Рефераты, контрольные, курсовые, дипломные работы. Учебники. Все бесплатно

Понятие об экспертной системе. Назначение.

Экспертная система (ЭС) - это программа, которая ведет себя подобно эксперту в некоторой узкой прикладной области. ЭС призваны решать задачи с неопределенностью и неполными исходными данными, требующие для своего решения экспертных знаний. Кроме того, эти системы должны уметь объяснять свое поведение и свое решение. Принципиальным отличием ЭС от других программ является их адаптивность, т.е. изменчивость в процессе самообучения.

Принято выделять в ЭС три основных модуля: модуль базы знаний; модуль логического вывода; интерфейс с пользователем. ЭС, являющиеся основой искусственного интеллекта, получили широкое распространение в науке (классификация животных и растений по видам, химический анализ), в медицине (постановка диагноза, анализ электрокардиограмм, определение методов лечения), в технике (поиск неисправностей в технических устройствах, слежение за полетом космических кораблей и спутников), в политологии, социологии, криминалистике и т.д. ЭС возникли как значительный практический результат в применении и развитии методов искусственного интеллекта (ИИ)- совокупности научных дисциплин, изучающих методы решения задач интеллектуального (творческого) характера с использованием ЭВМ.

Главным достоинством ЭС является возможность накопления знаний и сохранение их длительное время. В отличие от человека к любой информации ЭС подходят объективно, что улучшает качество проводимой экспертизы. При решении задач, требующих обработки большого объема знаний, возможность возникновения ошибки при переборе очень мала. В отличие от машинных программ, использующий процедурный анализ, ЭС решают задачи в узкой предметной области (конкретной области экспертизы) на основе дедуктивных рассуждений. Такие системы часто оказываются способными найти решение задач, которые неструктурированны и плохо определены. Они справляются с отсутствием структурированности путем привлечения эвристик, т. е. правил, что может быть полезным в тех системах, когда недостаток необходимых знаний или времени исключает возможность проведения полного анализа. Главное достоинство ЭС - возможность накапливать знания, сохранять их длительное время, обновлять и тем самым обеспечивать относительную независимость конкретной организации от наличия в ней квалифицированных специалистов. Накопление знаний позволяет повышать квалификацию специалистов, работающих на предприятии, используя наилучшие, проверенные решения.

Все перечисленные выше знания хранятся в базе знаний. Для ее построения требуется провести опрос специалистов, являющихся экспертами в конкретной предметной области, а затем систематизировать, организовать и снабдить эти знания указателями, чтобы впоследствии их можно было легко извлечь из базы знаний. Системы, основанные на знаниях, оказываются неэффективными при необходимости проведения скрупулезного анализа, когда число "решений" зависит от тысяч различных возможностей и многих переменных, которые изменяются во времени. В таких случаях лучше использовать базы данных с интерфейсом на естественном языке.

Основными отличиями ЭС от других программных продуктов являются использование не только данных, но и знаний, а также специального механизма вывода решений и новых знаний на основе имеющихся. Знания в ЭС представляются в такой форме, которая может быть легко обработана на ЭВМ. В ЭС известен алгоритм обработки знаний, а не алгоритм решения задачи. Поэтому применение алгоритма обработки знаний может привести к получению такого результата при решении конкретной задачи, который не был предусмотрен. Более того, алгоритм обработки знаний заранее неизвестен и строится по ходу решения задачи на основании эвристических правил. Решение задачи в ЭС сопровождается понятными пользователю объяснениями, качество получаемых решений обычно не хуже, а иногда и лучше достигаемого специалистами. В системах, основанных на знаниях, правила (эвристики), по которым решаются проблемы в конкретной предметной области, хранятся в базе знаний. Проблемы ставятся перед системой в виде совокупности фактов, описывающих некоторую ситуацию, и система с помощью базы знаний пытается вывести заключение из этих фактов. Качество ЭС определяется размером и качеством базы знаний. Система функционирует в следующем циклическом режиме: выбор (запрос) данных или результатов анализов, наблюдения, интерпретация результатов, усвоение новой информации, выдвижении с помощью правил временных гипотез и затем выбор следующей порции данных или результатов анализов. Такой процесс продолжается до тех пор, пока не поступит информация, достаточная для окончательного заключения. В любой момент времени в системе существуют три типа знаний:

структурированные знания - статические знания о предметной области. После того как эти знания выявлены, они уже не изменяются. Структурированные динамические знания - изменяемые знания о предметной области. Они обновляются по мере выявления новой информации. Рабочие знания- знания, применяемые для решения конкретной задачи или проведения консультации.

  1. Этапы составления программ компьютерного решения задач.

Рассмотрим поэтапно порядок составления программы на языке Pascal для математического выражения Y= 27,ЗХ + 0,9Х2 + 6,1 при X = 2,344

1. Представим числа выражения так, чтобы они стали понятны ЭВМ. Целые числа состоят из нескольких цифр и, возможно, знака. Если знак не указан, и число равно нулю, то оно положительно. Вещественные числа - это десятичные дроби и, в частности, целые числа, записанные в виде десятичных дробей (0 - целое; 0.0 - вещественное; 5.2 - вещественное). Для нашего примера запись чисел выглядит - 27.3; 0.9; 6.1; 2,344.

2. Уточним используемые знаки арифметических операций: "+" - сложение; "-" - вычитание; "*" - умножение;"/" - деление; "DIV" - деление нацело; "MOD" - остаток от деления нацело. DIV и MOD применяются только к целым числам. При вычислении арифметического выражения действуют обычные правила старшинства операций. Круглые скобки служат для изменения обычного порядка выполнения операций. Если при записи некоторая часть выражения переносится на другую строку, то переносимый знак при этом не повторяется. Для нашего примера используются знаки арифметических операций: сложение + и умножение *.

3. Зададим значения переменных. Переменная - объект, которому дано имя и которая может принимать различные значения. Они могут быть вещественными и целыми. Для нашего примера произведем математические преобразования переменной

Y = 27,ЗХ + 0,9Х2 + 6,1 = (27,3*Х + 0,9)*Х + 6,1 и запишем:

X=2.344;

Y=(27.3*Х + 0.9)*Х + 6.1;.

4. Для решения задачи необходимо задать последовательность приказов. Приказ – это побуждение к некоторому действию. В языке программирования приказы называют операторами. Арифметическое выражение не является оператором, а представляет собой правило (формулу), в соответствии с которым может быть вычислено некоторое значение. Оно может использоваться как составная часть различных операторов, в частности, оператора присваивания. В нашем случае справа от знака: = записано выражение (27.3*Х+ 0.9)*Х + 6.1, а слева - переменная Y. Оператор присваивания определяет:

1). Вычислить значение выражения, записанного справа от знака присваивания: =.

2). Вычисленное значение запомнить как значение переменой, находящейся в левой части оператора присваивания.

Значения переменных могут меняться в ходе выполнения операторов. Правило выполнения оператора присваивания гласит, что любое значение переменной в левой части всегда должно быть заменено вновь вычисленным значением выражения в правой части.

5. Чтобы вывести значения переменных необходимо дать соответствующий приказ: "выдать значение", который называется оператором (процедурой) вывода: write (Y), где write - пиши. Если переменных, подлежащих к выводу несколько, то они отделяются друг от друга запятыми и заключаются в круглые скобки - write (Y, А, В).

6. Для вычисления переменной Y при X = 2,344 сообщаем компьютеру последовательность приказов:

Х:=2.344;

Y :=(27.3*Х + 0.9)*Х + 6.1;

write (Y)

7. Придадим этой последовательности приказов вид программы. Программа - задание для компьютера, написанное на понятном для него языке в установленной форме. Программа на языке Pascal начинается с заголовка и заканчивает точкой. Имя программы выбирается произвольно с учетом правил написания имени в языке Паскаль. Лучше выбирать имя, отражающее назначение данной программы и действия, которые в ней производятся. Составим программу с именем YX для решения нашей задачи:

program YX;

begin

Х:= 2.344;

Y:=(27.3*Х+0.9)*Х + 6.1;:

write (Y)

end.

Заголовок программы - program XY; он состоит из ключевого слова программа и имени программы - XY. В конце заголовка обязательно ставится точка с запятой. Последовательность операторов, образующих программу (в данном случае один оператор - write), заключена в операторные скобки.

Begin, end - оба эти слова также являются ключевыми словами. Их смысл: begin (начало) - открывающая и end (конец) - закрывающая операторные скобки. Ключевые (служебные) слова особенные: они не могут использоваться в качестве имен. Ошибки в написании этих слов недопустимы. Ошибочное написание хотя бы одного ключевого слова приведет к тому, что компьютер откажется выполнять вашу программу. Какие буквы - прописные или заглавные - используются при написании ключевых слов, в программе не имеет значения.

8. Нам уже известны два типа переменных: целые и вещественные. Переменным различных типов выделяются участки памяти различной длины и структуры. Поэтому в начале программы следует сообщить информацию о том, каким переменным должна быть выделена память, а также указать их тип, чтобы компьютер "знал", сколько нужно выделить ячеек для переменных. Это делается в разделе переменных: var X, Y: real;

Раздел переменных начинается с ключевого слова Var - переменные (сокращение английского слова Variables), за которым следует описание переменных, состоящее из описательных предложений. В описательном предложении; указываются имена переменных и их тип. Вещественный тип переменных обозначается ключевым словом REAL, целый – INTEGER.

Имена переменных отделяются друг от друга запятыми, а от названия типа - двоеточием. В конце предложения ставится точка с запятой. Все переменные, используемые в программе, должны быть описаны. Каждая переменная описывается только один раз.

9. Наша программа приняла законченный вид:

program XY;

var Х,Y: геа1;

begin

X:=2.344;

У:=(27.3*Х + 0.9)*Х + 6.1;

write (Y)

end.

  1. Понятие алгоритма. Свойства. Типы. Способы записи.

На первом этапе создания программы программист должен определить последовательность действий, которые необходимо выполнить, чтобы решить поставленную задачу. Алгоритм — это точное предписание, определяющее процесс перехода от исходных данных к результату. Следует уточнить, что предписание считается алгоритмом, если оно обладает следующими свойствами:

  • дискретность - обязательность выполнения последовательности команд;

  • однозначность (детерминированность) - единственность толкования правил выполнения действий и порядка их выполнения. Таким образом, алгоритм не должен оставлять место произволу при его выполнении;

  • конечность - возможность реального исполнения каждого отдельного действия, т.к. алгоритм конечен;

  • массовость - возможность его применения для решения класса задач, предполагает его правильную работу при меняющихся в заданных пределах значениях исходных данных;

  • результативность - выполнение алгоритма в итоге должно приводить к получению всех возможных результатов.

Ниже приведен пример алгоритма математического характера — алгоритм вычисления корней квадратного уравнения.

Исходные данные — это коэффициенты уравнения: а — при второй степени неизвестного; b — при первой степени неизвестного; с — при нулевой степени неизвестного.

Искомый результат — значения корней уравнения, которые можно обозначить х1 и х2.

Предписание:

1. Вычислить значение дискриминанта (d) уравнения по формуле: d=bг-4ас

2. Если значение дискриминанта больше или равно нулю, то вычислить значения корней уравнения по формулам:

Х=(-b-d1/2)/2a; Х=(-b + d1/2)/2а

3. Если значение дискриминанта меньше нуля, то это значит, что уравнение не имеет действительных корней.

Приведенное предписание обладает всеми свойствами алгоритма:

  • однозначностью (в предписании указано, как обозначаются все коэффициенты уравнения, и приведены формулы для вычисления значения дискриминанта и корней уравнения);

  • массовостью (в предписании указаны не конкретные значения коэффициентов, а приведены формулы, в которых использованы обозначения коэффициентов);

  • результативностью (при выполнении предписания получается результат — значения корней уравнения или вывод о том, что уравнение не имеет решения).

При описании алгоритма используются обобщенные понятия, например "коэффициент" и "корень уравнения". При решении задачи эти понятия конкретизируются. Нельзя найти значения корней абстрактного квадратного уравнения, можно решить только конкретное уравнение, т.е. необходимо задать коэффициенты уравнения.

  1. Понятие информации. Свойства. Виды информации.

Термин информация происходит от латинского слова informatio, что означает «сведения, разъяснения, изложение». В обиходе информацией называют любые данные или сведения, которые кого-либо интересуют, например сообщение о каких-либо событиях, о чьей-либо деятельности и т. п. Информация — сведения об объектах и явлениях окружающей среды, их параметрах, свойствах и состоянии, которые воспринимают информационные системы (живые организмы, управляющие машины и др.) в процессе жизнедеятельности и работы.

Применительно к компьютерной обработке данных под информацией понимают некоторую последовательность символических обозначений (букв, цифр, закодированных графических образов и звуков и т. п.), несущую смысловую нагрузку и представленную в понятном компьютеру виде. Каждый новый символ в такой последовательности символов увеличивает информационный объем сообщения.

Информация обладает следующими свойствами: достоверность; полнота; точность; ценность; своевременность; понятность; доступность; краткость и т. д.

Информация достоверна, если она отражает истинное положение дел. Недостоверная информация может привести к неправильному пониманию или принятию неправильных решений. Достоверная информация со временем может стать недостоверной, так как она обладает свойством устаревать, т. е. перестает отражать истинное положение дел. Информация полна, если ее достаточно для понимания и принятия решений. Как неполная, так и избыточная информация сдерживает принятие решений или может повлечь ошибки. Точность информации определяется степенью ее близости к реальному состоянию объекта, процесса, явления и т. п. Ценность информации зависит от того, насколько она важна для решения задачи, а также от того, насколько в дальнейшем она найдет применение в каких-либо видах деятельности человека. Только своевременно полученная информация может принести ожидаемую пользу. Одинаково нежелательны как преждевременная подача информации (когда она еще не может быть усвоена), так и ее задержка. Если ценная и своевременная информация выражена непонятным образом, она может стать бесполезной. Информация становится понятной, если она выражена языком, на котором говорят те, кому предназначена эта информация. Информация должна преподноситься в доступной (по уровню восприятия) форме. Поэтому одни и те же вопросы по-разному излагаются в школьных учебниках и научных изданиях. Информацию по одному и тому же вопросу можно изложить кратко (сжато, без несущественных деталей) или пространно (подробно, многословно). Краткость информации необходима в справочниках, энциклопедиях, всевозможных инструкциях.

Чтобы информация была передана от источника к получателю, необходима некоторая материальная субстанция – носитель информации. Сообщение, передаваемое с помощью носителя, назовем сигналом. В общем случае сигнал – это изменяющийся во времени физический процесс. Такой процесс может содержать различные характеристики. Та из характеристик, которая используется для представления сообщений, называется параметром сигнала.

В случае когда параметр сигнала принимает последовательное во времени конечное число значений (при этом все они могут быть пронумерованы), сигнал называется дискретным, а сообщение, передаваемое с помощью таких сигналов -дискретным сообщением. Информация, передаваемая источником, в этом случае также называется дискретной. Если же источник вырабатывает непрерывное сообщение (соответственно параметр сигнала – непрерывная функция от времени), соответствующая информация называется непрерывной. Непрерывное сообщение можно преобразовать в дискретное (такая процедура называется дискретизацией).

  1. Рефераты, контрольные, курсовые, дипломные работы. Учебники. Все бесплатно (9)

    Реферат
    Предмет науки конституционного права — это исследование свойств конституционно-правовых норм, институтов и отношений, тенденций и закономерностей их организации, функционирования и развития, а также путей, форм и механизмов их реализации
  2. Рефераты, контрольные, курсовые, дипломные работы. Учебники. Все бесплатно (10)

    Реферат
    Туризм играет все более заметную роль в мировой экономике. Начало нового тысячелетия было отмечено не только подъемом туристского движения, но и появлением новых тенденций в развитии данной отрасли.
  3. Рефераты, контрольные, курсовые, дипломные работы. Учебники. Все бесплатно (21)

    Реферат
    С глубокой древности и до начала нынешнего столетия космос считали неизменным. Звездный мир олицетворял собой абсолютный покой, вечность и беспредельную протяженность.
  4. Рефераты, контрольные, курсовые, дипломные работы. Учебники. Все бесплатно (22)

    Реферат
    В последние годы все более усиливается значение туризма в жизни современного общества. Этому способствуют рост доходов населения, увеличение количеству свободного времени, все большая открытость регионов и другие факторы.
  5. Рефераты, контрольные, курсовые, дипломные работы. Учебники. Все бесплатно (24)

    Реферат
    6. Институт научной информации по общественным наукам (ИНИОН) Российской академии наук как ведущий информационный центр по социальным и гуманитарным наукам.
  6. Рефераты, контрольные, курсовые, дипломные работы. Учебники. Все бесплатно (1)

    Реферат
    Туризм – это особый вид человеческой деятельности, который направлен на определенное перемещение человека в пространстве или же по какой-то отдельно взятой территории.
  7. Рефераты, контрольные, курсовые, дипломные работы. Учебники. Все бесплатно (11)

    Реферат
    Русский язык – это национальный язык русского народа. Являясь средством общения – язык связан с жизнью общества, с народом – носителем данного языка. В нем выделяется его обработанная и нормированная часть, которая составляет основу
  8. Рефераты, контрольные, курсовые, дипломные работы. Учебники. Все бесплатно (12)

    Реферат
    История - одна из древнейших наук, ей около 2500 лет. Обычно историю определяют как науку о прошлом - минувшей действительности, о том, что когда-то было с человеком, народом, обществом в целом.
  9. Рефераты, контрольные, курсовые, дипломные работы. Учебники. Все бесплатно (19)

    Реферат
    Формы и методы эвристического обучения — это те, основной задачей которых является создание учащимися новых образовательных результатов: идей, сочинений, исследований, поделок, конкурсов, художественных произведений и др.
  10. Рефераты, контрольные, курсовые, дипломные работы. Учебники. Все бесплатно (5)

    Реферат
    Туризм - это особый вид человеческой деятельности, который направлен на определенное перемещение человека в пространстве или же по какой-то отдельно взятой территории.

Другие похожие документы..