Методичні вказівки для студентів Модуль1

1.Акутальність теми: У своїй діяльності лікар при обробці даних зустрічається з необхідністю зображувати дані у вигляді таблиць. При проведені розрахунків над даними, які подані в табличній формі, широко використовують спеціальні програми для роботи з електронними таблицями, які називають електронними таблицями.

2.Конкретні цілі: Пояснити особливості і загальні принципи статистичного аналізу медикобіологічних даних за допомогою Microsoft Excel.

3.Базові знання вміння навички, необхідні для вивчення теми:

Назви попередніх		Отримані навики
дисциплін	-	основні можливості і призначення електронних таблиць;
1) основи інформатики

-вводити данні, редагувати, обробляти, зберігати;

-знати призначення основних команд меню електронних таблиць;

-проводити статистичну обробку даних, унаочнювати їх у вигляді графіків і діаграм.

4.Завдання для самостійної роботи під час підготовки до заняття.

4.1.Перелік основних термінів, параметрів, характеристик, які повинен засвоїти студент при підготовці зо заняття

	Термін		Визначення
	Формула	це сукупність операндів,	з'єднаних між собою знаками операцій і круглих
		дужок
	Операндом	може бути число, текст,	логічне значення, адреса чарунки (посилання на
		чарунку), функція.
	4.2. Теоретичні питання	до заняття
1.	Що називають електронними таблицями? Їх функції?
2.	Яким чином запускається пакет Місrosoft Ехсеl?
3.	Яке призначення мають елементи вікна?
4.	Якими способами можна вибрати команду в меню?
5.	Які призначення мають основні елементи вікон книг?
6.	Які типи листів існують в Ехсеl?
7.	Які основні операції можуть виконуватися над листами?
8.	Яким чином створюються та зберігаються файли книг?
9.	Що називають формулою, операндом? Як позначаються арифметичні операції в Excel?
10.	Для чого має призначення майстер функцій? Як з ним працювати?
11.	Що називають діаграмою? Для чого вона призначена?
12.	Як працювати з майстром діаграм?
	4.3. Практичні роботи, які виконують на занятті:
		1 вариант

1. Для числових рядів випадкових вибірок фіксованого об'єму знайти:

~Середнє значення (СРЗНАЧ)

~Середнє квадратичне відхилення (СТАНДОТКЛОН)

	6	15		25				32	41
2.	Знайти коефіцієнт кореляції між досліджуваними ознаками X і Y за даними таблиці. Де X
	довжина м'яза, Y сила скорочення м'яза (КОРРЕЛ)
X	1,4		1,5		1,8			2,0		2,3
Y	0,38		0,68		0,79			1,3		1,34
3.	Визначити медіану ряду розподілу концентрацію білка в розчині. (МЕДИАНА)

1,3	1,5	1,7	2,3	2,5	3,2	3,6	2,3

2вариант

1.Для числових рядів випадкових вибірок фіксованого об'єму знайти: ~ Середнє значення (СРЗНАЧ)

~ Середнє квадратичне відхилення (СТАНДОТКЛОН)

		6						32						15			48					96
	2.	Знайти коефіцієнт кореляції між досліджуваними ознаками X і Y за даними таблиці. Де X
		систолічний, Y діастолічний тиск у здорових юнаків 18 років. (КОРРЕЛ)
X			105						115					115				110				110
Y			65						70					65				65				70
	3.	Визначити медіану ряду розподілу чисельності лабораторних мишей в приплоду(МЕДИАНА)
2		4		6		8		9		12			5		7		9

Тести

1)Як видалити рядок або стовпчик?

a)виконати команду " Правка" - "Удалить"...

b)виконати команду " Файл" - "Сохранить как..."

c)відкрити вікно "Мои документі"

d)у вікні виконати команду "Добавить" - "Лист"...

2)Як у робочу книгу додати ще один робочий лист?

a)на ярлику листа викликати контекстне меню виконати команду "Добавить" - "Лист"..

b)на ярлику листа натиснути клавішу Enter...

c)на ярлику листа натиснути ліву кнопку миші виконати команду "Добавить" - "Лист"..

d)в меню вставка виконати команду "Лист"...

3)Функція СРЗНАЧ(А1:А12) у MS Excel дозволяє обчислити:

a)Середнє пропорційне виділеного діапазону комірок А1:А12.

b)Середнє з виділеного діапазону комірок А1:А12.

c)Середнє арифметичне виділених комірок А1 і А12.

d)Середнє арифметичне виділеного діапазону комірок А1:А12.

e)Середнє логарифмічне виділеного діапазону комірок А1:А12.

4)Що можна записати в комірку електронної таблиці?

a)слово або пропозиції

b)файл іншого документа

c)число або формулу

d)робочу книгу

e)робочий лист

5)Скільки робочих листів може мати робоча книга?

a)до 256 листів

b)до 3 листів

c)до 10 листів

d)до 1000 листів

e)до 12 листів

6)Для пошуку суми чисел діапазону комірок з А10 по А20 у MS Excel необхідно використовувати формулу:

a)СУММ(А10;А20).

b)СУММ(А10:А20).

c)СУММА(А10:А20).

d)СУММ(А10+А20).

e)ИТОГО(А10:А20).

7)Що є стовпчиком в електронній таблиці?

a)горизонтальна лінія комірок нумерована числами

b)горизонтальна лінія комірок нумерована літерами

c)вертикальна лінія комірок нумерована літерами

d)перетин вертикальної і горизонтальної лінії

Зміст теми:

Створення діаграм

Повідомлення про помилки при введені формул

Матеріали для самоконтролю

A.Завдання для самоконтролю

1)Як викликати існуючий документ, якщо Excel уже завантажено?

a)у меню "Файл" клацнути на потрібній назві

b)на панелі інструментів виконати команду "Открыть.."

c)у меню "Файл" виконати команду " Открыть..."

d)у меню "Файл" виконати команду "Создать..."

e)на панелі інструментів виконати команду "Создать..."

2)Формула в MS Excel починається:

a)Зі знака "+".

b)Зі знака "-".

c)Зі знака "!".

d)Зі знака "$".

e)Зі знака "=".

3)Як перейти вниз від активної комірки?

a)натиснути клавішу Enter

b)натиснути клавішу Esc

c)натиснути клавішу Tab

d)натиснути клавішу Shift

e)натиснути клавішу Ctrl

4)Укажіть правильні назви комірок.

a)AZ25

b)2AZ5

c)25AZ

d)G378

e)378G

5)Як змінити ширину стовпчика?

a)з появою двонаправленої стрілки натиснути Tab

b)виділити стовпчик, нажати Enter.

c)виділити стовпчик, нажати Tab

d)з появою двонаправленої стрілки натиснути ліву кнопку миші перемістити границю

6)Функція ЕСЛИ в MS Excel відноситься до категорії:

a)Статистичні.

b)Математичні.

c)Логічні.

d)Фінансові.

e)Текстові.

Література: Основна:

1.Чалий О.В., Дяков В.А., Хаїмзон І.І. Основи медичної інформатики та обчислювальної техніки. К.:

ВШ, 1993, с.12-23.

2.Сілкова О.В.Методичні розробки для самостійної роботи студентів медичного та стоматологічного факультетів по медичній інформатиці. Полтава, 1998, с.14-20.

Додаткова

1.Богумирский Б.С. Руководство пользователя ПЕВМ. Санкт-Петербург. Ассоциация “QILCO”, 1992.

2.Руденко В.Д., Макарчук О.М.Практичний курс інформатики. – К.Фенікс, 1997.

3.Малярчук С. М. Основи інформатики у визначеннях, таблицях і схемах: Довідково-навчальний посібник / Під ред. Н. В. Олефіренко.— Х.: Веста: Видавництво Ранок , 2007.— 112 с.

Міністерство охорони здоров’я України Вищий державний навчальний заклад України "Українська медична стоматологічна академія"

"Затверджено"

на засіданні кафедри медичної інформатики і біологічної та медичної фізики протоколом №1

Завідувачка кафедри

Професор Іщейкіна Ю.О. «_29_»____08___2012_р.

Методичні вказівки Для самостійної роботи студентів

Під час підготовки до практичного заняття

Навчальна	Медична інформатика
дисципліна	Медичні знання та прийняття рішень в медицині
Модуль №2
Змістовний модуль	Медичні знання та прийняття рішень
№ 3
	Методи підтримки прийняття рішень. Експертні системи
Тема заняття
	в медицині.
Курс	2
Факультет	Медичний, стоматологічний

Полтава - 2012

1.Актуальність теми: Вже більше 30 років дослідження в галузі штучного інтелекту звертають на себе увагу. На сьогодні, коли роботи в цій галузі вже дали цілий ряд важливих , у тому числі практичних , результатів, все ще приходиться пояснювати необхідність вирішення цієї проблеми. Найбільш відомі отримані результати наукової галузі штучного інтелекту пов’язані з ЕС (експертними системами).

2.Конкретні цілі: Трактувати визначення ЕС, Пояснити основні функцій, класифікацію та застосування в медицині ЕС Складати, розробляти, створювати простіші бази знань для ЕС .

3.Базові знання вміння навички, необхідні для вивчення теми

	Дисципліни		Отримані навики
1.Попередні:		-	визначення алгоритму;
1)	основи інформатики	-	призначення основних блоків алгоритму.
		- формулу обчислення імовірності події
2)	теорія ймовірності	-	будувати алгоритми до медичних задач, визначати послідовність дій;

-правила побудови алгоритмів до медичних задач

-заносити, редагувати, зберігати медичні знання до медичних експертних систем.

4.Завдання для самостійної роботи під час підготовки до заняття.

4.1.Перелік основних термінів, параметрів, характеристик, які повинен засвоїти студент при підготовці зо заняття

Термін	Визначення
Експертна система	це програмний засіб, що використовує експертні знання для забезпечення
	високоефективного вирішення неформалізованих задач у вузькій
	предметній області
База знань (БЗ)	сукупність фактів, які належать до деякої предметної області, яка
	формально подана таким чином, щоб на їхній основі можна було
	здійснювати міркування
Логічний висновок	інтелектуальної системи, що відповідає за стратегію використання
	міркувань, побудованих на базі знань
Семантичні мережі	структури даних, які складаються з вузлів, відповідних об'єктам або
	поняттям, і зв'язків, що вказують на взаємозв'язки між вузлами (див . схему)

4.2.Теоретичні питання до заняття

1.Означення експертних систем.

2.Їх загальна структура, класифікація.

3.Яким чином представлені знання у продукційних правилах?

4.Яким чином представлені знання в алгоритмічних моделях

5.Яким чином представлені знання у семантичних мережах?

6..Яким чином представлені знання у фреймових моделях?

6.1.Практичні роботи, які виконують на занятті:

ЛАБОРАТОРНА РОБОТА

ЗАВДАННЯ № 1. ВИВЧЕННЯ ГОЛОВНОГО МЕНЮ ЕС. 1.Запустити в каталозі EXPSYS файл geni.exe.

2.Головне меню даної ЕС містить наступні режими :

1) Режим “выбор базы знаний” забезпечує вибір бази знань:

ACT.GNI - ацетонурія (діагностика захворювань та станів, що пов’язані з наявністю ацетону в сечі);

PONOS.GNI - пронос ( діагностика захворювань та станів, що супроводжуються проносом); HEPATO.GNI - гепатомегалія ( діагностика захворювань та станів, що супроводжуються збільшенням печінки).

2) У режимі “ диалог с базой знаний” здійснюється діалог користувача з вибраною базою знань, в результаті котрого видається діагноз, що припускається або повідомляється про відсутність в базі необхідних знань. В останньому випадку ви маєте можливість доповнити базу знань необхідними продукційними правилами.

Діалог відбувається за допомогою вводу відповідей “ТАК” або “НІ” на питання ЕС. При утрудненні дати відповідь можна звернутися до ЕС за поясненням.

3)Режим “запись базы на диск” використовується для запису на диск тільки-но створеної бази знань під певним іменем.

4)Режим “ просмотр базы знаний” дозволяє продивитися продукційні правила з яких складається робоча база знань.

5)Режим “создание базы знаний” призначений для побудови нових баз знань.

6)Режим “ редактирование базы знаний” призначений для виправлень в процесі роботи

помилок.

7)Режим “ удаление базы знаний” використовується для знищення із оперативної пам’яті бази знань перед вибором для роботи іншої бази знань.

8)Режим “информация по базе” призначений для отримання інформації про всі режими головного меню ЕС.

9)Режим “выход в ДОС” використовується для тимчасового виходу в ДОС та повернення знову в програму при наборі команди exit, що вводиться з клавіатури самостійно.

10)Режим “конец работы” призначений для завершення роботи з програмою та виходу в NC.

ЗАВДАННЯ №2. ПРОВЕДЕННЯ ДІАЛОГУ З ЕС.

1.Запустити режим “выбор базы знаний”. Із переліку баз знаньвибрати будь-яку і натиснути клавішуEnter.

2.Запустити режим “диалог с базой”. Відповісти на питання ЕС, вибираючи варіанти “да” або

“нет”.

3.Записати у зошит отримані діагнози.

ЗАВДАННЯ № 3. СТВОРЕННЯ БАЗИ ЗНАНЬ ДЛЯ ЕС ТА ОСВОЄННЯ ТЕХНОЛОГІЇ РОБОТИ З НЕЮ.

Використовуючи таблицю заповнити базу знань за допомогою продукційних правил, що буде використовуватися при РГ-легенів.

1.Ввійти в головне меню ЕС. Вибрати та запустити режим “создание базы знаний”.Примітка1. “Категория “у всіх випадках буде мати назву: РГ-легенів. Таку ж саму назву має галузь, де вона використовується.

Примітка 2. “Подкатегория” - діагноз захворювання, тобто один із діагнозів у правій частині продукційних правил.

Примітка 3. “Условие” - ознаки на рентгенівському знімку, тобто ліва частина продукційних правил.

2.Набрати на клавіатурі та ввести назву категорії.

3.Набрати на клавіатурі та ввести назву підкатегорії.

4.Набрати на клавіатурі та ввести ознаки (поступово, по одній ), згідно свого продукційного правила 1.

5.Перейти до другої підкатегорії та так само вводити наступне продукційне правило.

6.Після вводу всіх умов останнього продукційного правила ввійти в головне меню ЕС, натискуючи клавішу Esc.

7.Вибрати та запустити режим “ запись базы на диск”. 8.Зберегти створену базу знань під ім’ям RENTGEN.GNI.

9.Запустити режим “ выбор базы знаний” та в переліку файлів вибрати RENTGEN.GNI. 10.Запустити режим “диалог с базой знаний”. Відповісти на запитання ЕС. Записати у зошит

діагноз, що отримали.
11.Завершити роботу з програмою, тобто запустити режим “конец работы”.
12.Здати протокол лабораторної роботи викладачу.
ОЗНАКИ	НА	Гостра пневмонія	Неповністю дренуючий абсцес	Пдренуюовністюабсцесчий	розпащо,Ракдається	Туберкульоз	Діафрагмальна грижа	легенівЦироз	Ателектаз
РЕНТГЕНІВСЬКОМУ
ЗНІМКУ (Х - означає
наявність вказаної ознаки для
даного діагнозу)
ОРГАНИ СРЕДОСТІННЯ

не зміщені	Х	Х	Х	Х	Х
зміщені від тіні					Х
зміщені до тіні						Х	Х
ТІНЬ НА ЗНІМКУ
займає усю легеню або долю	Х	Х				Х	Х
має круглу форму			Х	Х	Х
має неправильну форму					Х
СТРУКТУРА ТІНІ
однорідна	Х						Х
одне просвітлення у центрі		Х	Х	Х	Х
просвітлень багато					Х	Х
НАРУЖНІ КОНТУРИ ТІНІ
різкі				Х	Х
нерізкі	Х	Х	Х		Х	Х	Х
ПОРОЖНИНА
з горизонтальним		Х
рівнем рідини
має товсті рівні краї			Х		Х
має нерівні краї				Х

Тести

1)Вибрати з зазначених, ті з інтелектуальних можливостей людини, які розглядаються при створенні штучного інтелекту.

a)Здатність сприймати інформацію про навколишній світ абстрагуючи

b)Здатність тримати рівновагу тіла

c)Здатність робити логічні висновки на основі аналізу

d)Здатність оцінювати відстань до предмета що бачиш

e)Здатність відчувати страх

2)Вибрати з зазначених, ти з інтелектуальних можливості людини, які розглядаються при створені штучного інтелекту.

a)Здатність відчувати позитивно і негативно емоцій

b)Здатність здійснюватися порівнянь, проводити аналогії

c)Здатність орієнтуватись на місцевості

d)Здатність самоусвідомлюватись, вчитися, самовдосконалюватися

e)Здатність відчувати запахи

3)Які основні шляхи моделювання штучного інтелекту існують?

a)біонічної моделювання

b)еволюційне моделювання

c)евристичне програмування

d)біонічної програмування

e)евристичне моделювання

4)Чому ідея створення штучного інтелекту не є механістично?

a)комп'ютер працює за законами перетворення інформації

b)в основі передачі та обробки інформації лежать фізичні закони

c)за фіз. законами комп'ютер перетворює ел. енергію в тепло

d)комп'ютер побудований з вузлів, які працюють від електроенергії

e)переробка інформації відбувається не за фізичними законами

Зміст теми:

Експертна система - це програмний засіб, що використовує експертні знання для забезпечення високоефективного вирішення неформалізованих задач у вузькій предметній області. Основу ЕС складає база знань (БЗ) про предметну область, що накопичується в процесі побудови й експлуатації ЕС. Нагромадження й організація знань - найважливіша властивість усіх ЕС.

Експертна система відрізняється від інших прикладних програм наявністю таких ознак: Моделює механізм мислення людини при застосуванні для розв'язання задач в цій предметній

області. Це істотно відрізняє експертні системи від систем математичного моделювання або

комп'ютерної анімації. Однак, ЕС не повинні повністю відтворювати психологічну модель фахівця в цій області, а повинні лише відтворювати за допомогою комп'ютера деякі методики розв'язання проблем, що використовуються експертом.

Система, окрім виконання обчислювальних операцій, формує певні висновки, базуючись на тих знаннях, якими вона володіє. Знання в системі, зазвичай, описані деякою спеціалізованою мовою і зберігаються окремо від програмного коду, що формує висновки. Компонент збереження знань прийнято називати базою знань.

Під час розв'язання задач основну роль відіграють евристичні і наближені методи, що, на відміну від алгоритмічних, не завжди гарантують успіх. Евристика, в принципі, є правилом впливу (англ. rule of thumb), що в машинному вигляді відображає деяке знання, набуте людиною разом із накопичуванням практичного досвіду розв'язання аналогічних проблем. Такі методи є наближеними в тому сенсі, що, поперше, вони не потребують вичерпної вихідної інформації, а, по-друге, існує певний ступінь впевненості (або невпевненості) в тому, що запропонований розв'язок є правильним.

Експертні системи відрізняються і від інших видів програм із галузі штучного інтелекту. Експертні системи застосовуються для предметів реального світу, операції з якими зазвичай

вимагають великого досвіду, накопиченого людиною. Експертні системи мають яскраво виражену практичну направленість для застосування в науковій або комерційній сфері.

Однією з основних характеристик експертної системи є її швидкодія, тобто швидкість отримання результату та його достовірність (надійність). Дослідницькі програми штучного інтелекту можуть бути і не дуже швидкими, натомість, експертна система повинна за прийнятний час знайти розв'язок, що був би не гіршим за розв'язок, що може запропонувати фахівець в цій предметній області.

Експертна система повинна мати можливість пояснити, чому запропоновано саме цей розв'язок і довести його обґрунтованість. Користувач повинен отримати всю інформацію, необхідну йому для того, аби переконатись в обґрунтованості запропонованого розв'язку.

Структура ЕС

Типові експертні системи можуть мати таку структуру:

База даних (не обов'язкова)

База знань

Машина виведення (розв'язувач)

Підсистема пояснень

Інтерфейс користувача

База знань складається з правил аналізу інформації від користувача з конкретної проблеми. ЕС аналізує ситуацію і, залежно від спрямованості ЕС, дає рекомендації з розв'язання проблеми.

ЕС створюється за допомогою двох груп людей:

інженерів, які розробляють ядро ЕС і, знаючи організацію бази знань, заповнюють її за допомогою: експертів (експерта) за фахом.

Основні властивості ЕС:

1)Застосування для вирішення проблем високоякісного досвіду, що представляє рівень мислення найбільш кваліфікованих експертів у даній області, що веде до творчих, точних та ефективних вирішень.

2)Наявність прогностичних можливостей, при яких ЕС видає відповіді не тільки для конкретної ситуації, але і показує, як змінюються ці відповіді в нових ситуаціях, з можливістю докладного пояснення яким чином нова ситуація привела до змін.

3)Забезпечення такої нової якості, як інституціональна пам'ять, за рахунок бази знань, що входить до складу ЕС, що розроблена в ході взаємодій з фахівцями організації, і являє собою поточну політику цієї групи людей. Цей набір знань стає збірником кваліфікованих думок і постійно поновлюваним довідником найкращих стратегій і методів, використовуваних персоналом. Провідні спеціалісти ідуть, але їхній досвід залишається.

4)Можливість використання ЕС для навчання і тренування керівників, забезпечуючи нових