Структура экспертной системы
Таким образом, у полностью оформленной экспертной системы присутствуют четыре основных блока.
1. База знаний.
2. Машина вывода.
3. Модуль извлечения знаний.
4. Система объяснения принятых решений.
Блоки 3 и 4 необязательны, но законченная экспертная система обязана иметь их все. Рассмотрим теперь основные блоки экспертной системы подробнее.
База знаний
База знаний содержит факты или утверждения и правила. Факты являются краткосрочной информацией, они могут изменяться в ходе одного сеанса работы. Правила составляют долговременную информацию о том, как порождать новые факты на основе известных данных. Отличие базы знаний от базы данных состоит в механизме пополнения информации недостающими фактами.
Распространенным методом отображения знаний являются правила продукций. При этом правила имеют вид ЕСЛИ — ТО, например, ЕСЛИ у пациента высокая температура, ТО вероятность того, что у него ОРВИ, следует умножить на 5. Кроме правила продукций используются деревья решений, семантические сети и исчисление предикатов.
Машина вывода
Машина вывода – это высокоуровневый интерпретатор, который осуществляет цепочку рассуждений на основе фактов и правил базы знаний, и который приводит к конечному решению. Машина вывода обычно имеет дело с ненадежными знаниями. Одна из проблем – работа с ненадежной информацией. В настоящее время найдены способы решения этой задачи: нечеткая логика, байесовская логика, коэффициенты уверенности. Эти способы дают на практике вполне приемлемые результаты.
Извлечение знаний
Извлечение знаний является трудоемким процессом. Знания сами по себе – дорогой ресурс, который сложно представить в простой для использования в компьютере форме. Обычный способ извлечения знаний состоит в том, что специалист по технологии экспертных систем опрашивает специалистов, знания которых добавляются в экспертную систему, добиваясь правильного представления их знаний в компьютере. Это долгий и дорогой процесс. В настоящее время ведутся интенсивные работы по автоматизации процесса извлечения знаний. Появилось новое поколение систем – самообучающиеся системы, которые уже нельзя назвать экспертными системами в точном понимании этого слова, т. к. они уже не используют знания экспертов. Процесс принятия решения в таких системах трудно понять человеку (не удается построить блок объяснения решения). Сейчас интенсивно развиваются системы, основанные на технологии нейронных сетей, которые используют этот принцип.
Система объяснения принятых решений
Человеку часто трудно объяснить, каким образом он принимает свое решение. Система объяснения принятых решений экспертной системы позволяет облегчить процесс общения человека с экспертной системой, объясняя, как система пришла к решению. В таком случае, при необходимости, человек может вмешаться в процесс принятия решения.
2.7. СПРАВОЧНЫЕ СИСТЕМЫ
Общие сведения
Информационно-справочная система (ИСС) – это средство накопления, хранения и предоставления знаний.
Необходимость хранения больших объемов профессионально ценной информации и умение оперировать ею – одна из проблем врачей. Классическая информационно-справочная система – книга. Она остается актуальной, но, тем не менее, с приходом компьютерной имеются тенденции к переносу баз знаний, расположенных в книге, на электронные носители.
Медицинские информационно-справочные системы (базы данных) предназначены для ввода, хранения, поиска и выдачи медицинской информации по запросу пользователя Отличие от экспертных систем состоит в том, что подобные системы не осуществляют обработку информации, а только обеспечивают быстрый доступ к запрашиваемым сведениям.
Обычно информационно-справочные системы подразделяются по видам хранимой информации:
- клиническая;
- научная;
- нормативно-правовая.
Кроме того, различают информационно-справочные системы:
- документальные;
- документографические;
- фактографические;
- полнотекстовые.
Виды информационного поиска:
- документальный поиск – поиск сведений о том или ином документе, его библиографического описания, аннотации, реферата или полного текста документа;
- фактографический поиск – поиск данных и информации, извлеченных из документа.
Заметны тенденции увеличения числа фактографических ИСС. Это связано с тем, что в текущей работе врача, в организационно-управленческой деятельности, в научно-медицинских исследованиях оперативный доступ к фактографическим данным более важен, чем доступ к данным библиографическим. Последние содержат сведения о документах, которые нужно еще изучить, а фактографические сообщают уже готовые результаты поиска информации. Справки, выдаваемые фактографической информационно-справочной системой, носят предметный характер.
Есть несколько путей распространения баз данных. Наиболее типичный доступ – off-line с постепенным переходом к on-line, т. к. такие базы имеют наиболее актуальные сведения.
Коммерческие информационно-справочные системы, как правило, распространяются на компакт-дисках. Множество медицинских информационно-справочных систем широко представлены в сети Internet. Часто существуют два варианта базы: на компакт-дисках и постоянно обновляемая в Internet. Доступ к Internet-версии возможен только после покупки базы на компакт-диске.
Современная тенденция построения информационно-справочных систем – это отказ от централизованных систем и переход к распределенным базам данных (на уровне учреждения, города, региона). И, в конечном итоге, создание единой информационной среды.
Большое значение имеет появление медицинских ИСС в сети Internet. Такой вариант базы теоретически обеспечивает доступ любого врача к информации.
При разработке информационных систем и баз данных придерживаются следующих требований:
- гибкость и способность к дальнейшему развитию БД и ИС;
- способность систем функционировать в условиях информационной неоднородности;
- иерархичность систем, возможность объединения сетей;
- возможность непрерывной модернизации;
- преемственность систем;
- надежность и выживаемость;
- безопасность информации.
С развитием информационной инфраструктуры, ростом скорости передачи информации в сетях становится значительной роль распределенной обработки информации. Это обеспечивает повышение эффективности использования вычислительных ресурсов. В телемедицине это также значительно повышает эффективность использования информационных, интеллектуальных, диагностических ресурсов.
Безопасность информации следует рассматривать с двух точек зрения:
- защиты прав личности от распространения конфиденциальной информации;
- защиты интересов государства и ведомств (возможность утечки информации, злоупотребление, нарушение этики).
Безопасность информационно-платежных систем — отдельный вопрос. Здесь уже используются вопросы права, конфиденциальности информации, законности и правомочности электронной подписи, лицензирование применения средств криптозащиты.