SYSTEMY

SYSTEMY

EKSPERTOWE

EKSPERTOWE

Koncepcja, cechy, funkcje,

Koncepcja, cechy, funkcje,

zasady działania,

zasady działania,

zastosowanie oraz

zastosowanie oraz

porównanie z systemami

porównanie z systemami

tradycyjnymi.

tradycyjnymi.

PLAN PREZENTACJI:

PLAN PREZENTACJI:



Koncepcja SE



Podstawowe zasady działania SE



Narzędzia budowy SE

Narzędzia budowy SE



Zastosowanie

Zastosowanie



Różnice w stosunku do

Różnice w stosunku do

systemów tradycyjnych

systemów tradycyjnych



SYSTEM EKSPERTOWY

SYSTEM EKSPERTOWY

jest

jest

programem komputerowym,

programem komputerowym,

który stosuje modele wiedzy i

który stosuje modele wiedzy i

procedury wnioskowania w celu

procedury wnioskowania w celu

rozwiązywania problemów.

rozwiązywania problemów.

Wiedza taka składa się z faktów i

Wiedza taka składa się z faktów i

reguł wnioskowania.

reguł wnioskowania.

OGÓLNA KONCEPCJA SE

OGÓLNA KONCEPCJA SE

Podstawowe cechy

Podstawowe cechy

systemów ekspertowych:

systemów ekspertowych:



Poprawność

Poprawność



Przejrzystość, łatwość w obsłudze,

Przejrzystość, łatwość w obsłudze,

zrozumiałość, efektywność

zrozumiałość, efektywność



Rozwiązywanie zadania w czasie

Rozwiązywanie zadania w czasie

dopuszczalnym

dopuszczalnym



Dysponowanie strategiami

Dysponowanie strategiami

umożliwiającymi imitowanie wiedzy i

umożliwiającymi imitowanie wiedzy i

intuicji eksperta

intuicji eksperta



Uniwersalność

Uniwersalność



Złożoność

Złożoność

Nabywanie wiedzy i

Nabywanie wiedzy i

strukturalizacja wiedzy w

strukturalizacja wiedzy w

SE

SE

Wiedza z określonej

dziedziny

Doświadczenie, praktyka

Wyobraźnia

Literatura fachowa

Wiedza z zakresu inżynierii

wiedzy

Doświadczenie i praktyka

Analiza rozwiązań

podobnych problemów

ekspert

inżynier wiedzy

Wiedza w SE

Wymagania, jakie musi

Wymagania, jakie musi

spełniać problem, aby

spełniać problem, aby

opłacalne było tworzenie SE

opłacalne było tworzenie SE

do jego rozwiązania:

do jego rozwiązania:



Decyzja musi zależeć od dobrze

Decyzja musi zależeć od dobrze

zdefiniowanego zbioru zmiennych,

zdefiniowanego zbioru zmiennych,



Wartości, jakie przyjmują te zmienne muszą

Wartości, jakie przyjmują te zmienne muszą

być znane,

być znane,



Musi być znana zależność, jaką wywierają

Musi być znana zależność, jaką wywierają

poszczególne zmienne na decyzję,

poszczególne zmienne na decyzję,



Zależności między zmiennymi powinny być

Zależności między zmiennymi powinny być

złożone na tyle, aby opłacalne było

złożone na tyle, aby opłacalne było

tworzenie SE.

tworzenie SE.



SE realizuje dwie główne

SE realizuje dwie główne

funkcje:

funkcje:

1)

1)

Wprowadza konkluzję,

Wprowadza konkluzję,

2)

2)

Wyjaśnia swoje rozumowanie.

Wyjaśnia swoje rozumowanie.

Typologia rodzajów zadań

Typologia rodzajów zadań

rozwiązywanych przez SE

rozwiązywanych przez SE

Zadanie

Zadanie

Opis

Opis

Interpretacja

Interpretacja

Opisuje sytuację na podstawie danych

Opisuje sytuację na podstawie danych

Przewidywanie

Przewidywanie

Przewiduje prawdopodobne konsekwencje

Przewiduje prawdopodobne konsekwencje

danej sytuacji

danej sytuacji

Diagnoza

Diagnoza

Ocenia niesprawność na podstawie

Ocenia niesprawność na podstawie

obserwacji

obserwacji

Zalecenie

Zalecenie

Zaleca środki naprawcze

Zaleca środki naprawcze

Projekt

Projekt

Dobiera elementy uwzględniając

Dobiera elementy uwzględniając

ograniczenia

ograniczenia

Sterowanie

Sterowanie

Regulowanie zachowaniem się systemu

Regulowanie zachowaniem się systemu

Uczenie

Uczenie

Diagnozuje, opisuje i doradza pewne

Diagnozuje, opisuje i doradza pewne

zachowania

zachowania

PODSTAWOWE ZASADY

PODSTAWOWE ZASADY

DZIAŁANIA SYSTEMÓW

DZIAŁANIA SYSTEMÓW

EKSPERTOWYCH

EKSPERTOWYCH



Podstawowa architektura SE składa

Podstawowa architektura SE składa

się z czterech elementów:

się z czterech elementów:

1)

1)

Bazy wiedzy,

Bazy wiedzy,

2)

2)

Mechanizmu wnioskowania,

Mechanizmu wnioskowania,

3)

3)

Pamięci roboczej,

Pamięci roboczej,

4)

4)

Mechanizmu wyjaśniania zapytań i

Mechanizmu wyjaśniania zapytań i

interfejsu użytkownika (element dialogu).

interfejsu użytkownika (element dialogu).

Podstawowe elementy

Podstawowe elementy

systemów ekspertowych

systemów ekspertowych

Wyjaśnieni

e

zapytań

Baza

wiedzy

Mechanizm

wnioskowania

Dialog

interface

Narzędzie

dla

prezentac

ji rezult.

Pamięć

robocza,

fakty itp.

UŻYTKOWNIK

ZARZĄDZANIE BAZĄ

ZARZĄDZANIE BAZĄ

WIEDZY

WIEDZY

Istnieją dwa podejścia do

Istnieją dwa podejścia do

definiowania wiedzy:

definiowania wiedzy:

1. Zorientowane na

1. Zorientowane na

rozwiązywane problemów,

rozwiązywane problemów,

2. Zorientowane na obiekty.

2. Zorientowane na obiekty.

Mechanizm wnioskowania

Mechanizm wnioskowania



Wnioskowanie wprzód:

Wnioskowanie wprzód:



Fakty Reguły Wnioskowania

Fakty Reguły Wnioskowania

Cel

Cel



Wnioskowanie wstecz:

Wnioskowanie wstecz:



Cel Reguły wnioskowania

Cel Reguły wnioskowania

Fakty

Fakty

NARZĘDZIA BUDOWY

NARZĘDZIA BUDOWY

SYSTEMÓW

SYSTEMÓW

EKSPERTOWYCH

EKSPERTOWYCH



Istnieją trzy kategorie

Istnieją trzy kategorie

narzędzi do

narzędzi do

implementacji systemów

implementacji systemów

ekspertowych

ekspertowych

:

:

I.

I.

typowe języki programowania,

typowe języki programowania,

II.

II.

specjalne języki programowania,

specjalne języki programowania,

III.

III.

szkieletowe systemy ekspertowe.

szkieletowe systemy ekspertowe.

Narzędzia do budowy SE

Narzędzia do budowy SE

ZASTOSOWANIE SE

ZASTOSOWANIE SE



Wybrane problemy i zagadnienia, którymi

Wybrane problemy i zagadnienia, którymi

zajmują się SE:

zajmują się SE:



nadzór sieci telefonicznej (ACE),

nadzór sieci telefonicznej (ACE),



systemy diagnozy medycznej (CASNET,

systemy diagnozy medycznej (CASNET,

ONCOCIN),

ONCOCIN),



systemy interpretacyjne dla nadzoru,

systemy interpretacyjne dla nadzoru,



systemy rozpoznawania mowy,

systemy rozpoznawania mowy,



identyfikacja struktur cząstek białka

identyfikacja struktur cząstek białka

(CRYSTALIS),

(CRYSTALIS),



prognozowanie pogody,

prognozowanie pogody,



diagnostyka komputerów (FAULTFINDER, IDT),

diagnostyka komputerów (FAULTFINDER, IDT),



identyfikacja związków chemicznych (GAMMA),

identyfikacja związków chemicznych (GAMMA),

ZASTOSOWANIE SE c.d.

ZASTOSOWANIE SE c.d.



wspomaganie badań geologicznych (LITHO),

wspomaganie badań geologicznych (LITHO),



analiza rynku,

analiza rynku,



planowanie projektu np. w handlu,

planowanie projektu np. w handlu,



poszukiwanie złóż minerałów (PROSPECTOR),

poszukiwanie złóż minerałów (PROSPECTOR),



rola nauczania (np. przy szkoleniu studentów),

rola nauczania (np. przy szkoleniu studentów),



planowanie eksperymentów genetycznych

planowanie eksperymentów genetycznych

(MOLGEN, GENESIS, SPEX),

(MOLGEN, GENESIS, SPEX),



diagnostyka lokomotyw spalinowych (DELTA),

diagnostyka lokomotyw spalinowych (DELTA),



kształcenie lekarzy (Gwidon),

kształcenie lekarzy (Gwidon),



szkolenie operatorów siłowni jądrowych

szkolenie operatorów siłowni jądrowych

(STEAMER),

(STEAMER),

RÓŻNICE W STOSUNKU DO

RÓŻNICE W STOSUNKU DO

SYSTEMÓW

SYSTEMÓW

TRADYCYJNYCH

TRADYCYJNYCH



System ekspertowy

System ekspertowy



twórca to inżynier

twórca to inżynier

wiedzy

wiedzy



korzysta z bazy wiedzy

korzysta z bazy wiedzy



problemy do

problemy do

rozwiązania przez

rozwiązania przez

twórcę to reprezentacja

twórcę to reprezentacja

i sposób użycia wiedzy

i sposób użycia wiedzy



do rozwiązywania

do rozwiązywania

problemów posługuje się

problemów posługuje się

heurystykami

heurystykami



Program

Program

tradycyjny

tradycyjny



twórca to programista,

twórca to programista,

analityk systemów

analityk systemów



korzysta z bazy danych

korzysta z bazy danych



problemy do

problemy do

rozwiązania przez

rozwiązania przez

twórcę to reprezentacja

twórcę to reprezentacja

i sposób użycia danych

i sposób użycia danych



do rozwiązywania

do rozwiązywania

problemów posługuje się

problemów posługuje się

algorytmami

algorytmami

RÓŻNICE c.d.

RÓŻNICE c.d.



System ekspertowy

System ekspertowy



system bliski idealnemu

system bliski idealnemu

to taki, który

to taki, który

efektywnie manipuluje

efektywnie manipuluje

dużymi bazami wiedzy

dużymi bazami wiedzy



stosowany w

stosowany w

dziedzinach, w których

dziedzinach, w których

nie istnieje

nie istnieje

matematyczny model

matematyczny model

algorytmów

algorytmów

rozwiązujących zadania

rozwiązujących zadania

z danej dziedziny

z danej dziedziny



Program tradycyjny

Program tradycyjny



program bliski

program bliski

idealnemu to taki,

idealnemu to taki,

który efektywnie

który efektywnie

manipuluje dużymi

manipuluje dużymi

bazami danych

bazami danych



używany tylko w

używany tylko w

dziedzinach

dziedzinach

posiadających

posiadających

jednoznacznie

jednoznacznie

określone algorytmy

określone algorytmy

rozwiązywania zadań

rozwiązywania zadań

RÓŻNICE c.d.

RÓŻNICE c.d.



System ekspertowy

System ekspertowy



wymaga pozyskania

wymaga pozyskania

wiedzy od eksperta

wiedzy od eksperta



nieopłacalny do

nieopłacalny do

stworzenia w

stworzenia w

przypadku

przypadku

problemów o ściśle

problemów o ściśle

określonych

określonych

algorytmach

algorytmach

rozwiązania

rozwiązania



Program tradycyjny

Program tradycyjny



używa tylko gotowych

używa tylko gotowych

algorytmów

algorytmów



przy ściśle

przy ściśle

określonych

określonych

algorytmach

algorytmach

rozwiązania tworzenie

rozwiązania tworzenie

programu jest bardzo

programu jest bardzo

szybkie i daje on

szybkie i daje on

poprawne wyniki

poprawne wyniki

RÓŻNICE c.d.

RÓŻNICE c.d.



System

System

ekspertowy

ekspertowy



zbyt skomplikowany i

zbyt skomplikowany i

czasochłonny proces

czasochłonny proces

tworzenia i dlatego

tworzenia i dlatego

nieopłacalne jest

nieopłacalne jest

wykorzystanie systemu

wykorzystanie systemu

ekspertowego do

ekspertowego do

rozwiązywania mało

rozwiązywania mało

skomplikowanych

skomplikowanych

problemów

problemów



może automatycznie

może automatycznie

rozwijać bazę wiedzy

rozwijać bazę wiedzy



Program

Program

tradycyjny

tradycyjny



mało skomplikowane

mało skomplikowane

problemy sprawiają, iż

problemy sprawiają, iż

program jest tworzony

program jest tworzony

w krótkim okresie

w krótkim okresie

czasu i pracuje szybko

czasu i pracuje szybko



nie ma możliwości

nie ma możliwości

automatycznego

automatycznego

rozwijania bazy danych

rozwijania bazy danych

RÓŻNICE c.d.

RÓŻNICE c.d.



System ekspertowy

System ekspertowy



potrafi rozwiązać

potrafi rozwiązać

problem o dużej

problem o dużej

złożoności

złożoności

obliczeniowej

obliczeniowej



symboliczne

symboliczne

przetwarzanie

przetwarzanie

posiadanej informacji

posiadanej informacji



zapis wiedzy ma

zapis wiedzy ma

charakter

charakter

deklaratywny

deklaratywny



Program tradycyjny

Program tradycyjny



zawodzą przy dużej

zawodzą przy dużej

złożoności

złożoności

obliczeniowej

obliczeniowej

problemu

problemu



numeryczne

numeryczne

przetwarzanie

przetwarzanie

posiadanej informacji

posiadanej informacji



algorytmiczny zapis

algorytmiczny zapis

sposobów

sposobów

rozwiązywania

rozwiązywania

problemów

problemów

RÓŻNICE c.d.

RÓŻNICE c.d.



System ekspertowy

System ekspertowy



możliwość istnienia

możliwość istnienia

interaktywnego

interaktywnego

otoczenia

otoczenia

programowego

programowego



możliwość

możliwość

prowadzenia dialogu

prowadzenia dialogu

w języku zbliżonym

w języku zbliżonym

do naturalnego

do naturalnego



wyposażony w

wyposażony w

mechanizmy

mechanizmy

objaśniania

objaśniania



Program tradycyjny

Program tradycyjny



przetwarzanie

przetwarzanie

wsadowe lub

wsadowe lub

interaktywne

interaktywne



niemożliwy dialog w

niemożliwy dialog w

języku zbliżonym do

języku zbliżonym do

naturalnego

naturalnego



trudność

trudność

wprowadzenia

wprowadzenia

mechanizmów

mechanizmów

objaśniania

objaśniania

RÓŻNICE c.d.

RÓŻNICE c.d.



System

System

ekspertowy

ekspertowy



brak praktycznej

brak praktycznej

możliwości pełnego

możliwości pełnego

sprawdzenia

sprawdzenia

poprawności działania

poprawności działania

systemu ekspertowego

systemu ekspertowego



rozwój systemu

rozwój systemu

ekspertowego dokonuje

ekspertowego dokonuje

się przez tworzenie

się przez tworzenie

prototypów i ich

prototypów i ich

ulepszanie podczas

ulepszanie podczas

wspólnej pracy eksperta

wspólnej pracy eksperta

oraz inżyniera wiedzy

oraz inżyniera wiedzy



Program

Program

tradycyjny

tradycyjny



istnieje możliwość

istnieje możliwość

sprawdzenia

sprawdzenia

poprawności działania

poprawności działania

programu

programu



rozwój programu tylko

rozwój programu tylko

na podstawie

na podstawie

specyfikacji

specyfikacji