Взаємодія між базою знань та експертною системою

Експертні системи (ЕС) - це складні програмні комплекси, що акумулюють знання фахівців у конкретних предметних областях і тиражують цей досвід для консультацій менш кваліфікованих користувачів.

В цілому процес функціонування ЕС можна представити таким чином: користувач, що бажає одержати необхідну інформацію, через користувальницький інтерфейс надсилає запит до ЕС. Вирішувач, на основі бази знань, генерує і видає користувачеві відповідну рекомендацію, пояснюючи хід своїх міркувань за допомогою підсистеми пояснень.

Рисунок 18.1 - Взаємодія між базою знань та експертною системою

Користувач - фахівець предметної області, для якого призначена система. Зазвичай його кваліфікація недостатньо висока, і тому він потребує допомоги експертної системи.

Інженер по знаннях - фахівець у галузі штучного інтелекту, виступаючий в ролі посередника між експертом і базою знань.

Інтерфейс користувача - комплекс програм, що реалізують діалог користувача з ЕС як на стадії введення інформації, так і при отриманні результатів.

База знань (БЗ) - ядро ​​ЕС, сукупність знань предметної області, реалізована на основі обраної моделі представлення знань і записана на машинний носій у формі, зрозумілій експерту і користувачу.

Вирішувач - програма, що моделює хід міркувань експерта на підставі знань, наявних в БЗ.
Підсистема пояснень - програма, що дозволяє користувачеві отримати відповіді на питання: «Як була отримана та чи інша рекомендація?» І «Чому система прийняла таке рішення?».

Інтелектуальний редактор БЗ - програма, що надає інженеру по знаннях можливість створювати БЗ в діалоговому режимі. Включає в себе систему вкладених меню, шаблонів мови представлення знань, підказок і інших сервісних засобів, що полегшують роботу з базою.

Всі системи, засновані на знаннях, можна розділити на системи, які вирішують завдання аналізу, і системи, які вирішують завдання синтезу. Основна відмінність завдань аналізу від завдань синтезу полягає в тому, що якщо в завданнях аналізу безліч рішень може бути перераховане і включене в систему, то в завданнях синтезу безліч рішень потенційно не обмежена і будується з рішень підпроблем.

Завданнями аналізу є інтерпретація даних, діагностика, підтримка ухвалення рішення; до завдань синтезу відносяться проектування, планування, управління. Статистичні ЕС розробляються у предметних областях, в яких база знань та інтерпретовані дані не змінюються в часі.

Системи, засновані на знаннях, мають такими специфічними властивостями:

- експертиза може проводитися тільки в одній конкретній області;

- база знань і механізм виведення є різними компонентами;

- найбільш підходяща область застосування - рішення завдань дедуктивним методом, тобто правила або евристики виражаються у вигляді пар посилок і висновків типу «якщо-то»;

- ці системи можуть пояснювати хід розв'язання задачі зрозумілим
користувачеві способом;

- вихідні результати є якісними (а не кількісними);

- системи, засновані на знаннях, будуються за модульним принципом, що дозволяє поступово нарощувати їх бази знань.

При визначенні доцільності застосування ЕС потрібно керуватися наступними критеріями:

- дані і знання надійні і не змінюються з часом;

- простір (або область) можливих рішень відносно невелике;

- у процесі рішення задачі повинні використовуватися формальні міркування;

- повинен бути принаймні один експерт, здатний явно сформулювати свої знання і пояснити методи застосування цих знань для вирішення завдань.

Системи, засновані на знаннях, мають певні переваги перед людиною-експертом:

- у них немає упереджень;

- вони не роблять поспішних висновків;

- вони працюють систематизовано, розглядаючи всі деталі, часто вибираючи найкращу альтернативу з усіх можливих;

- база знань може бути великий і досить стабільною. Будучи введеними в машину один раз, знання зберігаються назавжди;

- системи, засновані на знаннях, стійкі до «перешкодам».

Експерт же користується побічними знаннями і легко піддається впливу зовнішніх факторів, які безпосередньо не пов'язані з розв'язуваної завданням.