Экспертные системы

     Набор же правил, благодаря машине логического  вывода, дает большую свободу для  представления той или иной проблемы, значительно расширяет возможности  пользователя и программного обеспечения. В частности, важной особенностью ЭС является способность объяснить пользователю в ходе или после консультации, каким образом шел процесс аргументации. Большинство машинных программ могут лишь сгенерировать результат, но не могут точно объяснить, как он был достигнут. Сегодня лица, принимающие решения, весьма осторожно смотрят на рекомендации ЭВМ, так как они допускают возможность ошибок в программах или недостаточную компетентность разработчиков программ.

     Таким образом, возрастает необходимость  в таких программных продуктах, которые бы обеспечивали возможность  объяснения и проверки правильности полученных результатов.

     Рассмотрим  команды, используемые при создании ЭС в рамках системы GURU. Любая такая ЭС состоит из нескольких последовательных разделов:

     имени ЭС;

     цели;

     инициализации;

     правил;

     переменных;

     завершения.

     Все части ЭС составляются на командном  языке GURU, включающем элементы стандарта SQL.

     При работе любой ЭС сначала выполняется  раздел инициализации, в котором открываются таблицы, определяются массивы, циклы, выдаваемые на экран сообщения и т.п.

     Затем производится отработка набора правил до тех пор, пока переменная цели не получит какое-либо значение, и, наконец, выполняется раздел завершения.

     Раздел  переменных не выполняется, а носит  описательный характер.

     При написании программы на командном  языке GURU не существенно, с какой позиции начинается команда (предложение) и сколько пробелов оставляется между операндами команды. Буквы могут быть строчными и прописными (в символах верхнего и нижнего регистров). Кроме того, между любыми двумя операторами программы можно ввести комментарии, заключив их между символами /* и */.

     Наборы  правил можно создавать (редактировать), используя либо администратор правил, управляемый меню, либо интегрированный текстовый процессор, либо любой доступный текстовый редактор.

     После любого изменения в тексте набора правил требуется произвести перекомпиляцию программы, для чего используется команда  COMPILE или интерфейс на основе меню (BUILD).

     Каждое  предложение начинается с ключевого  слова, за которым следует двоеточие, а затем операторы предложения (команды форм, процедурные команды и др.).

     Рассмотрим  команды, которые используются в  приведенной программе.

     RULESET: – раздел имени набора правил (базы знаний). После двоеточия указывается имя набора правил, которое может содержать до 8 символов. Первый символ должен быть буквенным. В рассматриваемом примере имя набора правил RLS.

     GOAL: – раздел цели набора правил. После двоеточия указывается имя переменной цели. В рассматриваемом примере имя – MODEL.

     INITIAL: – раздел инициализации. Содержит операторы любого типа, которые GURU выполняет в начале консультации с ЭС.

     Обычно  этот раздел используется с целью:

     а) установки некоторых переменных в состояние UNKNOWN , то есть в начальное неопределенное состояние;

     б) изменения значений ряда переменных среды. Эти переменные устанавливают  для машины логических выводов способ определения пли интерпретации  правил, способ обращения к определенным функциям операционной системы и др. Имя переменной среды всегда начинается с символа Е (от слова ENVIRONMENT) и точки. Пользователь может установить любые значения из заданных множеств, но на начальной стадии работы с GURU рекомендуется использовать те значения переменных среды, которые задаются самой системой по умолчанию. В примере команда E.LSTR=70 изменяет количество символов в выводимой строке, заданное системой по умолчанию равное 15, на 70.

     в) вывода на экран с помощью команды  OUTPUT сообщений, очистки экрана (CLEAR) и др.

     RULE: – раздел правил. Собственно, со слова RULE должны начинаться все правила, обычно следующие друг за другом. За RULE следует имя правила. Правило задается несколькими предложениями, из которых наиболее важными являются IF, THEN и REASON.

     IF: <выражение> – содержит посылку (антецедент, достаточное условие применимости) данного правила. Если выражение в предложении IF в ходе вывода оказалось истинным, то могут быть произведены действия из раздела THEN.

     THEN: <операторы заключения> – содержит заключение (консеквент, действие) данного правила. Если посылка текущего правила (т.е. правила, обрабатываемого в данный момент) ложна, то операторы раздела THEN не выполняются. Система в этом случае пытается применить какое-либо другое правило.

     Часто оказывается, что посылка текущего правила использует переменные, значения которых еще не определены. Тогда  GURU пытается определить значения этих переменных. Для этого она применяет те правила, которые устанавливают значения требуемых переменных в своем заключении (части THEN). Если ни одно из таких правил применить не удалось, то система получает эти значения, исполнив часть FIND раздела VARIABLE. В примере в этом разделе присутствует оператор INPUT, который запрашивает требуемые значения у пользователя.

     Разделы IF и THEN обязательны и должны присутствовать в каждом правиле.

     REASON: – раздел объяснения. Он не является обязательным, по присутствие его дает системе весьма ценную возможность достаточно полно объяснять ход своих рассуждений, свои вопросы и выводы. После слова REASON может идти любой текст, однако рекомендуется использовать только заглавные русские буквы. Текст раздела объяснений без изменений появляется на экране в случаях:

     а) во время консультации при нажатии  клавиш CTRL/Y (УПР/Y), например:

     This information is needed for rule R01:

     ЕСЛИ  АППЕРТУРНАЯ АНТЕННА, СКОРОСТЬ ОБНОВЛЕНИЯ ИНФОРМАЦИИ 6 ОБ/МИН И КОЛИЧЕСТВО РАБОЧИХ МЕСТ 7, ТО РЛС – 19Ж6

     Строчка на английском языке означает, что  эта информация относится к правилу  R01 (пользователь обычно не знает какое правило сейчас является текущим). Пользователь может воспользоваться, например, такой возможностью, когда не понимает, почему от него требуют ту или иную информацию. После нажатия клавиши Enter (Ввод), это объяснение исчезает, и он может ввести ответ.

     б) после консультации, когда пользователь вводит WHY  <имя правила>  или WHY  <номер правила> – команду запроса объяснения заключения правила.

     Пользователь  это делает, когда хочет получить сведения о том, почему система GURU включила данное правило в вывод. Так как при появлении текста раздела REASON пользователь не видит самого правила, рекомендуется текст начинать с изложения правила, а затем добавлять любую дополнительную поясняющую информацию.

     Таким образом, в GURU реализуется подсистема объяснений. Следует отметить, что если переменной среды E.WRES присвоить значение 0, то команда WHY будет блокирована.

     VARIABLE: – раздел переменных. Здесь описываются переменные, которые необходимы ЭС в процессе работы. После двоеточия идет имя переменной и еще несколько предложений, основными из которых являются LABEL и FIND.

     IABEL: <текст> – содержит краткое (до 64 символов) описание переменной (метку), которая используется в командах WHY и HOW.

     Когда консультация завершена, пользователю может понадобиться узнать, как система установила значения одной или нескольких переменных, что осуществляется с помощью команды HOW:

     HOW <имя переменной> или HOW <номер переменной>

     Для каждого правила, которое было включено с целью выдачи значения переменной, GURU также выдает результирующее значение и его фактор уверенности.

     Чтобы узнать причины включения этих правил, можно использовать команду WHY. Имеются и другие возможности вывода правил, участвующих в выводе.

     FIND: – это предложение содержит один или несколько операторов GURU, которые отрабатывают в том случае, когда необходим ввод значений переменной. Обычно это какая-нибудь форма операторов INPUT, OUTPUT или GETFORM, хотя разрешается использовать любые операторы GURU.

     Если  системе необходимо знать значение неизвестной переменной, она, прежде всего, пытается найти правило, которое  дает значение этой переменной. Если же система не находит такого правила, она выполняет операторы раздела FIND для того, чтобы выяснить значение у пользователя, т.е. осуществляет сбор исходных фактов.

     DO: – раздел завершения. Содержит операторы, которые выполняются после того, как значение переменной цели найдено и консультация закончена. Обычно здесь выводится полученное системой значение переменной цели и выполняются действия по закрытию таблиц, приведению переменных среды в исходное состояние и т.п. Раздел DO может содержать любое количество операторов.

     END: – оператор, которым должен заканчиваться набор правил. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

Заключение.