Тема 20. Використання експертних систем
У ГАЛУЗІ ПРАВА
ПЛАН
1. Експертні системи як особливий вид автоматизованих систем.
2. Особливості побудови та галузі застосування експертних систем та систем підтримки прийняття рішень.
3. Проблеми і практика використання експертних систем у галузі права.
ЛІТЕРАТУРА
1. Интеллектуализация ЭВМ / Под ред. Ю.М.Смирнова. - М.: "Высш. шк.", 1989.
2. Компьютерные технологии в юридической деятельности. Учеб. и практич. пособ. / Под ред. Н.Полевого и В.Крылова, М.: БЭК, 1994.
3. Осуга С. Обработка знаний. Перевод с японского В.И.Этова, М., "Мир", 1989.
4. Системы управления базами данных и знаний / Под ред. А.Н.Наумова, М., "Финансы и статистика", 1991.
5. Хахановський В.Г. Автоматизовані системи збирання і обробки інформації для прийняття рішень в процесі розслідування // Використання досягнень науки і техніки у боротьбі зі злочинністю: Матер. Наук.- практ. конф. – Харків: Право, 1998.
6. Экспертные системы. Принцип работы и примеры / Под ред. Р.Форсайта, пер. с англ. - М.: "Радио и связь", 1987.
1. Експертні системи як особливий вид автоматизованих систем.
Експертні системи (ЕС) – це одне з найбільш суттєвих практичних досягнень у галузі штучного інтелекту.
Хоча звичайно експертні системи спрямовані на використання у досить обмежених предметних галузях, у випадку застосування їх для вирішення реальних завдань досягнуті значні результати. Вони обумовили велике зацікавлення експертними системами не тільки спеціалістів-теоретиків, але й практичних працівників у найрізноманітніших галузях людської діяльності.
У свою чергу, ЕС поклали початок розвитку сукупності методів "інженерії знань", тобто технічних прийомів використання знань, які складають новий підхід до створення високоефективних програмних систем.
Необхідно зауважити, що у галузі систем баз знань і штучного інтелекту термінологія поки що досить невизначена. Тому багато термінів пояснюються різнобічно. На вибір та пояснення термінів впливають традиції і смаки спеціалістів із суміжних галузей (системне програмування, математична логіка, бази даних та ін.).
З курсу “Основи інформатики та обчислювальної техніки Вам вже відомі такі поняття, як:
База даних (БД) - іменована сукупність даних, які відтворюють стан та співвідношення об’єктів предметної галузі, що розглядається.
Система управління базами даних (СУБД) - сукупність мовних та програмних засобів, призначених для створення, ведення і спільного використання БД багатьма користувачами.
Інформаційна система (ІС) - система, що забезпечує автоматизований збір, обробку та маніпулювання даними і містить у собі технічні засоби обробки даних, програмне забезпечення та відповідний персонал.
Для розгляду цієї теми нам знадобляться такі поняття, як:
База знань (БЗ) - сукупність предметного знання і понятійного знання або сукупність набору даних та евристичних прийомів (емпіричних правил певного професійного середовища).
Тобто, БЗ містить у собі факти (які можуть бути і відсутні у ній), та правила, які є інформацією про методи породження нових фактів та гіпотез з того, що зараз вже відомо.
Система управління базами знань (СУБЗ) - інструментальна система, яка забезпечує створення і використання баз знань, або прикладна система з конкретною прикладною базою знань.
Штучний інтелект (ШІ) - спеціалізований напрямок досліджень, пов’язаний із створенням комп’ютерів, здатних навчатися, аналізувати та розуміти.
Хоча у цьому визначенні поняття штучний інтелект розглядається як суто теоретичне, на практиці воно вже дало суттєві результати (реалізації). Як, наприклад, "зір роботів", програми, що забезпечують комп’ютеру можливість "розуміти" та "розмовляти" на звичайній людській мові, бази знань для забезпечення вирішення якісних проблем та інші.
Існує багато визначень експертних систем, зміст яких можливо сформулювати таким чином:
Експертна система (ЕС) - це обчислювальна система, в якій зібрані знання фахівців про деяку конкретну проблемну галузь і яка, у межах цієї галузі, здатна приймати експертні рішення на рівні експерта-професіонала та, на вимогу користувача, надавати пояснення ходу своїх міркувань зрозумілим для користувача способом.
Звернемо увагу на те, що якщо в експертній системі акумульовані знання експертів-криміналістів, то ми можемо говорити про ЕС експертно-криміналістичного призначення. Не слід плутати поняття експертної системи взагалі та системи для експертно-криміналістичної діяльності.
Головна вимога до обчислювальної системи, що визначає нову інформаційну технологію - перетворення машини у зручного партнера кінцевого користувача при виконанні ним функцій, пов’язаних з його професійною діяльністю. Кінцевим користувачем при цьому вважається не якийсь посередній користувач, а спектр різноманітних користувачів, кожен з яких, у свою чергу, висуває до системи спектр різних вимог.
Таким чином, якщо при традиційному ставленні до використання ЕОМ, процес обробки інформації при вирішенні завдань визначається як виконання програми, то за новою технологією, - як отримання потрібних знань, що й є, у цьому випадку, єдиною метою процесу обробки.
Сформулюємо вимоги до загальної організації процесу обробки інформації за новою технологією:
вирішення будь-якого завдання має розглядатися як подання користувачу потрібного знання, відповідно до деякої специфікації на знання, що міститься у запиті;
інформаційна потреба "споживача" у будь-яких знаннях визначається як відсутність інформації, необхідної для вирішення підзавдання у межах загального завдання у складі людино-машинної системи (ЛМС);
хід вирішення завдання у будь-який проміжок часу оцінюється за станом системи знань обчислювальної системи, процедурна частина якої залишається постійною, а декларативна - постійно змінюється (процедурна частина - програмні знання, декларативна (описова) частина - структури даних, що виконують тільки функцію відображення середовища).
Структура обчислювальної системи, що задовольняє вимогам нової технології вирішення завдання на ЕОМ, складається з трьох комплексів обчислювальних засобів, поєднаних за схемою, зображеною на малюнку 1.
Виконавча система поєднує усю сукупність засобів, які забезпечують виконання сформованої програми. До них належать:
програми обчислення;
програми пошуку інформації у базі знань;
програми логічного виводу;
апаратні засоби, що забезпечують роботу системи.
База знань займає центральне місце по відношенню до інших засобів обчислювальної системи. Через базу знань здійснюється інтеграція засобів обчислювальної системи, які беруть участь у вирішенні завдання.
Знання, що містяться у базі знань, є незалежними від програм, які їх опрацьовують, і утворюють цілісну структуру.
Інтелектуальний інтерфейс являє собою систему програмних та апаратних засобів, що забезпечують користувачу, який не має спеціальної підготовки у галузі обчислювальної техніки, використання ЕОМ при вирішенні ним своїх професійних завдань.
У інтелектуальному інтерфейсі виділяють блок "вирішувач", який являє собою сукупність засобів, що забезпечують у діалозі з користувачем автоматичний синтез програми вирішення підзавдання (завдання), і систему спілкування - сукупність трансляторів, які здійснюють перетворення мови користувача на мову подання знань у базі знань, та зворотну трансляцію.
З вищевикладеного стає очевидним, що відмінна риса обробки знань полягає у корінній зміні людино-машинних відносин і у відповідності до цього - становленню нового стилю вирішення проблем.
Сьогодні, однак, існує досить вагома різниця між надіями, що покладалися на обробку знань, і реальними прикладними системами обробки знань. Про які б функції обробки знань не йшла мова, головними з них поки ще є дедуктивні висновки та база знань, яку вони використовують. Для них характерні дві форми застосування: пошукова та розроблююча.
Пошукова форма є такою формою використання системи обробки знань, при якій знання експертів згуртовані разом і зберігаються у пам’яті комп’ютера, а система забезпечує використання цих знань нефахівцями або особами більш низької кваліфікації, ніж експерт.
Розроблююча форма застосування орієнтована на використання системи обробки знань експертами. Такі системи містять дедуктивні висновки як власний елемент. Вони підтримують породження нових об’єктів і пошук нових знань за допомогою швидкодіючої реалізації циклу побудови моделей, їх аналізу та оцінки. Таку форму застосування можна назвати творчою.
У системах пошукового типу введені знання використовуються користувачами більш низького рівня, ніж експерти, що надали ці знання, у той час як у системах розроблюючого типу на базі введених у неї знань, як правило, породжуються знання більш високого рівня, ніж у експертів. Це є найбільшою відміною між цими формами відносно побудови систем обробки знань.