Сараптамалық жүйелер. Информатика, 10 сынып, дидактикалық материал.

Сарапшы жүйелер

Сарапшы жүйелер - білім беруді қамтамасыз ететін және нақты проблемаларды шешуге пайдаланушыларға қол жетімді етуге болатын компьютерлік ақпараттық жүйелер. Сараптамалық жүйелер бірнеше санаттағы мәселелерді шешуге арналған: түсіндіру, болжау, диагностика, жобалау, жоспарлау, мониторинг, қадағалау, қалпына келтіру, басқару, басқару.Сарапшы жүйелер үшін қолданбалы бағыттар болып: агрономия, химия, компьютерлік жүйелер, электроника, инженерия, геология, заң, индустрия, математика, медицина, метеорология, әскери ғылым, физика, процестерді басқару, ғарыштық техника табылады. Сарапшы жүйелер сонымен қатар, тиісті салада оқыту үшін, проблеманы шешуде және олардың ұйымдастырылған білімдерінде өз тәжірибелерін пайдалана алады.

Жасанды интеллектті қолданатын жүйелер.

Ақпараттық технологиялардың қарқынды дамуы және олардың өнеркәсіпте қолданылуы бірқатар күрделі мәселелерді шешу қажеттілігін тудырды. Оларды шешу үшін түрлі тәсілдер қажет. Жасанды интеллект өнеркәсіптің бірнеше күрделі мәселелерін шешуге мүмкіндік береді. Жасанды интеллект пен білімге негізделген технологияның негізгі міндеті интеллектуальды программалау жүйелерін құру болып табылады, олар эвристикалық стратегияларды қолдана отырып және тақырыптық салада білімді қолдана отырып, анықталмаған шекаралық жағдайлар мен толық емес деректерге арналған іздеу кеңістігінің үлкен көлемімен байланысты мәселелерді шешуге мүмкіндік береді. Бұрынғы білімді жинау, құрылымдау және ұсыну - білім жүйесіне негізделген басты мәселе. Зияткерлік білімге негізделген жүйелер өндірісте, құрал-жабдыққа техникалық қызмет көрсетуде және техникалық диагностикада қолданылады. Сот процесінің көптеген мәселелерінде шешімдер белгісіз және көптеген балама әрекеттерді қамтиды. Шешімдер әдетте олар қолданатын осы мәселелердің тәжірибесіне байланысты.

Сараптамалық жүйелерді қолдану

Сараптамалық жүйелердің күнделікті міндеттері:

1. Деректерді интерпретациялау (мысалы, дыбыстық сигналдар)

2. Ақаулар немесе ауруларды диагностикалау

3.Кешенді объектілердің құрылымдық талдауы (мысалы, химиялық қосылыстар)

4. Кешенді нысандарды (мысалы, компьютерлік жүйелер) конфигурациялау

ЗИЯТКЕРЛІК ЖҮЙЕЛЕРДІ ҚОЛДАНУ

Білімге негізделген жүйелер көптеген мәселелерге қолданылады. D.Sriram [2] сәйкес, олар жобалау (инженерлік), диагностика, түсіндіру, басқару, жоспарлау және болжау сияқты тапсырмалар үшін пайдаланылуы керек. Жобалау, жоспарлау және болжау интеграциялау әдісімен төменгі деңгейдегі объектілер кластарынан жоғары деңгейдегі объектілерін құрады. Диагностика, интерпретация және басқару деректерді және білім беруді қорытындылау және ықтимал шешімдерді ұсыну кезеңінде қамтамасыз етеді. Осы проблемалардың әрқайсысы өз ерекшеліктеріне қарай жартылай ыдырайды, бұл белгілі бір салада сарапшының көрінісін түсінуге көмектеседі.

1) Дизайн

Дизайн - белгілі бір талаптарға сай келетін жүйені немесе объектіні құру процесі болып табылады. Осы жүйелердің бірі XCON (бастапқы R1). Бұл жүйе VAX компьютерлерін конфигурациялауға арналған. Жүйе ішінара шешілген схемалар әдісімен жұмыс істейді.

FADES - жабдықты жобалау және жоспарлау жүйесі. Білім логикалық рәсімдер және бірінші ретті предикаттар түрінде орындалатын ережелермен ұсынылады. Білім қоры келесі бағыттар білімін қамтиды: технологиялық жұмыс орны, инвестицияларды экономикалық талдау, тағайындалған алгоритмдер таңдау, жоспарлау және қолданыстағы деректер базасын және басқа да логикалық ережелер арқылы алынған ақпаратты қалпына келтіру:. Жүйені жобалауға қойылатын талаптарға ресурстардың қымбаттығынсыз кездесудің мақсаттарына жауап беру жатады. Мүмкін болатын қақтығыстарды шешу үшін басымдықтарды енгізу керек. Жүйелер икемді болуы керек, талаптар уақыт өте келе өзгеруі мүмкін немесе жобалау параметрлерінде өзгертулер болуы мүмкін. Білімнің бұл түрінің негізгі проблемалары мыналар болып табылады:

дизайнерлік шешімдердің бүкіл жүйелілігі дизайн елеулі дәрежеге жетпейінше алдын ала болжамдалмауы керек;

тапсырмалардың иерархиясын құру қажет; конструкторлық шектеулер бірнеше ақпарат көздерінен шығады; қайта бағыттаудан қашып құтылу мумкін емес және жобалық параметрлерді ауыстыру болашақта ғана байқалады;

конструкторлық параметрлер арасында ерекше қарым-қатынас қажет, олар сапалы есептілікпен оңай жақындатыла алмайды.

2.Диагностика

Диагностика кез-келген жүйеде қателер мен сәтсіздіктерді анықтау процесі ретінде қарастырылады. Диагностикалық жүйенің үздік үлгісі - Shortliffe әзірлеген MYCIN жүйесі.

Тағы бір танымал диагностикалық жүйе - DELTA, General Electric үшін Bonissone әзірлеген, қозғалтқыштың проблемаларын анықтау үшін. Локомотивтік ақаулардың нақты спектрін таңдау үшін жүйе жүйелік пайдаланушыға арналған егжей-тегжейлі сұрақтарды сұрайды. Әр кезеңде жүйе пайдаланған сарапшының дәлелдерін түсіндіреді. Соңында, локомотивтің сәтсіздігі анықталған кезде, жүйе нақты кері нұсқауларды жасайды. DELTA білім базасында өз тілінде ұсынылған 500-ден астам ереже бар. Жүйе икемді іздеу жүйесін пайдаланады. Жүйе алғаш рет LISP-де жасалды, содан кейін FORT-ге қайта бағдарламаланды.

ACE - диагностикалық жүйе болып табылады, ол желілік ақаулықтарды анықтайды, зиянды желілік сайттарды анықтап, тиісті жөндеу және оңалту қызметтерін ұсынады. Жүйе техникалық қызмет көрсетуден деректерді талдайды және осы жерде орын алған ақаулардың және желі сипаттамаларының физикалық орналасуын сипаттайтын шығыс деректерін шығарады. ACE адамдық араласусыз жұмыс істейді, CRAS-тің күнделікті жүргізетін техникалық қызмет көрсету деректерін талдайды, кабельді сәтсіздікке әкелетін компьютерлік бағдарлама. ACE телефон желісінің қандай бөліктерін коммутациялауды немесе қалпына келтіруді қажет етуін шешеді және осы деректерден жалпы ақпаратты сақтауға мүмкіндік беретін жеке дерекқорда сақтайды. Жүйе зақымдалған телефон кабелін анықтаған кезде, олар алдын ала күтім жасауды қажет ететінін анықтайды және мүмкіндігінше тиімділік түрін таңдап, пайдаланушыларға қол жетімді дерекқорға жазылады. ACE компаниясы сымды орталықтарға арналған қосымшаларды білу, күнделікті CRAS қызметі туралы деректерді және желіні талдау стратегияларын қолдана отырып шешімдерді қабылдайды. ACE қорытынды жасай алады, бірақ оған дәлелдерді түсіндіре алмайды. ACE жүйесі OADA-4 және Franz Lisp-да VAX-11/780 компьютерлерінде жасалды, негізінен кабельдік желіні талдау қызметтерінде орналасқан AT & T 3B-2 Model 300 суперкомпьютерлеріне тестіленді. Ол Нью-Джерси штаты Whippany қаласындағы Bell Laboratories компаниясымен жобаланған.

NDS желілік топологияны және оның құрамын білуге ​​негізделген сараптамалық диагностика стратегияларын іске асыратын COMNET байланыс желісіндегі күрделі бірнеше қателерді анықтайды. Жүйе диагностикалық тест жүргізуді ұсынады, ал әрбір сынақтың нәтижесі ақаулардың болуын немесе кейбір құрамдас бөліктердің болмағанын дәлелдейді. Құрамдас бөліктерге байланыс процессорлары, модемдер, телефон қосылымдары және компьютерлік терминалдар кіреді. NDS ARBY-да іске асырылатын ереже негізіндегі жүйе. Жүйені Smart Systems Technology компаниясы Shell Development Company-мен бірлесіп әзірледі. Диагностикалық жүйеде емтихандар деректерді дәйекті және дұрыс емес түсіндіруді және кіші жүйелер арасындағы қарым-қатынасты түсінуді қарастырады. Жүйенің осы түрінде кездесетін негізгі мәселелер:

деректер ішінара, келісілмеген және байланыссыз болуы мүмкін; қайталанатын қателер маскировкаға түседі немесе сарапшылар шешетін симптомдар тудыруы мүмкін; жабдық дұрыс емес болуы мүмкін, сынақ нəтижелері дұрыс болмауы мүмкін; кейбір деректер қол жетімді болмауы немесе кездейсоқ түрде алынуы мүмкін.

3.Түсіндірме

Түсіндірме - u1085 деректерін талдау және мағынасын анықтау процесі. Жүйенің бұл түрі Dendral болып табылады, Бьюкененмен әзірленген. Жүйе химиялық зерттеуді модельдеуге қабілетті. Түсіндіру талаптары диагностикаға ұқсас, яғни жүйенің біліктілігі деректерді дәйекті түсіндіру және жеткілікті дәлелдер қабылданбағанға дейін ықтимал кандидаттарды қабылдамай-ақ табу болып табылады. Түсіндірме сұрақтары диагностика сияқты бір қосымша болып табылады: интерпретациядағы сурет тану үлгілері диагностикалық диаграммаларға қарағанда ұзағырақ және күрделі.

4. Басқару

Басқару үздіксіз немесе мерзімді сигналдарды түсіндіру және ол түсіндіру қажет болған кезде(әдетте, нақты уақыт режимінде) ескерту сигналын қоса алу процесі ретінде қарастырылады. Осындай жүйенің бірі – Харау жасап шығарған, темір жол дөңгелектері ақауларды анықтау үшін арналған AAMS акустикалық бақылау процесі. Басқа басқару жүйесі NAVEX, ұшуды басқару үшін Гилбертпен әзірленген. Түсіндіру мен ішінара диагностикадан басқа, осы типтегі жүйелер түрлі дабыл жағдайларына жауап беруге және жалған дабылдарды болдырмауға қабілетті болуы керек. Мұндай жүйелермен практикалық проблема, ескерту күйі жиі мәтінмәнге байланысты және уақыт пен жағдаймен сигналдарды күтуге байланысты.

5. Жоспарлау

Жоспарлау - бұл көптеген мақсаттарға қол жеткізу үшін бағдарламалар жасау процесі. Өндірісті жоспарлау маңызды білім мен тәжірибені талап ететін сала болып табылады. Бұл аймақ білімге негізделген жүйелерді қолдану үшін өте қолайлы.

Stefik әзірлеген алғашқы MOLGEN жоспарлау жүйесі молекулярлық генетика бойынша жоспарлау эксперименттерінен тұрады. Тағы бір мысал - NASA ұшуларын дамытуға көмектесу үшін Калбер әзірлеген ESFAS жүйесі. GERI жүйесі жоспарлау процесінде білімге негізделген. Бұл білім өндірістік ережелер ретінде берілген. Жүйенің білім базасы жүйе объектісінің объектілері арасындағы өлшемдердің және геометриялық қатынастардың сипаттамасынан тұрады.

Жоспардың талаптары мен міндеттері кесте талаптарын қосу арқылы жобалау талаптарына ұқсас.

6.Болжау

Болжау өткен шақ және қазіргі заманғы модельдер негізінде болашақты болжау, сондай-ақ уақытты кездейсоқ ретпен қарауды қарастырады. Жүйенің осы түрімен байланысты мәселелер:

болжау теориясы болашақта жағдайды ескереді;

ақпараттың көптүрлілігі;

функциялар қайталануы мүмкін, олар басымдық тәртібімен сипатталуы керек.

Болжауда, сондай-ақ жоспарлау мен жобалау кезінде ықтимал шешімдердің саны кейде зияткерлік шешімдер санынан асып түседі.

Оқу мүмкіндіктері.

Білімге негізделген жүйелер олардың проблемаларын шешу тәжірибесін және олардың ұйымдастырылған білімдерін пайдалану арқылы оқыту үшін пайдаланылуы мүмкін.

Сараптамалық жүйелердің жалпы сипаттамасы

• Сараптамалық жүйелер адамның білімінің белгілі бір өкілдігі негізінде жасалады.
• Эксперттік жүйелер әдетте эвристикалық немесе жуықтау әдістерін пайдалана отырып, проблемаларды шешеді.
• Сарапшылар жүйелері далада емес, белгілі бір тақырыптық салада қорытынды жасауды модельдеуде.
• эвристика
• Эвристика - белгілі бір аумақтан проблеманы шешу жолдары туралы белгілі бір ақпаратты кодтайтын тәжірибеге негізделген ережелер.
• Эвристикалық әдістер нақты деректерді талап етпейді, белгілі бір дәрежедегі шешімдерді жүйеден шығару мүмкін.

Зияткерлік жүйелердің архитектурасы

Білімге негізделген архитектура келесі компоненттерден тұрады:

1. білім базасы (мәселені жалпы білу, сол сияқты фактілер мен ережелер);

2. дерекқор (ағымдағы проблема туралы ақпарат, яғни деректерді енгізу);

3. қорытынды механизмі (мәселеге жалпы білімді қолдану әдісі);

4. түсіндірме компонент (пайдаланушыны қорытындылар туралы хабардар етеді);

5. пайдаланушы интерфейсі және білім алу компоненті; (пайдаланушы ұсынған немесе білімдер базасынан алынған фактілерден жасалған проблеманың сипаттамасын және күйін сақтауға арналған жад аймағы).