Характеристики предметной области

Тип предметной области:

• статический — входные данные не изменяются за время се­анса работы приложения, значения других (не входных) данных изменяются только самой экспертной системой;
• динамический — входные данные, поступающие из внешних источников, изменяются во времени, значения других данных изменяются ЭС или подсистемой моделирования внешнего ок­ружения.

Способ описания сущностей предметной области:

• совокупность атрибутов и их значений (фиксированный со­став сущностей);
• совокупность классов (объектов) и их экземпляров (изменя­емый состав сущностей).

Способ организации сущностей в БЗ:

• неструктурированная БЗ;
• структурирование сущностей в БЗ по различным иерархиям («частное — общее», «часть — целое», «род — вид»), что обеспечи­вает наследование свойств сущностей.

Структурирование БЗ способствует:

• ограничению круга сущностей, которые должны рассматриваться механизмом вывода, и сокращению количества перебира­емых вариантов в процессе выбора решения;
• обеспечению наследования свойств сущностей, т.е. передачи свойств вышерасположенных в иерархии сущностей нижерасположенным, что значительно упрощает процесс приобретения и использования знаний.

Характеристики задач

1. Тип решаемых задач:

• задачи анализа или синтеза. В задаче анализа задана модель сущности и требуется определить неизвестные характеристики модели. В задаче синтеза задаются условия, которым должны удовлетворять характеристики «неизвестной» модели сущности, и требуется построить модель этой сущности. Решение задачи синтеза обычно включает задачу анализа как составную часть;
• статические или динамические задачи. Если задачи, решае­мые ЭС, явно не учитывают фактор времени и/или не изменяют в процессе своего решения знания об окружающем мире, то говорят, что ЭС решает статические задачи, в противном случае говорят о решении динамических задач.

2. Общность исполняемых утверждений: 

• частные исполняемые утверждения, содержащие ссылки на конкретные сущности (объекты);
• общие исполняемые утверждения, относящиеся к любым сущностям заданного типа (вне зависимости от их числа и име­ни). Использование общих утверждений позволяет значительно лаконичнее представлять знания. Однако поскольку общие утверждения не содержат явных ссылок на конкретные сущности, для их использования каждый раз требуется определять те сущности, к которым они должны применяться.

Не все сочетания перечисленных выше параметров, характе­ризующих проблемную среду, встречаются на практике. Наиболее распространены следующие типы проблемных сред:

• статическая предметная область:

представление сущностей в виде совокупности атрибутов и их значений, неизменяемый состав сущностей, БЗ не струк­турирована, решаются статические задачи анализа, исполь­зуются только частные исполняемые утверждения; представление сущностей объектами, изменяемый состав сущностей, БЗ структурирована, решаются статические за­дачи анализа и синтеза, используются общие и частные ис­полняемые утверждения;

• динамическая предметная область:

представление сущностей совокупностью атрибутов и их значений, неизменяемый состав сущностей, БЗ не структу­рирована, решаются динамические задачи анализа, исполь­зуются частные исполняемые утверждения; представление сущностей в виде объектов, изменяемый со­став сущностей, БЗ структурирована, решаются динамичес­кие задачи анализа и синтеза, используются общие и част­ные исполняемые утверждения.

Тип решаемой задачи. По этому признаку различают следую­щие задачи:

• • интерпретация данных — процесс определения смысла дан­ных, результаты которого должны быть согласованными и кор­ректными.

Экспертные системы, как правило, проводят много­вариантный анализ данных;

• диагностика — процесс соотнесения объекта с некоторым классом объектов и/или обнаружение неисправностей в системе (отклонений параметров системы от нормативных значений);
• мониторинг — непрерывная интерпретация данных в реаль­ном масштабе времени и сигнализация о выходе тех или иных па­ раметров за допустимые пределы;
• проектирование — создание ранее не существовавшего объ­екта и подготовка спецификаций на создание объектов с заранее определенными свойствами. Степень новизны может быть раз­ной и определяется видом знаний, заложенных в ЭС, и методами их обработки. Для организации эффективного проектирования и реинжиниринга требуется формировать не только сами проектные решения, но и мотивы их принятия. ЭС, решающие задачи проектирования, реализуют процедуры вывода решения и объяс­нения полученных результатов;
• прогнозирование — предсказание последствий некоторых со­бытий или явлений на основе анализа имеющихся данных. Про­ гнозирующие ЭС логически выводят вероятные следствия из заданных ситуаций. В прогнозирующих ЭС в большинстве случаев используются динамические модели, в которых значения пара­метров «подгоняются» под заданную ситуацию. Выводимые из этих моделей следствия составляют основу для прогнозов с веро­ятностными оценками;
• планирование — построение планов действий объектов, спо­собных выполнять некоторые функции. Работа ЭС по планиро­ванию основана на моделях поведения реальных объектов, которые позволяют проводить логический вывод последствий плани­руемой деятельности;
• обучение — использование компьютера для обучения каким-либо дисциплине или предмету. Экспертные системы обучения выполняют такие функции, как диагностика ошибок, подсказы­ вание правильных решений; аккумулирование знаний о гипоте­тическом «ученике» и его характерных ошибках; диагностирова­ние слабости в познаниях обучаемых и нахождение соответству­ющих средств для их ликвидации. Системы обучения способны планировать акт общения с учеником в зависимости от успехов ученика для передачи необходимых знаний;
• управление — функция организованной системы, поддержи­вающая определенный режим ее деятельности. Экспертные сис­ темы данного типа предназначены для управления поведением сложных систем в соответствии с заданными спецификациями;
• поддержка принятия решений — совокупность процедур, обеспечивающая лицо, принимающее решения, необходимой информацией и рекомендациями, облегчающими процесс при­нятия решения. Такого рода ЭС оказывают помощь специалис­там в выборе и/или генерации наиболее рациональной альтерна­тивы из множества возможных при принятии ответственных ре­шений.

Задачи интерпретации данных, диагностики, поддержки при­нятия решений относятся к задачам анализа, задачи проектиро­вания, планирования и управления — к задачам синтеза. К комбинированному типу задач относятся обучение, мониторинг и прогнозирование.