Struktura i funkcjonowanie systemów ekspertowych

Systemem ekspertowym nazywa się program do rozwiązywania problemów zlecanych ekspertom. Charakteryzuje się on strukturą funkcjonalną, której podstawowymi elementami są:

1. Baza wiedzy, czyli zbór plików tekstowych zawierający wiedzę potrzebną dla rozwiązywanych problemów –wiedza dziedzinowa.

 

2. System wnioskujący, czyli program wykonywalny, wnioskujący na podstawie bazy wiedzy i zadeklarowanych przez użytkownika danych. Wnioskowaniem nazywamy poprawne wyznaczanie nowych danych(wniosków, wartości zmiennych) zadeklarowanych przez użytkownika systemu ekspertowego.

 

 

Rozważając szczegółowo strukturę systemów ekspertowych możemy w niej wyróżnić następujące podstawowe elementy

- baza wiedzy (np. zbiór reguł),

- baza danych (np. dane o obiekcie, wyniki pomiarów, hipotezy),

- procedury wnioskowania - maszyna wnioskująca,

- procedury objaśniania - objaśniają strategię wnioskowania,

- procedury sterowania dialogiem - procedury wejścia/wyjścia umożliwiają formułowanie zadań przez użytkownika i przekazywanie rozwiązania przez program,

- procedury umożliwiające rozszerzanie oraz modyfikację wiedzy- pozyskiwanie wiedzy.

 

 

Istotą systemu ekspertowego jest więc wyznaczanie wniosków i wyników z wiedzy zapisanej w bazie wiedzy. Trzeba zwrócić uwagę na to że, ciąg kroków potrzebny do wyznaczania wniosków i wyników jest przez system wnioskujący dynamicznie syntezowany dla każdej bazy wiedzy, nie zaś jawnie programowany w trakcie tworzenia bazy wiedzy.

System ekspertowy posiada również elementy pomocnicze bardzo ważne, lecz nie decydujące o jego naturze.

Są to:

1. Dynamiczna baza danych, służy do przechowywania odpowiedzi użytkownika i wyników wnioskowania.

2.  Edytor bazy wiedzy, służy do czytania, formułowania i modyfikowania bazy wiedzy

3. Łącze użytkownika umożliwia użytkownika komunikowanie się z systemem wnioskującym i edytorem bazy wiedzy.

 

Systemem ekspertowym nazywa się program do rozwiązywania problemów zlecanych ekspertom. Charakteryzuje się on strukturą funkcjonalną, której podstawowymi elementami są:

1. Baza wiedzy, czyli zbór plików tekstowych zawierający wiedzę potrzebną dla rozwiązywanych problemów –wiedza dziedzinowa.

 

2. System wnioskujący, czyli program wykonywalny, wnioskujący na podstawie bazy wiedzy i zadeklarowanych przez użytkownika danych. Wnioskowaniem nazywamy poprawne wyznaczanie nowych danych(wniosków, wartości zmiennych) zadeklarowanych przez użytkownika systemu ekspertowego.

 

 

Rozważając szczegółowo strukturę systemów ekspertowych możemy w niej wyróżnić następujące podstawowe elementy

- baza wiedzy (np. zbiór reguł),

- baza danych (np. dane o obiekcie, wyniki pomiarów, hipotezy),

- procedury wnioskowania - maszyna wnioskująca,

- procedury objaśniania - objaśniają strategię wnioskowania,

- procedury sterowania dialogiem - procedury wejścia/wyjścia umożliwiają formułowanie zadań przez użytkownika i przekazywanie rozwiązania przez program,

- procedury umożliwiające rozszerzanie oraz modyfikację wiedzy- pozyskiwanie wiedzy.

 

 

Istotą systemu ekspertowego jest więc wyznaczanie wniosków i wyników z wiedzy zapisanej w bazie wiedzy. Trzeba zwrócić uwagę na to że, ciąg kroków potrzebny do wyznaczania wniosków i wyników jest przez system wnioskujący dynamicznie syntezowany dla każdej bazy wiedzy, nie zaś jawnie programowany w trakcie tworzenia bazy wiedzy.

System ekspertowy posiada również elementy pomocnicze bardzo ważne, lecz nie decydujące o jego naturze.

Są to:

1. Dynamiczna baza danych, służy do przechowywania odpowiedzi użytkownika i wyników wnioskowania.

2.  Edytor bazy wiedzy, służy do czytania, formułowania i modyfikowania bazy wiedzy

3.

Łącze użytkownika umożliwia użytkownika komunikowanie się z systemem wnioskującym i edytorem bazy wiedzy.

Użytkownik może kontaktować się z bazą wiedzy tylko poprzez interfejs użytkownika i edytor bazy wiedzy (w celu edytowania bazy wiedzy) lub poprzez interfejs użytkownika i system wnioskujący (w celu wnioskowania).

Z dynamiczną bazą wiedzy kontaktuje się tylko system wnioskujący, który wprowadza dane deklarowane przez użytkownika lub dane wynikłe z wnioskowania.

Spojrzyjmy teraz na system ekspertowy z punktu widzenia użytkownika uwzględniając naturę informatyczną plików składających się na system.

 

Wyróżniamy:

- Plik wykonywalny o rozszerzeniu.exe., obejmuje system wnioskujący, interfejs użytkownika, edytor bazy wiedzy i dynamiczną bazę danych. W komercyjnych wersjach systemów ekspertowych kod źródłowy pliku wykonywalnego nie jest udostępniany użytkownikowi.

Plik ten nazywa się również systemem ekspertowym właściwym lub systemem ekspertowym skorupowym, gdyż można go wypełnić różną wiedzą, dostarczaną przez użytkownika.

- Plik tekstowy, który jest bazą wiedzy, dającą się załadować do systemu ekspertowego skorupowego i usunąć z niego, edytować za pomocą edytora systemu skorupowego oraz, co najważniejsze, o semantyce zrozumiałej dla systemu ekspertowego w stopniu umożliwiającym wnioskowanie.

Spotykamy następujące polskie i angielskie synonimy:

System ekspertowy= program regułowy =program z regułową baza wiedzy

Ekspert system = knowledge automation ekspert system =knowledge based system=rule based system.

Program, który pretenduje do miana systemu ekspertowego powinien posiadać zakodowaną w sobie wiedzę, porównywalną z wiedzą eksperta. System ekspertowy, dysponując zapisaną wiedzą, może jej używać wielokrotnie, w sposób efektywny. Istotną cechą systemów ekspertowych jest umiejętność przeprowadzania wnioskowania na podstawie bazy wiedzy, dochodzenia do konkluzji, do wyniku. Najczęściej wniosek nie wynika jednoznacznie ze zgromadzonej wiedzy. Znalezienie odpowiedzi na zadanie pytanie może być wynikiem całego łańcucha wnioskowań.

Na przykładzie prostej gry w 10 pytań można stworzyć krótki system ekspertowy. Zadający pytania staje się naszym „ekspertem”. Zadając pytania budujemy prostą bazę wiedzy, zbieramy informacje. Z otrzymywanych odpowiedzi wnioskujemy. Tak stworzyliśmy prosty system ekspertowy, który na podstawie logicznie wyciągniętych wniosków tworzy tzw. Fakty.

 

Np.: Czy jesteś kobietą? Odp. tak lub nie, jeśli nie tzn. jest mężczyzna, w jakim przedziale wiekowym się mieścisz <20,30>,<30,40> itd. W ten sposób budujemy bazę wiedzy a z otrzymywanych odpowiedzi wnioskujemy.