Читаем Prolog полностью

ложения. С другой стороны, оболочка, по крайней мере в принципе, независима от приложений. Таким образом, разумный способ разработки экспертной системы для нескольких приложений сводится к созданию универсальной оболочки, после чего для каждого приложения достаточно подключить к системе новую базу знаний. Разумеется, все эти базы знаний должны удовлетворять одному и тому же формализму, который оболочка "понимает". Практический опыт показывает, что для сложных экспертных систем наш сценарий с одной оболочкой и многими базами знаний работает не так гладко, как бы этого хотелось, за исключением тех случаев, когда прикладные области очень близки. Тем не менее даже если переход от одной прикладной области к другой требует модификации оболочки, то по крайней мере основные принципы ее построения обычно удается сохранить.

В этой главе мы намерены разработать относительно простую оболочку, при помощи которой, несмотря на. ее простоту, мы сможем проиллюстрировать основные идеи и методы в области экспертных систем. Мы будем придерживаться следующего плана:

    (1)        Выбрать формальный аппарат для представления знаний.

    (2)        Разработать механизм логического вывода, соответствующий этому формализму.

    (3)        Добавить средства взаимодействия с пользователем.

    (4)        Обеспечить возможность работы в условиях неопределенности.

Назад | Содержание | Вперёд

Назад | Содержание | Вперёд

14. 3.    Правила типа "если-то" для представления знаний

В качестве кандидата на использование в экспертной системе можно рассматривать, в принципе, любой непротиворечивый формализм, в рамках которого можно описывать знания о

некоторой проблемной области. Однако самым популярным формальным языком представления знаний

является

язык правил типа "если-то"

(или кратко: "если-то"-правил), называемых также

продукциями

. Каждое такое правило есть, вообще говоря, некоторое условное утверждение, но возможны и различные другие интерпретации. Вот примеры:

если  предварительное условие  Р то   заключение (вывод)  С

если  ситуация  S  то   действие  А

если  выполнены условия  С1  и  С2   то не выполнено условие  С

"Если-то"-правила обычно оказываются весьма естественным выразительным средством представления знаний. Кроме того, они обладают следующими привлекательными свойствами:

Модульность:   каждое правило описывает небольшой, относительно независимый фрагмент знаний.

Возможность инкрементного наращивания:    добавление новых правил в базу знаний происходит относительно независимо от других правил.

Удобство модификации (как следствие модульности):   старые правила можно изменять и заменять на новые относительно независимо от других правил.

Применение правил способствует прозрачности системы.

Последнее свойство - это важное, отличительное свойство экспертных систем. Под прозрачностью мы понимаем способность системы к объяснению принятых решений и полученных результатов. Применение "если-то"-правил облегчает получение ответов на следующие основные типы вопросов пользователя:

    (1)        Вопросы типа "как":   Как вы пришли к этому выводу?

    (2)        Вопросы типа "почему":   Почему вас интересует эта информация?

Механизмы, основанные на "если-то"-правилах, для формирования ответов на подобные вопросы мы обсудим позже.

если

    1        тип инфекции - это первичная бактериемия и

    2        материал для посева был отобран стерильно, и

    3         предполагаемые ворота инфекции - желудочно- кишечный тракт

то

            имеются веские аргументы  (0.7)  за то,

            что инфекционный агент является бактерией

Рис. 14. 2.   "Если-то"-правило медицинской консультативной системы

MYCIN (Shortliffe, 1976). Параметр  0.7  показывает степень доверия

этому правилу.

"Если-то"-правила часто применяют для определения логических отношений между понятиями предметной области. Про чисто логические отношения можно сказать, что они принадлежат к "категорическим знаниям", "категорическим" - потому, что соответствующие утверждения всегда, абсолютно верны. Однако в некоторых предметных областях, таких, как медицинская диагностика, преобладают "мягкие" или вероятностные знания. Эти знания являются "мягкими"; в том смысле, что говорить об их применимости к любым практическим ситуациям можно только до некоторой степени ("часто, но не всегда"). В таких случаях используют модифицированные "если-то"-правила, дополняя их логическую интерпретацию вероятностной оценкой. Например:

        если     условие    А    то     заключение    В    с уверенностью    F

Рис.  14.2,  14.3  и  14.4  дают представление о разнообразии способов, которыми знания могут быть выражены при помощи "если-то"-правил. На этих рисунках приведены примеры правил из трех различных систем, основанных на знаниях: медицинской консультативной системы MYCIN, системы AL/X для диагностики неисправностей в оборудовании и системы AL3 для решения шахматных задач.