Программные средства обеспечения экологической безопасности, безопасности технологических процессов и производств

Общая характеристика инструментальных средств для построения экспертных систем

По своему назначению и функциональным возможностям инструментальные программы, применяемые при проектировании экспертных систем, можно разделить на четыре достаточно больших категории.

1.Оболочки экспертных систем (expert system shells). Системы этого типа создаются, как правило, на основе какой-нибудь экспертной системы, достаточно хорошо зарекомендовавшей себя на практике. При создании оболочки из системы-прототипа удаляются компоненты, слишком специфичные для области ее непосредственного применения, и оставляются те, которые не имеют узкой специализации. Примером может служить система «EMYCIN», созданная на основе прошедшей длительную "обкатку" системы «MYCIN». В EMYCIN сохранен интерпретатор и все базовые структуры данных -- таблицы знаний и связанный с ними механизм индексации. Оболочка дополнена специальным языком, улучшающим читабельность программ, и средствами поддержки библиотеки типовых случаев и заключений, выполненных по ним экспертной системой. Дальнейшим развитием оболочки «EMYCIN» явились системы S.1 и М.4, в которых механизм построения цепочки обратных рассуждений, заимствованный в «EMYCIN», объединен с фреймоподобной структурой данных и дополнительными средствами управления ходом рассуждений.

2. Языки программирования высокого уровня. Инструментальные средства этой категории избавляют разработчика от необходимости углубляться в детали реализации системы -- способы эффективного распределения памяти, низкоуровневые процедуры доступа и манипулирования данными. Одним из наиболее известных представителей таких языков является OPS5.Этот язык прост в изучении и предоставляет программисту гораздо более широкие возможности, чем типичные специализированные оболочки. Следует отметить, что большинство подобных языков так и не было доведено до уровня коммерческого продукта и представляет собой скорее инструмент для исследователей.

3. Среда программирования, поддерживающая несколько парадигм (multiple-paradigm programming environment). Средства этой категории включают несколько программных модулей, что позволяет пользователю комбинировать в процессе разработки экспертной системы разные стили программирования. Среди первых проектов такого рода была исследовательская программа LOOP, которая допускала использование двух типов представления знаний: базирующегося на системе правил и объектно-ориентированного На основе этой архитектуры во второй половине 1980-х годов было разработано несколько коммерческих программных продуктов, из которых наибольшую известность получили KEE, «KnowledgeCraft» и «ART». Эти программы предоставляют в распоряжение квалифицированного пользователя множество опций и для последующих разработок, таких как КАРРА и CLIPS, и стали своего рода стандартом. Однако освоить эти языки программистам далеко не так просто, как языки, отнесенные нами к предыдущей категории.

4. Дополнительные модули. Средства этой категории представляют собой автономные программные модули, предназначенные для выполнения специфических задач в рамках выбранной архитектуры системы решения проблем. Хорошим примером здесь может служить упоминавшийся в главе 15 модуль работы с семантической сетью, использованный в системе VT. Этот модуль позволяет отслеживать связи между значениями ранее установленных и новых параметров проектирования в процессе работы над проектом. Подобные модули управления семантической сетью можно использовать для распространения внесенных изменений на все компоненты системы.

Примеры широко известных и эффективно используемых экспертных систем:

«DENDRAL» - ЭС для распознавания структуры сложных органических молекул по результатам их спектрального анализа (считается первой в мире экспертной системой);

«MOLGEN» - ЭС для выработки гипотез о структуре ДНК на основе экспериментов с ферментами,

«MYCIN» - ЭС диагностики кишечных заболеваний;

«PUFF» - ЭС диагностики легочных заболеваний;

«PROSPECTOR» - ЭС для консультаций при поиске залежей полезных ископаемых;

ЭСПЛАН »- ЭС для планирования производства на нефтеперерабатывающем заводе;

«МОДИС» - ЭС диагностики различных форм гипертонии.

Порядка 30% экспертных систем служат для диагностики, 15% - интерпретации, также 15% - рекомендаций, 12% - планирования, 9% - мониторинга, 8% - управления. Меньшую долю занимают задачи моделирования, выбора.

Размещено на Allbest.ru