Рис. 3. Архитектура экспертной системы на правилах (МВ – механизм или "машина" выводв; ИР – интерфейс разработчика; ОС – объясняющая система; ИП – интерфейс пользователя)

В простейшем случае экспертная система может состоять из базы знаний, механизма вывода и интерфейса разработчика-пользователя (рис. 4).

Рис. 4. Минимальная архитектура экспертной системы

(ИР – интерфейс разработчика; МВ – "машина" вывода)

Основой экспертной системы является база знаний о предметной области. База знаний (БЗ) содержит знания – информацию об объектах предметной области.

В экспертных системах для представления знаний используют:

– семантические сети

– фреймы

– правила логического вывода

Семантические сети и фреймы используют в системах, предназначенных для решения исследовательских задач в области искусственного интеллекта. Рассмотрение этих способов представления знаний выходит за рамки этой книги.

Правила логического вывода в общем случае представляют собой выражения вида

ЕСЛИ условие ТО заключение

Правила логического вывода отражают ход рассуждений человека-эксперта и позволяют наиболее естественно и понятно описать процесс принятия решений.

Например, на естественном языке правила выбора галстука можно записать так:

If jacket is blazer and shirt is white classic then tie is narrow

If jacket is sport coat and shirt is striped then no tie

В базе знаний экспертной системы эти правила выглядят так:

rule(1)

jacket = blazer

shirt = white_classic

then

tie=narrow;

rule(2)

jacket = sport_coat

shirt = striped

then

tie = no;

Факты базы знаний представляю собой утверждения вида

Объект = Значение, cf=к

Факты в базе знаний появляются в процессе консультации как результат ответов пользователя на вопросы экспертной системы, а также как результат согласования фактов с правилами.

Например, если на вопрос экспертной системы Shirt? пользователь введет white_classic, то в базу знаний будет добавлен факт

shirt=white_classic, cf=100

Если в процессе консультации в ответ на вопросы машины вывода Jacket? и Shirt? пользователь, соответственно, введет sport_coat и strip, то в базу знаний сначала будут добавлены факты

jacket=sport_coat, cf=100

shirt=strip, cf=100

Затем, в результате согласования текущих значений объектов jacket и shirt с предпосылкой правила 2 (см. выше) будет добавлен факт-заключение

tie=no,cf=60

Механизм или "машина" вывода (inference engine) моделирует процесс рассуждений эксперта, реализует цепочку вывода заключения путем сопоставления фактов и правил логического вывода.

Интерфейс пользователя (user interface) обеспечивает взаимодействие пользователя с экспертной системой в процессе консультации.

Интерфейс разработчика (developer interface) имеет доступ к базе знаний, что позволяет вносить в нее изменения, корректировать правила логического вывода.

Объясняющая система (explanation module) обеспечивает отображение цепочки вывода заключения, показывает правила, на основе которых заключение было сделано.

В экспертной системе, основанной на правилах логического вывода, знания обычно оделены от программного кода, реализующего механизм вывода заключений, и находятся во внешнем текстовом файле. В такой архитектуре (рис. 5) механизм вывода, объясняющую систему, интерфейсы пользователя и разработчика называют оболочкой экспертной системы (англ. Shell – оболочка). При таком подходе задача создания экспертной системы сводиться к задаче создания базы знаний – составлению правил логического вывода.

Рис. 5. Экспертная система = Оболочка + База знаний

Оболочка экспертной системы UNGIN представляет собой приложение для универсальной платформы Windows и может работать на любом устройстве, на котором установлена операционная система Microsoft Windows 10/11.

Оболочку экспертной системы UNGIN можно бесплатно установить из магазина приложений Microsoft по ссылке

https://www.microsoft.com/store/apps/9PHPDLLRDX4P

Главное окно оболочки экспертной системы UNGIN приведено на рис. 6.

Рис. 6. Окно оболочки UNGIN

Текст предоставлен ООО «Литрес».

Прочитайте эту книгу целиком, купив полную легальную версию на Литрес.

Безопасно оплатить книгу можно банковской картой Visa, MasterCard, Maestro, со счета мобильного телефона, с платежного терминала, в салоне МТС или Связной, через PayPal, WebMoney, Яндекс.Деньги, QIWI Кошелек, бонусными картами или другим удобным Вам способом.