобр.знаний с помощью инжен.по знаниям задачи 1 и 2 инж. и эксп. решают совместно, зад.3 – только инж., решение задачи 4 автоматизировано. В модели .. с помощью интеллектуального редактора <та же, но только эксперт и +[инт.редактор] [метазнания(знания о структуре знаний)]> эксперт решает задачи 1,2 а 3,4 – автоматизированным способом.В модели с помощью индуктивной программы <мод.1, вместо эксп.-«данные», +[инд.программа]> уже СОЗ приобретает знания по аналогии с человеком-экспертом.Индуктивная программа анализирует данные, содержащиеся в ПрО и автоматически формирует отношения и правила, описывающие эту область. Выделяют 3 типа экспертов: мыслитель (ориентирован на интеллект.работу, учебу, теоретич. обобщения); собеседник (общительный,готовый к сотрудничеству) и практик (предпочитает активные действия, реализует замыслы других, результативен). Для выявления идеальной пары инженер по знаниям + эксперт, используются псих.тесты. Критерии идеального эксперта: 1.Четко осознает границы своих познаний. 2.Может ответить на поставленный в этих границах вопрос. 3.Обычно не ошибается. 4.Его оценка некоторого параметра заслуживает доверия. 5.Обладает некоторой моделью ПрО, поэтому его ответы согласованы. 6.Чем подробнее ему задают вопросы – тем больше выдает информации. 8.Искренен в ответах. 9.Беспристрастен. 10. Его ответ не зависит от формы и последовательности задаваемых вопросов. 11. Рационален и последователен в своих предпочтениях, поэтому принимаемые им решения разумны и поддаются автоматизации. 95
Обзор ЯПЗ комплекса АТ-технология <файл .kbs> Внутреннее представление знаний в РП основывается на сращивании продукционной модели и объектно-ориент.подхода. Сущности ПрО отображаются в иерархию классов, а закономерности – в инкапсулированные правила. Для описания знаний с неопределенностью введены 2 коэфф.: уверенность и возможность, приписываемые утверждениям, входящим в посылки и следствия правил, отображающих закономерности в ПрО; интервал [0..100] Аналогично обрабатывается неточность, только 0 – абсолютно точное число. база_знаний= {определение типа} {определение_объекта} {опр.связи} {правило} {словарь_ лингвистичес-ких_ переменных} <здесь символы ; означают перенос строки, в ЯПЗ их нет! для краткости просто> ЯПЗ позволяет определять 3 типа- числовой, символьный, нечеткий.Например: ТИП тип1; ЧИСЛО; ОТ 0 ДО 1024;КОММЕНТАРИЙ кол-во компьютеров. Объекты описывают сущности ПрО.Атрибуты об. – х-ки сущностей, связи – отношения между объектами. определение_объекта = ‘ОБЪЕКТ’ имя_объекта; ‘АТРИБУТЫ’ список_атрибутов . определение_атрибута = ‘АТРИБУТ’ имя_атрибута; ‘ТИП’ имя_типа. Унарные и бинарные отношения между объектами описываются связями 2 видов – по данным и по управлению. Пример: определение_связи = ‘ИМЯ_СВЯЗИ’ имя_связи; (‘ДАННЫЕ’| ’УПРАВЛЕНИЕ’);’ИСТОЧНИК’ имя_источника; ‘ПРИЕМНИК’ имя_приемника. Описание правил. Синтаксис: ‘ПРАВИЛО’ имя_правила; ‘ЕСЛИ’ логическое_выражение; ‘ТО’ {действие}; {‘ИНАЧЕ’{действие}} . Логическое выражение описывается в инфиксной (оператор между операндами) форме, с помощью операторов &, |, ~ и скобок, и состоит из утверждений об атрибутах и отношениях между объектами. Словарь лингвистических переменных – не является обязательной секцией БЗ. Синтаксис задания: словарь_лингвистических_переменных = ‘СЛОВАРЬ’; число_статей; {определение лингв.переменн} Например, СЛОВАРЬ; “Скорость”; 3; “Малая”; “Средняя”; “Большая” 97