Работа с экспертной системой МЭС 2.0

Экспертная система состоит из четырёх частей:

· программы МЭС 2.0, которая задаёт вопросы, принимает ответы, передаёт их в базу знаний и выводит вероятностный результат (файл MiniES.exe),

· редактора БЗ, содержащий текст вопросов и правила логического ввода ответов, построенные по формулам Бейеса(файл MKBEditor.exe),

· базы знаний, содержащей готовые текстовые файлы по различным областям знания (папка Базы знаний) и

· справочные материалы по экспертной системе (файл MiniES.hlp) и по редактору БЗ (файл MKBEditor.hlp).

Для начала работы необходимо запустить экспертную систему – дважды щелкнуть по файлу MiniES.exe и загрузить из файла базу знаний, содержащую информацию из той прикладной области, в которой Вы хотите получить консультацию. Это можно сделать, нажав кнопку " Загрузить базу знаний" , с помощью команды меню " Файл\ Загрузить базу знаний ", либо с помощью «горячей» клавиша < F2>).

В верхней части окна экспертной системы (см. рис.1) располагается первая секция - описание БЗ, автор, комментарий и др. Под ней в левой части расположена область результатов с вероятностями исходов и их названиями (0.20000) Стол, (0.2500) Стул и т.д. В правой части находится область запросов, состоящая из двух частей – в нижней выводится текущий запрос, и после обработки он поступает в верхнюю часть.

В средней части расположена полоса с переключателями сортировки результатов, выбора способа ввода – с помощью вероятности или коэффициента уверенности и окном для ввода ответа с клавишей " Ввод".

В нижней части слева приводится окно секции 2 базы знаний с текстом свидетельств - запросов, которая управляется центральной панелью этой части. Панель позволяет отсортировать запросы по алфавиту или по значимости, отключить (перевести выделенные свидетельства в правое окно) с помощью клавиш с красными стрелками и отсортировать отключённые свидетельства.

Загружаемая база знаний может быть зашифрована и потребовать пароль на чтение. В этом случае введите пароль или отмените загрузку БЗ.

Если не возникло ошибки при загрузке, нажимайте кнопку «Начать консультацию («горячая» клавиша < F3> или пункт меню " Консультация \Начать консультацию").

После начала консультации в правой части окна (область запросов) появляется первый запрос системы (название свидетельства, степень истинности которого система желает узнать). В данной версии имеется два варианта ответа пользователя. Во-первых, можно задать по некоторой шкале коэффициент уверенности КУ (например, от –5, что может означать «точно нет», до +5 – «точно да»). Во-вторых, пользователь может ввести вероятность Р истинности свидетельства (число от нуля до единицы). В обоих случаях он волен выбирать любые промежуточные значения. Переключение между вариантами ответа осуществляется с помощью кнопки , расположенной слева от приглашения на ввод ответа, либо «горячей» клавишей < F8>.

 

Рисунок 1. Главное окно экспертной системы МЭМ 2.0

 

Отличие способов ввода заключается в следующем:

· значение коэффициента уверенности КУ выбирается интуитивно, а вероятность Р может быть получена из опытов, вычислена математически и т.п.,

· при выборе коэффициента уверенности имеется возможность ответить «Не знаю», введя число, соответствующее середине шкалы (например, ноль, если шкала от –5 до +5). Такой ответ никак не повлияет на результат консультации. При вводе вероятности этой возможности нет, т.к. значение вероятности истинности свидетельства, соответствующее ответу «Не знаю» (т.е. неизменным вероятностям исходов), для каждого исхода своё, а ввод 0 – это ввод нулевой вероятности, а не отсутствия информации о ней (" не знаю"). Это очень важное различие между двумя способами ответа.

Диапазон изменения КУ задаётся в окне настройки предпочтений - рис. 2.

Пусть установлены следующие значения: -5 (Нет), 0 (Не знаю), +5 (Да).

От пользователя требуется ответить по шкале от –5 до +5, оценивая правдоподобность истинности свидетельства. Вводится +5, если есть твёрдая уверенность в истинности, и –5, если есть уверенность в ложности свидетельства. Если Вы затрудняетесь ответить, вводите 0, и этот вопрос никак не повлияет на результат консультации. Можно также вводить любые промежуточные значения. Например, ввести +4.5 (знак «+» вводить не обязательно), если Вы почти уверены в положительном ответе или –0.1, если затрудняетесь в выборе ответа, но считаете, что скорее «нет», чем «да».

 

 

Рисунок 2. Окно " Предпочтения"

 

Влияние ответа на результаты консультации тем значительнее, чем определённее был ответ (т.е. чем ближе значение, введённое пользователем, к одной из границ диапазона изменения КУ).

В общем случае диапазон изменения КУ может быть другим (например, по 100- бальной системе), не обязательно проходящим через ноль, но принцип выбора ответа тот же.

Этот способ ввода ответа проще для большинства людей, но в некоторых случаях более оправдано использование вероятности истинности свидетельства. Например, необходимо оценить истинность того, что в футболе штрафной удар " пенальти" – это на 100% гол. Проводим 100 испытаний или берём статистику футбольных матчей и считаем количество ударов, когда гол состоялся. Затем делим полученное число (например, 63) на количество всех испытаний (100) и можно вводить ответ на запрос системы (Р = 0.63). Вводимое значение будет тем точнее, чем больше испытаний было проведено.

Вероятность истинности свидетельства может быть получена из таблиц, по результатам статистических исследований, вычислена математически. Пользователь может просто строить предположения о её значении (в этом случае, возможно, более оправданным будет использование коэффициента уверенности).

После нажатия клавиши < Enter> (или кнопки «Ввод» справа от окна ввода ответа) обработанное свидетельство помещается в список, расположенный выше области запроса и выделяется серым цветом. Пользователь может выделить любые свидетельства в этом списке и отменить их обработку, нажав кнопку «Отменить выбранные ответы» (пункт меню «Консультация \ Отменить выбранные ответы», или , или " горячую" клавишу < Ctrl + Z>).

Получая от пользователя ответы, система корректирует вероятности возможных исходов, которые отражаются в левой части верхней половины окна.

Отключение свидетельств. В некоторых случаях может быть заранее известно, что относительно каких-либо свидетельств нет сведений. Поэтому будет полезно отключать их обработку на время (можно, конечно, отвечать «Не знаю», на соответствующие запросы, что приведёт к тому же результату). Кроме того, список отключённых свидетельств может быть сохранён в файле конфигурации (если в настройках предпочтений установлен флажок «Включать параметры БЗ в конфигурацию»), чтобы данная установка могла быть использована при следующих запусках программы.

В нижней половине главного окна программы имеется два списка свидетельств: слева – активных, справа – отключённых. Ширину списков можно изменять с помощью вертикального разделителя, а высоту всей нижней области регулировать с помощью горизонтального (таким образом можно вовсе скрыть эту область, если менять больше ничего не требуется).

Здесь также показано количество элементов в списках. Для активных свидетельств это значение выводится в виде: «количество актуальных + количество неактуальных» - (7+0) на рис. 1. Под неактуальными подразумеваются свидетельства, которые не будут обрабатываться, т.к. относительно всех исходов, зависевших от них, на данный момент сделан вывод об их абсолютной достоверности или недостоверности. Такие свидетельства выделяются серым цветом шрифта (в обоих списках).

Отключать и делать активными свидетельства можно в любой момент (даже во время консультации).

Примечание: исключить свидетельство из списка можно также двойным щелчком мыши по нему.

Консультацию можно прекратить в любой момент, нажав кнопку «Сброс результатов , на которую заменяется кнопка «Начать консультацию», либо выбрав соответствующий пункт меню «Консультация» («горячая» клавиша < F3>). При этом происходит возврат к начальным значениям вероятностей исходов.

Результаты консультации. Целью консультации является определение вероятностей возможных исходов (например, наличия у пациента гриппа для медицинской базы знаний). Список исходов с указанием текущих значений вероятностей показан в левой части верхней половины окна программы (рис. 3). Ширину этой области можно увеличить или уменьшить, передвинув разделитель, отделяющий её от области обработанных свидетельств.

Для более удобного представления результатов их можно упорядочить либо по названиям исходов (в алфавитном порядке), либо по значениям текущих вероятностей. Это делается с помощью переключателей снизу от области результатов.

 

 

Рисунок 3. Результаты консультации.

 

Вероятности исходов могут быть выражены в процентах. Переключение формата показа результатов осуществляется в окне настройки предпочтений (рис. 2). Здесь же можно сделать выбор относительно классификации результатов на достоверные и недостоверные (это влияет только на показ результатов в окне: достоверные выделяются темно-красным цветом, недостоверные – серым, а остальные – остаются чёрными).

Имеется возможность следить за вероятностью конкретного исхода, если выделить его в списке – теперь он всегда будет виден в окне (при этом результаты должны быть упорядочены в алфавитном порядке). Если же результаты упорядочены по вероятностям, то можно выбрать нижнюю строку списка, чтобы в поле зрения всегда был наименее вероятный исход.

После обработки последнего свидетельства система подведёт итог (выдаст число обработанных свидетельств), а вероятности исходов в списке результатов примут окончательные значения. Теперь можно сделать вывод о возможности наступления наиболее вероятного из возможных исходов.