НИМ_Программная реализация подсистемы визуализации в
advertisement
Некоммерческая организация «Ассоциация московских вузов» Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Московский государственный индустриальный университет ГОУ ВПО МГИУ Научно-информационный материал «Программная реализация подсистемы визуализации в экспертных системах» Состав научно-образовательного коллектива: Роганов Е.А., к.т.н., доцент Москва 2010 г. ПРОГРАММНАЯ РЕАЛИЗАЦИЯ ПОДСИСТЕМЫ ВИЗУАЛИЗАЦИИ В ЭКСПЕРТНЫХ СИСТЕМАХ Экспертная система (ЭС) – аппаратно-программный комплекс, решающий задачи определенной предметной области, используя методы, применяемые человеком-экспертом [1]. Любой сложный процесс (объект) состоит из множества компонентов, объединение которых в систему позволяет ему обладать набором полезных свойств. В случае неисправности полностью или частично исчезает возможность использования одного или нескольких полезных свойств объекта. Упрощенно действия эксперта показаны на рис. 1. Рис. 1. Схема определения причин неисправности и методов их устранения с помощью предметной области. Вначале по множеству исходных данных (неисправностей) проводится формальное определение нарушенных свойств (характеристик). После этого анализируется, какие функциональные обеспечивают данные свойства. элементы (компоненты) Такая методика позволяет проводить поиск причин возникновения неисправностей, после определения которых принимается решение о том или ином методе устранения этих неисправностей, о стоимости ремонта и его целесообразности. Схему, изображенную на рис. 1, можно рассматривать также как формальное описание предметной области – процесса диагностики некоторого изделия. В данном случае речь идет не о представлении самих знаний; они могут быть представлены как в виде правил, так и с помощью семантических сетей, или фреймов. Главное то, что для работы системы, основанной на знаниях, необходимо формализованное представление концепций предметной области в том виде, в котором их имеет эксперт в данной области [2]. В общем случае любая предметная область представляет собой набор сущностей и связей между ними (отношения «часть-целое», «причина-следствие»). На этапе проектирования системы определяются все возможные сущности, виды и логический смысл связей, а вот сами знания начинают вводиться на этапе тестирования (пробной эксплуатации) [3]. На этапе эксплуатации пользователю необходим механизм визуализации знаний из БЗ, при использовании которого можно выводить и изменять сущности и связи в модели предметной области. Главное преимущество визуализации – практически полное отсутствие необходимости в специальной подготовке пользователя. Визуализация знаний может быть представлена в виде графиков, схем, гистограмм, диаграмм и т.д. Но при этом она не должна вводить в заблуждение пользователя, т.е. не искажать знания. Реализация данной задачи является первоочередной. Пользователь должен видеть однозначный результат своих действий при работе с экспертной системой, а, для упрощения работы с ней, упор ставится на образы, а не на понятия, что увеличивает скорость восприятия результатов запроса к ЭС. Для осуществления учета поступающих в систему знаний создается учетная система, включающая в себя совокупность средств, обеспечивающих ведение учета, а именно, инженерно-техническое оборудование и информационные компьютерные приложения, реализующие логику учета. Если связать ЭС с учетной системой, то получится мощная и удобная модель аппаратно-программного комплекса, изображенная на рис. 2. Рис. 2. Схема взаимодействия функциональных элементов системы с пользователем. Пунктирной линией обозначены функциональные элементы ЭС. Знания, полученные учетной системой (связь 1), помещаются в БЗ. После выборки необходимых знаний из БЗ (связь 2) выполняется логический вывод, результаты которого передаются пользователю в виде набора альтернатив (связь 3). Подсистема визуализации введена в модель для большей гибкости и удобства управления БЗ. С ее помощью пользователь может осуществлять просмотр предметной области (связи 4,5), добавлять новые (6,7) или удалять устарелые знания. Для отладочных целей можно посмотреть трассировку выполнения процесса логического вывода или использовать ее для объяснения результатов логического вывода (связь 8). В общем случае учетная и экспертная системы, а также подсистема визуализации могут быть самостоятельными продуктами, взаимодействующими между собой. На рис. 3 представлена модель взаимодействия компонентов системы с пользователем. Рис. 3. Модель пользователя. взаимодействия компонентов системы и При реализации данной модели систему визуализации можно подключить к существующей системе поддержки принятия решения.
