Система электропитания

Топливная система

Тормозная система

Аккумулятор

Распреде­литель

Предохрани­тель

Замок зажигания

Катушка зажигания

Уровень электролита

Плотность электролита

Состояние контактов

Рис. 3.1.Иерархическая структура поиска неисправностей автомобиля

Компьютерная психодиагностика

ределитьтуееподсистем_У)вкотороймогутбытьнеполадки.Этоможет быть система охлаждения, система электропитания, топливная систе­ма и т. п. После установления этого он приступает к поиску неисправ­ных компонентов (рис. 3.1). Этот процесс выглядит так, как будто спе­циалист постоянно обращается к неявно заданному множеству правил, получая промежуточные заключения при выполнении каких-либо условий. Промежуточные заключения, в свою очередь, становятся ус­ловиями для вывода следующих заключений. Например, в рассматри­ваемом случае (с упрощенными правилами) цепь рассуждений будет выглядеть приблизительно так.

ЕСЛИ (двигатель не заводится) И (стартер двига­теля не работает)

ТО (неполадки в системе электропитания стартера)

ЕСЛИ (двигатель не заводится) И (стартер двига­теля не работает)

ТО (неполадки в системе подачи топлива)

ЕСЛИ (неполадки в системе подачи топлива) И (показатель уровня топлива находится на нуле) ТО (газовая камера пуста)

ЕСЛИ (неполадки в системе электропитания стар­тера) И (нарушены контакты аккумулятора) ТО (плохо присоединен аккумулятор)

Такие конструкции получили название продукционных правил. Каж­дое правило складывается из двух частей. Первая из них - посылка -состоит из элементарных предложений, соединенных логическими связками И, ИЛИ и т. д. Вторая часть - заключение, состоит из одного или нескольких предложений, которые образуют выдаваемое прави­лом решение или указывают на действие, подлежащее выполнению. Посылка представляет собой образец правила, предназначенного для распознавания ситуации, когда оно должно сработать. Правило сра­батывает, если факты из базы данных при сопоставлении совпали с образцом, после чего оно считается отработавшим.

Каждое правило в этом простом примере содержит атрибуты и зна­чения. Так, в первом правиле выражение «не заводится» является зна-

Таблица 3.1

Атрибут	Значение
Двигатель	Не заводится
Стартер двигателя	Не работает
Система электропитания стартера	Неисправна

Глава 3. Конструирование компьютерных психодиагностических метооик

чением, а слово «двигатель» - атрибутом. Ниже представлены некото­рые пары «атрибут-значение» для задачи поиска неисправности в ав­томобиле.

Любое правило состоит из одной или нескольких пар «атрибут-зна­чение» и заключения.

Продукционную модель по сути можно рассматривать как вариант модели «стимул-реакция» (S-R), которая была предложена в психо­логии представителями бихевиоризма задолго до появления эксперт­ных систем.

База данных - это память для хранения множества фактов, описы­вающих текущую ситуацию, и все пары атрибут-значение, которые были установлены к определенному моменту. Содержимое базы дан­ных со временем изменяется. В приведенном выше примере до начала процесса вывода в базе данных находились только следующие факты: «двигатель не заводится», «стартер двигателя не работает». После при­менения первого правила в базу данных добавится новый факт: «систе­ма электропитания стартера неисправна». В конце концов будет выве­дено окончательное решение, которое тоже заносится в базу данных.

Механизм вывода (интерпретатор правил) выполняет две функции: во-первых, просмотр существующих фактов из базы данных и правил из базы знаний и добавление (по мере возможности) в базу данных новых фактов (компонент вывода) и, во-вторых, определение порядка просмотра и применения правил (управляющий компонент).

Действие компонента вывода основано на применении правила вы­вода, обычно называемого «модус поненс», суть которого состоит в сле­дующем: пусть известно, что истинно утверждение А и существует пра­вило вида «ЕСЛИ А, ТО В», тогда утверждение В также истинно. Правила срабатывают, когда находятся факты, удовлетворяющие их левой части: если истинна посылка, то должно быть истинно и заключение.

Управляющий компонент определяет порядок применения правил, а также устанавливает, имеются ли еще факты, которые могут быть из­менены в случае продолжения консультации. Интерпретатор продук­ций работает циклически. В каждом цикле он просматривает все пра­вила, чтобы выявить среди них те, посылки которых совпадают с известными на данный момент фактами из базы данных. Интерпрета­тор определяет также порядок применения правила. После выбора пра­вило срабатывает, его заключение заносится в базу данных, и затем цикл повторяется сначала. В одном цикле может сработать только одно пра­вило. Если несколько правил успешно сопоставлены с фактами, то интерпретатор производит выбор по определенному критерию един­ственного правила, которое и срабатывает в данном цикле.

Компьютерная психодиагностика

В действительности экспертные системы не располагают процеду­рами, которые могли бы построить в пространстве состояний сразу весь путь решения задач. Более того, зачастую даже не удается определить, имеется ли вообще какое-нибудь решение задачи. Тем не менее поиск решения выполняется, поскольку движением в пространстве состоя­ний управляют скрытые или виртуальные процедуры.

Такие процедуры получили название «демонов», поскольку во время ра­боты системы находятся в «засаде» и активизируются только тогда, когда их просят о помощи, то есть на самом деле ведут себя как добрые демоны. Свое название демоны получили от «демона Максвелла» - действующего лица од­ного из мысленных экспериментов, предложенного его автором для критики законов термодинамики. Другим их прообразом является Пандемониум Оли­вера Селфриджа - первой модели человека, в которой деятельность био­логической системы представлялась как работа вызываемых по образцу демонов.

Управляющие процедуры, в которых траектория поиска решения в пространстве состояний полностью определяется данными, получили название недетерминированных.

Подсистема приобретения знаний предназначена для добавления в базу знаний новых правил и модификации имеющихся. В ее задачу входит приведение правила к виду, позволяющему механизму вывода применять это правило в процессе работы. В простейшем случае в ка­честве такой подсистемы может выступать обычный редактор или тек­стовый процессор, который просто заносит правила в файл. В более сложных системахпредусмотрены еще и средства для проверки вводи­мых или модифицируемых правил на непротиворечивость с имеющи­мися правилами. Подробно проблема приобретения знаний рассмот­рена в следующем разделе.

Подсистема общения (иначе ее называют интеллектуальный интер­фейс) организует взаимодействие пользователя с экспертной системой в удобной для пользователя форме, максимально приближенной к об­щению людей между собой. Эта подсистема может реализовывать не только представление результатов работы экспертной системы в наи­более наглядном и выразительном виде, но и понимание текстов, атак-же общение на естественном языке.

Подсистема объяснения выдает пользователю информацию, объяс­няющую и иллюстрирующую способ получения того или иного выво­да. Если пользователь сомневается в предпочтительности одного за­ключения перед другим, то по его запросу система объяснения должна аргументированно обосновать тот или иной выбор в качестве наибо­лее правдоподобного решения.

Глава 3. Конструирование компьютерных психодиагностических методик