lc_ch-m - line.tom.ru

Человеко-машинное взаимодействие
Вопрос первый: общие понятия ЧМВ.
ЧМВ как наука обеспечивает нас знаниями о взаимодействии человека и
вычислительной машины для того, чтобы система эффективно выполняла
поставленные задачи, а управляющее звено чувствовало себя максимально
комфортно.
Пользовательский интерфейс – это совокупность информационной модели,
разрабатываемой системы, средств и способов взаимодействия пользователя с
данной моделью, а так же компонентов, обеспечивающих формирование данной
модели в процессе взаимодействия с приложением.
Информационная модель – состав и взаимодействие реальных компонентов,
которые определяется характером решаемой задачи.
Цель создания пользовательского интерфейса – в том, чтобы отобрать
информацию настолько эффективную, насколько это возможно для человеческого
восприятия, и структурировать изображение на дисплее так, чтобы максимально
быстро привлечь внимание к наиболее важным элементам.
Качество программного интерфейса – является самостоятельной
характеристикой системы, сопоставимой с такими показателями как: надежность и
эффективность использования вычислительныых ресурсов; Эффективность в
данном случае – время реакции пользователя.
Качество интерфейса включает след. показатели:
1. Время, необходимой для достижения заданного уровня знаний, и
навыков по работе с приложениями.
2. Сохранение полученных навыков по истечению некоторого времени.
3. Скорость решения задачи.
4. Субъективная удобство пользователя при работе с системой.
Основные свойства программного интерфейса.
1. Естественность (интуитивность). Пользователя не следует
вынуждать изменять привычные способы решения задач:
целесообразно сохранять терминологию и обозначения предметной
области.
2. Согласованность (непротиворечивость). Обеспечение
преемственности знаний и навыков когда в процессе работы с
системой пользователя использовались определенные приемы
взаимодействия с некоторой частью системы, той и другой части
приемы должны быть идентичны. Согласованный интерфейс является
узнаваемым и предсказуемым.
3. Не избыточность. Пользователь должен вводить только
минимальную информацию для работы и управления системой.
Необходимо избавиться от повторного ввода данных.
4. Дружественность. В процессе работы с системой пользователь
обеспечивается сообщениями об ошибках и информацией о том, что
система делает. Эффективный интерфейс предотвращает ситуации
когда пользователь может ошибиться и предотвращает последствие
самих ошибок.
5. Гибкость (адаптивность). Когда интерфейс системы может
обслуживать пользователей с различным уровнем подготовки.
Предполагается возможность изменения структуры диалога или
входных данных.
6. Простота. Обеспечение легкости в изучении и использовании
интерфейса.
Человеко-машинное взаимодействие
Эффективный интерфейс призван сбалансировать все эти цели.
Вопрос второй: структура диалога.
1. Выбор структуры диалога.
 Диалог типа вопрос-ответ. В каждой точке диалога система выводит один
вопрос на который пользователь дает единственный ответ, в зависимости от
полученного ответа, система решает, какой вопрос задавать следующим.
o Достоинства: в ответ могут вводится как управляющие команды, так и
данные. Нет ограничений на тип и диапазон входных данных.
o Недостатки: отвечать на большую серию вопросов очень утомительно,
хотя человек может знать будущие вопросы и ответы на них.
 Диалог на основе меню. Существует четыре основных типа представления
меню на экране. Во-первых – список объектов, выбираемых прямым
указанием. Второй вариант – меню в виде блока данных. Третий вариант –
меню в виде строки данных. Четвертый – меню в виде пиктограмм.
o Достоинства: меню это крайне удобная форма для неподготовленного
пользователя.
o Недостаток: жесткая очередность открытия и иерархическая
вложенность существенно замедляет работы профессионала.
Традиционная структура меню недостаточно гибка и не в полной мере
согласовывается с методами адаптации диалога.
 Диалог на основе экранных форм. В отличии от предыдущих типов диалога,
подобная структура позволяет ввести на одном шаге нескольких ответов.
Человек работает с формой пока не заполнит ее полностью и не передаст
системе. На практике формы используются там, где деятельность требует
стандартного набора данных.
o Достоинства: обеспечивает высокий уровень поддержки
пользователя: для каждого вопроса может быть предусмотрена
сообщение об ошибках и справочная информация. С формами могут
работать пользователи любой классификации. По сравнению с
диалогом типа вопрос-ответ более высокая скорость ввода данных. По
сравнению с меню допускается более широкий диапазон входных
данных.
 Диалог на основе командного языка. При такой организации диалогов
система выводит подсказку о готовности к началу работы. За правильность
ввода команд отвечает пользователь. При ошибке, система информирует о
невозможности выполнения команды как правило не объясняя причины
отказа.
o Недостатки: Поскольку системе неизвестно, что собирается делать
пользователь трудно предлагать реальную помощь в ходе работы. В
данной структуре управление данными осуществляется с помощью
командных строк, где ключевое слово предшествует списку входных
данных.
2. Разработка сценария диалога.
Сценарий диалога – это определение всех возможных состояний диалога и путей
перехода из одного состояния в другое. Ни одно состояние диалога не должно быть
тупиковым, то есть пользователь должны всегда иметь возможность перейти из
текущего состояния в требуемое.
Цели разработки сценария:
 Выявление и устранение тупиковых ситуаций.
 Выбор рациональных путей перехода из одного состояния в другое.
Человеко-машинное взаимодействие
Выявление неоднозначных ситуаций требующих дополнительной помощи
для пользователя.
Сложность разработки сценария диалога определяется как функциональными
возможностями созданного обеспечения, так и степенью неопределенности
деятельности пользователя. Наибольшей детерминированностью обладает меню,
наименьшей - вопрос-ответ. Сценарий можно упростить снизив степень
неопределенности действий пользователя, используя смешанную структуру
диалога и входной контроль вводимой информации. Сценарий должен отражать
работу средств поддержки пользователя (Справка, help и т.д.).

3. Методы адаптации сценария диалога.
Предварительный анализ возможного сценария диалога позволяет избежать
многих проблем на этапе реализации ПО. Если предполагается использование
группы взаимодействующих лиц, то необходимо обеспечить достаточную гибкость.
ПО должно адаптироваться к любому возможному уровню пользователя.
Типы адаптации:
1. Фиксированная. При первом типы пользователь явно определяет уровень
диалоговой поддержки. В простейшем случае различают два уровня:
o Это правило может быть расширено до N-уровней, однако не
учитывается что знания накапливаются постепенно.
o Пользователь может хорошо знать одну часть системы, но не знать
другую.
o Пользователь сам выбирает свой уровень подготовки, что не всегда
бывает эффективно.
2. Полная (автоматическая) адаптация. При полной адаптации система
должна сама определять уровень подготовки пользователя, и в случае
необходимости производить его обучение. В качестве характеристик
подготовки пользователя могут быть использованы следующие
параметры:
o Время на подготовку ответа.
o Характер ошибок.
o Количество обращений и тип запрашиваемой помощи.
Однако в настоящий момент автоматическая адаптация ни в одной система
до конца не реализована.
3. Косметическая адаптация. Не учитывает поведение пользователя
однако позволяет выбрать стиль диалога. Используются следующие
методы:
o Использование умолчаний. Сущность состоит в том, что система
использует некоторые исходные значения параметров пока
пользователь его не изменит. Начинающий пользователь может
использовать множество значений по умолчанию, во вторых система
может сохранять последнее значение или часто употребляемые.
o Использование сокращений. При использовании сокращений
пользователь вводит вместо полного имени команды любое
допустимое обозначение.
«-» - Но для того, чтобы не задумываясь проводить данные действия
необходимо хорошо знать лексику системы.
o Опережающий ввод. Модификация предыдущего метода является
опережающий ввод символов. Когда система, узнав команду,
дописывает ее сама, а курсор переходит в позицию для ввода
параметров команды.
Человеко-машинное взаимодействие
o Многоуровневая помощь. При использовании данного метода сначала
выводится начальное описание проблемы, а затем пользователь может
уточнить полученную информацию перейдя на более низкий уровень
по ключевому слову.
o Многоязычность. Пользователь должен работать в соответствии и
нормами понимаемого языка и не зависеть от того, на каком языке
реализовано программное средство, которое он использует.
4. Особенности систем реального времени. СРВ это аппаратнопрограммный комплекс, реагирующий в течении предсказуемого времени
на не предсказуемый поток внешних событий. При этом:
o Перечень типов событий на которые должна реагировать система
определяется на этапе ее создания, неизвестна только
последовательность этих событий и моменты их возникновения.
o СРВ должна успеть отреагировать на произошедшее событие в течении
времени называемым критичным для данного объекта.
Это время должно быть предсказано на этапе создания системы.
Превышение интервала считается ошибкой.
o Поскольку на управляемых объектах может происходить несколько
событий одновременно, то должна быть задана приоритетность.
Различают системы жесткого и мягкого реального времени. Для систем
жесткого реального времени недопустима задержка реакций не при каких условиях
поскольку это может привести к катастрофическим последствиям. Например:
система ПВО, автопилот, система аварийной защиты на химических и атомных
предприятиях. В системах мягкого реального времени задержка менее критична, но
может привести к снижению качества управления.
Особый класс СРВ составляют диспетчерский системы управления, в которых
основным звеном является человек. Качество работы такой системы определяется
тем, на сколько адекватно оператор воспринимает информацию, и на сколько
своевременно он на нее реагирует.
Таким образом при разработке интерфейса системы реального времени
основное внимание должно быть уделено следующим аспектам:
o Детальному проектированию сценария диалога, с целью выбора
оптимальных маршрутов перемещения оператора по дереву диалога, а
так же предотвращение ситуаций которые могут потребовать
перезапуск системы.
o Реализация средств динамического изменения структуры диалога в
зависимости от текущей ситуации, которая складывается в системе.
o Тщательному выбору визуальных атрибутов отображаемой
информации, в том числе выбору средств привлечения внимания
пользователя.
5. Системы массового обслуживания (CMO или системы очередей (енг) ).
Основные параметры СМО:
a. Пропускная способность.
b. Время ожидания
c. Размер буферной памяти для поддержания стабильной работы.
Работа любой системы массового обслуживания состоит в выполнении
поступающего на ее вход потоков требований-заявок. Заявки поступают в
случайный момент времени. Каждая СМО зависит от числа каналов и их
производительности обладают некой пропускной способностью.
Человеко-машинное взаимодействие
Предмет теории массового обслуживания – установление зависимости между
характером потока заявок, производительностью каждого канала, числом каналов и
эффективностью обслуживания. На практике, процесс обслуживания является
случайным: моменты поступления и обработки заявок не известны.
Заявки делятся на:
 Однородные - если они различаются только моментом появления.
 Неоднородные.
 Одномерные – когда все заявки имеют равный приоритет.
 Многомерные.
o Регулярный поток заявок.
o Периодические (когда есть выраженный график)
o Случайные – заявки поступают случайным образом.
Пуассоновский поток обладает следующими свойствами:
 Стационарность – когда вероятность определенного числа событий на
участках времени ΔТ зависит только от длины участка и не зависит от
того, где этот участок расположен на оси. То есть стационарность
обозначает плотность потока.
 Отсутствие последействия - когда на любым участках времени, число
событий заявок, попадающих на один из них, не зависит от числа
событий попадающих на второй.
 Ординарность – когда вероятность попадания на участок участка ΔТ
двух или более событий пренебрежимо мала по сравнению с
вероятностью попадания второго события. Заявки поступают по
одиночке.
6. Образно-концептуальная модель.
Упрощенно, функции оператора можно свести к следующему набору:
1. Прием информации.
2. Хранение информации.
3. Переработка (обработка) информации.
4. Принятие или получение решений.
5. Осуществление операторский действий.
С точки зрения психологии, прием и обработка информации (пункт первый)
основывается на следующих процессах:
1. Ощущение – построение образов отдельных свойств, предметов
окружающего мира при непосредственном взаимодействии с ним.
2. Восприятие – процесс формирования при помощи активных
действий, образа предметов в целом. Принимая информацию,
оператор анализирует и преобразует ее.
3. Представление – наглядный образ предмета воспроизведенной по
памяти в воображении. Образы представления менее яркий чем
образы восприятия, но в них нахождение отражения лишь самое
характерное для данного предмета. В представлении отражается
методика, но и типичное для группы предметов.
4. Мышление – наиболее сложный из психологических процессов, в
нем присутствуют такие операции как: анализ, синтез,
абстрагирование, обобщение и т.д.. В рабочих ситуациях оператор
последовательно должен выполнить:
 осмысление ситуации.
 выяснение конкретной задачи.
 поиск пути решения в условиях дефицита времени.
Человеко-машинное взаимодействие
На уровне восприятия происходит выделение объекта из фона, раздельное
выделение деталей объектов и раздельное восприятие находящихся рядом
объектов. Выделение существенных признаков объектов и отнесение его к
определенному классу. На основе ощущения и восприятия строится более сложная
форма отражения представления – чувственный образ предметов, не действующего
на наши органы чувств.
Основные составляющие оперативного мышления:
1. Структурирование – проявляется в связывании объектов в
ситуации между собой.
2. Динамическое узнавание – определение частей конечных
ситуаций в исходной проблемной области.
3. Формирование алгоритма – для процессов мышления важную
роль играет человеческая память которая делится на
краткосрочную и долгосрочную
Процесс разработки интерфейса.
В процессе разработки интерфейса можно выделить три основных этапа:
1. Первоначальное проектирование.
2. Создание прототипов.
3. Тестирование и модификация прототипов будущего интерфейса.
Этап проектирования сам по себе состоит из многих составляющих, однако зачастую
можно довольствоваться лишь частью из них.
I.
Первоначальное проектирование. На данном этапе закладываются
основные концепции системы, влияющие на все показатели качества
интерфейса. Структурные проблемы практически не могут быть обнаружены
на других этапах, это значит, что чем больше будет уделено внимания этапу,
тем больше будет суммарное качество. Первоначальное проектирование
подразделяют на:
a. Определение необходимой функциональности системы. Является
исключительно важным поскольку функциональность для интерфейса
является первичной. Традиционные требования к функциональности
исходят от отдела продаж или от его аналога. Такие требования имеют
два источника: или жалобы имеющихся клиентов, либо система
конкурентов. Как определить необходимую функциональность. Есть
два способа: анализ целей и анализ действий пользователя. Желательно
использовать оба.
 Анализ целей. В основе данного подхода лежит идея, что людям
нужны не инструменты сами по себе, а нужны результаты их
работы. Нельзя дать обмануть себя ненужной конкретикой, т.е.
какая должна быть будущая функциональность. Поскольку
одного и того же результата можно добиться различными
способами. При этом реализовать нет только конкретный метод,
но и выбрать лучший. После того, как истинные цели
установлены и количеств пользователей достаточно, чтобы
оправдать создание системы, производится выбирать
конкретный способ реализации функции. Для чего используется
второй метод.
 Анализ действий пользователя. Достижение почти всех целей,
требует от пользователя совершения определенных действий. В
сложных системах, сами по себе выбранные стратегии
определяют функциональные системы. Единственным
Человеко-машинное взаимодействие
актуальным подходом является наблюдение за людьми,
выполняющими свою задачу, используя аналоги конкурентов, а
так же предметом реального мира. Так же, хорошим источником
информации являются результаты работы пользователя, если
результат работы не зависит от используемого инструмента. Т.е.
чем меньше действий требовалось от пользователя, там лучше.
 Низко и высокоуровневые функции. Существует два
принципиально разных подхода к определению
функциональности системы. При первом подходе система
снабжается максимальным количеством функций. При этом
многие из них (метод функции) является суммой других
функций, При втором все мета функции системы изымаются. Оба
подхода имеют как плюсы так и недостатки. Подход, при
котором количество функций ограничено, позволяет упростить
интерфейс, но при этом требует от пользователя понимания, как
из низкоуровневой функции собирать мета функции. В подходе с
мета функциями возможно увеличить скорость работы, но
данные функции значительно перегружают интерфейс. Всегда
остается возможность использования компромиссов: включить
систему автоматизации, чтобы пользователи могли
обмениваться своими мета функциями.
b. Создание пользовательских сценариев. Цель данного этапа написать
словестное описание взаимодействие пользователей системы, не
конкретизируя как именно проходит взаимодействие, а уделяю
основное внимание целям. Сценарии должны включать все типы задач
и быть достаточно реалистичными. От сценариев имеется двойная
польза: во-первых они будут полезны для тестирования; во вторых их
написание будет производить лучшее понимание устройств будущей
системы, побуждая оптимизировать будущее взаимодействие.
c. Проектирование общей структуры. На данном этапе создается общая
структура системы. Определяются отдельные функциональные блоки,
и определяются связи блоков между собой. Проектирование общей
структуры состоит из отдельных параллельно происходящих
процессов. Выделение независимых блоков и определение связей
между ними. Выделение независимых блоков. Можно рекомендовать
избегать помещения в один функциональный блок более 3х функций.
Определение связи функционального блока. Существует три основных
типа связи между блоками: логическая, связь по представлению
пользователя, и процессуальная связь.
1. Логическая связь определяет логическое взаимодействие
между фрагментами системы с точки зрения
разработчика. Важно помнить, что логические связи
существенно влияют на навигацию внутри системы, поэтому стоит избегать связи одного блока с множеством
других.
2. По представлению пользователя. Пользователь имеет
свое представление о системе, это тоже необходимо
учитывать. Большинство понятий системы не могут быть
однозначно классифицированы из-за большого
количество значимых признаков.
Человеко-машинное взаимодействие
3. Процессуальная связь. Описывает зачастую не вполне
логичное, но естественное для данного процесса
взаимодейсвие. Установление качества процессуальной
связи является трудной задачей, поскольку единственный
возможный источник информации – наблюдение за
человеком. За частую навязывания процессуальной связи
жертвуя удобством и вssыигрывая в скорости обучения
d. Конструирование отдельных блоков.
e. Создание глоссария.
f. Начальная проверка полной схемы системы.
Каждый последующий этап в такой системе напрямую зависит от результатов
предыдущего (единственное правило создание глоссария).
Проектирование отдельных блоков
Часто проектировщику приходится выбирать между различными реализациями
конкретного структурного блока. И бывает ситуация где сразу у нескольких блоков
много «+». Поэтому была придумана система GOMS:
Система GOMS
 Goal
 Operators
 Methods
 Select
Правила выбора операторов
К сожалению данный метод имеет свои недостатки:
1. Применим для предсказания действий опытных пользователей
2. Не учитывает прогресс в обучении
3. Не учитывает удовлетворения пользователя систем
4. Не применим для создания сайтов
Для использования метода необходимо:
1. Знать разбиение
2. Знать разбиение составляющей длительности каждой операции
Правила GO
1. K – Нажатие на клавишу ~ 0.28 c
2. М – Нажатие на кнопку мыши ~ 0.1 c
3. П – Перемещение курсора ~ 1.1 c
4. В – бросание и отпускание ~ 0.4 c
5. А – выпор цель ~ 1.2 c
6. R – время реакции ~ 0.1 c
Адаптивная функциональность
Результатом адаптивной логики является более легкое использование системы.
Адаптивная функциональность является индикатором зримой системы.
Основная проблема:
Как определить какие фрагменты системы ***
Человеко-машинное взаимодействие
Ответ:
Единственным решением является детальный анализ. Единственным
вариантом является тестирование на пользователях.
Создание голосария:
Еще на этом этапе проектирования полезно зафиксировать все используемые в
системе понятия. Для этого необходимо просмотреть все созданные фрагменты:
1. Создать список включающий текст пиктограмму название элементов меню и
окон, названия режима.
Теперь этот список надо улучшить, для этого необходимо уменьшить длину
всех получившихся элементов.
2. Показать список любому подходящему пользователю и спросить как
понимается каждый элемент. Если описание не подходит, то необходимо
изменить.
3. Проверить одинаково ли измениться один и тот же элемент в различных
фрагментах.
4. Проверить схожесть вашей стилистики с стилистикой платформы (ОС)
5. Проверить что везде стоят глаголы инфинитивы.
Проверка схемы проекта по сценарию.
Последней задачей перед созданием интерфейса является проверка его внутренней
логики ***.
Всегда существует вероятность того, что вы что-то сделали неправильно не глядя на
схему необходимо точно описать как пользователи будут работать с системой и
сверить со своей.
Экспертная оценка
Для проведения экспертной оценки необходимо знать:
1. Различные экспертные оценки => ошибки
2. Экспертов необходимо привлекать не //-о а последовательно
3. Необходимо предоставить эксперту как моно больше информации о
разработке
Построение проекта
При построении проекта частые ошибки это :
1. Сделать прототип так, что бы он был похож на финальную версию проекта.
2. Прототип необходимо делать как можно ***
Версии прототипа:
1. Бумажный – простота, возможность быстро находить представителя целевой
аудитории
2. Презентация – с этой версией можно моделировать более сложное
взаимодействие человека и системы
3. Без алгоритма работы – когда в интерфейсе появляются нестандартные
элементы подходят к созданной системе.
4. Финальный прототип
5. Тестирование и модификация системы.
Человеко-машинное взаимодействие
Основы СИИ (систем искусственного интеллекта)
Искусственный интеллект – наука о концепциях, позволяющая осуществлять
вычислительной машине такие вещи, которые человеку кажутся разумными.
1. Что же представляет собой интеллект человека.
2. Есть ли это способность размышлять.
3. Есть ли э то способность усваивать и использовать знания.
4. Есть ли это способность оперировать и обмениваться знаниями и идеями.
Невозможно дать определение в обычном смысле слова, потому что интеллект это
сплав многих навыков в обработке и использовании информации.
Применение СИИ:
1. Доказательство теорем.
2. Игры.
3. Распознавание образов.
4. Принятие решений.
5. Адаптивное программирование.
6. Написание (аранжировка) музыки.
7. Нейросети.
Выбор таких задач обуславливался простотой и ясностью проблемной среды, а
так же возможностью достаточно легкого подбора и даже искусственного
конструирования под метод.
Рассвет подобного метода пришелся на конец 60тых готов, после чего были попытки
применения разработанных методов, для задач, решаемых не в искусственных, а в
реальных проблемных средах.
Необходимость исследования СИИ при их функционировании реальном мире,
привело к создания интегральных роботов. Проведение подобных экспериментов
показало необходимость решения кардинальных вопросов, связанных с проблемой
представления знаний в проблемной среде и недостаточное исследование таких
проблем как: зрительное восприятие, построение ………, общение на естественном
языке.
Постановка всех этих проблем привела к созданию третьего этапа в создании
СИИ (середина-конец 70тых готов). Характерной чертой этого этапа явилось
смещение интересов от создание автономных систем к созданию человекомашинных систем, интегрирующих в одно целое, интеллект человека и способности
вычислительной машины.
Это было обусловлено двумя причинами:
1. К этому времени выяснилось, что даже простые на первый взгляд
задачи, возникающие перед интегральным роботом при его
функционировании в реальном времени, не могут быть решены
методами спроектированных для специальных функциональных сред.
2. Стало ясно, что сочетание дополняющих друг друга возможностей
человека и машины, позволяет обойти острые углы, путем
перекладывания на человека тех функций, которые пока что не
достижимы для машины. На первый план выдвигается создание не
методик машинного решения, а разработка средств, обеспечивающих
тесное взаимодействие человека и ВС.
Большим толчком развития СИИ в 80тых годах, стало резкое удешевление
комплектующих.
Человеко-машинное взаимодействие
Функциональная схема СИИ.
ТУТ БУДЕТ РИСУНОК – СМОТРЕТЬ У КОГОНИТЬ В ЛЕКЦИИ.
Система искусственного интеллекта состоит из трех комплексов вычислительных
средств:
1. Представляет совокупность средств, выполняющих программу,
спроектированных с позиции эффективного решения задач, и имеет как
правило проблемную ориентацию.
2. Второй комплекс – совокупность средств интеллектуального интерфейса.
Имеющего гибкую структуру, которая обеспечивает возможность адаптации в
широком спектре интересов конечного пользователя.
3. Третий комплекс средств , с помощью которых обеспечивается комплекс
взаимодействия первых двух называется база знаний, обеспечивающих
систему целостной и независимой от обрабатывающих программ о
проблемной среде. Интеллектуальный интерфейс, обеспечивает для
конечного пользователя решение задач либо независимо, либо с
незначительной помощью.
Уровни понимания систем искусственного интеллекта
Для существующих СИИ принято выделять пять основных уровней понимания и два
мета уровня.
1. Первый уровень характеризуется схемой, показывающей, что любые ответы
на вопросы система делает на основе непосредственной информации
содержащейся в тексте. В лингвистическом процессоре происходит
морфологический, синтаксический и семантический анализ текста, а так же
вопросы относящиеся к нему. На выходе процессора получается внутреннее
представление текста, с которым может работать блок вывода. Понимание на
первом уровне уже требует от системы определенных средств представления
данных и вывода этих данных.
2. На втором уровне добавляются средства логического вывода, основанные на
информации содержащейся в тексте. Это разнообразные временные и
пространственные логики текста, явно отсутствующие в тексте. Схема СИИ, в
которой может быть реализован второй уровень, имеет еще одну базу
данных, в ней хранятся закономерности, относящиеся к временной структуре
событий, возможна их пространственная организация, а логический блок
обладает всеми необходимыми средствами для работы с этими знаниями.
3. К средствами второго уровня добавляются правила пополнения текста
знаниями о среде. Добавляются полные сценарии. Знания носят логический
характер и как правило выражаются в виде сценария. В логическом блоке
должны быть реализованы средства для вывода информации по сценариям и
процедурам.
Данные три уровня реализованы практически во всех СИИ.
4. На четвертом уровне текст становится расширенным, который порождается
при помощи добавления второго канала информации. По второму каналу
передается информация отсутствующая в тексте.
Человеко-машинное взаимодействие
5. Для ответа на этом уровне система кроме текста использует информацию о
конкретном субъекте, являющемся источником текста, и хранящуюся в
памяти общую информацию, которая относится к коммуникации. Теория,
которая относится к пятому уровню понимания называется теорией
речевых контактов. Известно, что любая фраза объединяет в себе три
действия:
a. Локуция – это говорение как таковое (сам процесс общения).
b. Перлокуция – это действие, которое пытается осуществить говорящий
на собеседника.
c. Иллокуция – это действие при помощи говорения: утверждение,
вопрос, восклицание и т.д.
1. Первый мета уровень. На этом уровне происходит изменение содержимого
базы знаний. Она наполняется фактами известными системе и
содержащимися в тех текстах, которые в систему введены. Различные
системы отличаются друг от друга характером правил порождения фактов из
знаний.
2. Второй мета уровень. На этом уровне происходит порождение
метафорического знания. Правила порождения знаний используемых для
этой цели представляют собой специальные процедуры, опирающиеся на
вывод по аналогии и ассоциации.
Методы решения задач
Функционирование многих СИИ носит целенаправленный характер.
Типичным актом такого функционирования является решение задачи, в ходе
которого из некой начальной точки (ситуации) планируется дойти до одного или
нескольких конечных состояний. Результатом данного процесса является план
действий – частично-упорядоченная совокупность действий. Такой план
напоминает сценарий в котором в качестве отношений выступают: цель-под цель;
цель-действие; действие – результат.
Все задачи построения плана можно разбить на два типа которым
соответствуют различным модели.
1. Планирование в пространстве состояний. Описание ситуаций
включает состояние внешнего мира и состояние системы,
характеризуемых рядом параметров. Ситуация образует некоторые
обобщённые состояния, которые при изменении внешней среды или
состояния системы переходят в некие другие. Среди обобщенных
состояний выделяют: начальные и конечные. Проблема состоит в
поиске пути ведущего из начального состояния в одно из конечных.
2. Планирование в пространстве задач. Пространство образуется в
результате введения на множестве задач отношений типа: часть-целое;
задача-подзадача; общий случай – частный случай. Пространство задач
отражает декомпозицию задач на подзадачи, цели на подцели.
Проблема состоит в декомпозиции исходной задачи и приведение к
исходным задачам, решение которых заранее известно.
Экспертные системы
Экспертные системы – это пакет программного обеспечения позволяющее
заменить функции человека-эксперта (специалиста в узкой области).
Человеко-машинное взаимодействие
Структура экспертных систем (тут так же стрелочки что к чему идет, нужно
посмотреть)
 База знаний – предназначена для хранения долгосрочных данных ,
описывающих предметную область и правил
 Рабочая память – предназначена для хранения исходных и
промежуточных данных, решаемых в данный момент задачи.
 Решатель – использует данные из рабочей памяти и данные из базы
знаний, формирует последовательность правил, которая будучи
приложенная к исходным данным, позволяет решить задачу.
 Диалоговый компонент – осуществляет взаимодействие с конечным
пользователем, как в ходе решения задач, так в ходе выполнения, так и в
ходе решения.
 Объяснительный компонент – поясняет как система получила и какие
данные она при этом использовала.
 Компонент накопления знаний - автоматизирует процесс наполнения
знаниями при помощи эксперта
В разработке экспертных систем необходимы следующие специалисты:
1. Эксперт в проблемной области, задачи которой будет решать система.
Определяет знания, характеризующие предметную область, определяет
полноту и правильность введенных данных.
2. Инженер по знаниям. Инженер помогает эксперту выявить и структурировать
знания, необходимые для работы системы. Определяет выбор представления
знаний , выделяет стандартные функции, которые будут использоваться в
правилах, вводимых экспертами.
3. Программист по разработке инструментальных средств. Разрабатывает
экспертную систему и осуществляет сопряжение системы со средой в которой
она будет использоваться.
Функционирование экспертной системы может осуществляется в двух режимах:
1. В режиме наполнения знаний. Эксперт осуществляет внедрение данных в
базу, которые впоследствии пригодятся для решения задач.
2. В режиме решения задач. Взаимодействие с системой осуществляет конечный
пользователь блаблабла и способ его получения.
Представленную выше схему принято называть – статической экспертной
системой. Системы подобного типа используются в приложениях, где можно не
учитывать влияние (взаимодействие) внешнего мира, происходящий за время
решения задач.
Этапы разработки экспертных систем.
Использовать экспертные системы необходимо только тогда, когда разработка
возможна, оправдана и методы инженерии из знаний соответствуют решаемой
задаче.
Чтобы разработка экспертных систем была возможна, необходимо одновременное
выполнение следующих требований:
1. Существуют эксперты в предметной области, которые решают задачу лучше
чем начинающие специалисты.
a. Эксперты сходятся в оценке предлагаемого решения.
b. Эксперты могут объяснить используемые им методы.
c. Решение требует рассуждений, а не действий.
d. Задача не должна быть слишком трудной.
Человеко-машинное взаимодействие
e. Должны быть выделены понятия, отношения и способы получения
решения.
2. Применение систем может быть оправданно при:
a. Решение задачи принесет ощутимый экономический эффект.
b. Использование человека-эксперта невозможно (неоправданно).
c. Если при передачи информации эксперту происходит недопустимая
потеря знаний.
d. При решении задачи в окружении затруднительном отношении.
3. Приложение соответствует методам инженерии знаний, если:
a. Задача может быть решена при помощи манипуляций с символами, а не
с числами.
b. Если задача имеет эвристическую, а не логарифмическую природу.
c. Задача должна быть достаточно сложна, чтобы оправдать затраты на
разработку экспертной системы.
d. Задача должна быть достаточно узкой, чтобы решатся методами
экспертных систем, и практически значимой.