Введение к работе
Актуальность проблемы. Экспертные системы предназначай! для решения сложных неформализуемых задач на уровне лучших специалистов-экспертов в определенной проблемной области, а также быстрого обучения специалистов наиболее современным и эффективным методам решения возникающих трудных проблем. В условиях критической нехватки квалифицированных людей, быстрого нарастания количества сложных задач, больших материальных и временных затрат на обучение и привлечение к работе хороших специалистов, экспертные системы стали эффективным и распространенным средством решения сложных проблем.
Среди многочисленных работ, посвященных вопросам построения экспертных систем, выделяются работа Шэртлифа, Стэфика, Дэвиса, Лената, Д.'А. Поспелова, А.С.Клещева и др.
К числу основных недостатков современных продукционных экспертных систем относится относительно низкое быстродействие подобных систем. Применяемые методы ускорения работы экспертных систем на основе использования метазнаний или структуризации базы знаний на этапе формирования базы знаний не позволяют избежать просмотра дополнительных правил механизмом логического вывода, приводящего к неэффективным потерям времени. Б связи с этим, при решении задачи ускорения работы экспертных систем актуальной становится проблема исключения неэффективного просмотра базы знаний.
Качество работы экспертной системы определяется качеством содержимого ее базы знаний, поэтому разработка методов, сокращающих количество семантических искажений при переводе знаний
с языка эксперта на язык представления знаний экспертной системы также имеет существенное значение при построении экспертных систем.
Большое значение при разработке современных программных систем придается вопросам поддержки "дружественного" интерфейса между системой и пользователем на основе методов визуализации. Существенным недостатком инструментальных средств создания экс-пертных систем является отсутствие необходимых механизмов поддержки подобного рода интерфейса.
Пелъ работы. Целью диссертационной работы является разработка и теоретическое обоснование методов повышения производительности, качества работы экспертных систем и механизмов поддержки "дружественного" интерфейса мевду системой и пользователем.
Методы исследования. Б основу проведенных исследований положены методы структурного анализа, теории множеств, комбинаторики, теории вероятностей, математической логики, аппарата моделирования.
Научная новизна. В диссертационной работе получены следующие новые результаты:
разработан метод ускорения поиска решения для продукционных экспертных систем на основе структурного анализа базы знаний;
разработаны архитектура и алгоритм работы экспертной системы с объектно-ориентированной организацией;
полученн сравнительные аналитические оценки времени работы продукционных и объектно-ориентированных экспертных систем;
определена зависимость стратегии поиска на дереве вывода в зависимости от способа управления потоком сообщений, на основе
моделирования с помощью сетей Петри;
введены понятия чувствительности и восстанавливаемости экспертных систем. Получены аналитические оценки чувствительности и восстанавливаемости в зависимости от способа управления потоком сообщений;
определена зависимость необходимых объемов оперативной памяти в зависимости от способа управления потоком сообщений;
с целью уменьшения количества семантических искажений, воз никающих при переводе знаний с языка эксперта на язык представления знаний разработан промежуточный язык концептуализации знаний 5"а/кС , основанный на языке спецификации программ 5Д ;
разработана система визуализации интерфейса между экспертной системой и пользователем. Понаэано, что система визуализации может рассматриваться как экспертная система, что существенно облегчает решение задачи включения системы визуализации в состав решающей экспертной системы.
Практическая ценность. Полученные в работе научные результаты использовались при решении ряда задач:
разработка базы знаний экспертной агробиологической системы "АГРЭКС";
разработка консультационной экспертной системы по животноводству "Деметра" на основе объектно-ориентированного подхода к построению экспертных систем;
разработка системы визуализации интерфейса экспертной системы "Деметра".
Применение разработанных в диссертационной работе методов и алгоритмов позволяет сократить время поиска решений, улучшить
качество решений, повысить степень "дружественности" интерфейса между системой и пользователем.
Внедрение результатов работы. Научные результаты диссертационной работы использованы при разработке агробиологической экспертной системы "АТРЭКС" и консультационной экспертной системы "Деметра". Указанные экспертные системы внедрены во ВНИИТЭИ Лгро-прома СССР. Результата практического внедрения подтверядены справками о внедрении.
Апробация табрты. Основные результаты работы докладывались и обсуждались на Всесоюзном научно-практическом семинаре "Интеллектуальное программное обеспечение ЭШ" (Терскол, 1990), научно-техническом семинаре Московского Дома научно-технической пропо-ганды (Москва, 1987), на научных семинарах кафедры ЭВМ Московского _института инженеров транспорта (МИИТ, 1987-1990), семинаре Ереванского Политехнического института (ЕрПИ, 1988).
Публикации. Основные результаты диссертационной работы отражены в 4 печатных работах.
Структура и объем диссертации. Диссертационная работа состоит из введения, пята глав, заключения. Работа содержит 107 страниц машинописного текста, 55 рисунков, 3 таблиц, 5 приложений.
