Особенности интеллектуальных информационных систем
С.И. ПЛОТНИКОВ
ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНЫЕ ИНФОРМАЦИОННЫЕ СИСТЕМЫ Конспект лекций
Мурманск
СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ......................................................................................................... 3 ГЛАВА 1. КЛАССИФИКАЦИЯ ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНЫХ ИНФОРМАЦИОННЫХ СИСТЕМ............................................................................................................. 4 1.1. Особенности интеллектуальных информационных систем................... 4 1.2. Системы с интеллектуальным интерфейсом............................................. 5 1.3. Экспертные системы.................................................................................. 7 1.4. Самообучающиеся системы.................................................................... 17 ГЛАВА 2. ТЕХНОЛОГИЯ СОЗДАНИЯ ЭКСПЕРТНЫХ СИСТЕМ............ 25 2.1. Этапы создания экспертной системы...................................................... 25 2.2. Идентификация проблемной области..................................................... 28 2.3. Построение концептуальной модели...................................................... 30 2.4. Формализация базы знаний.................................................................... 33 2.5. Методика получения экспертных знаний............................................... 45 3. СОЗДАНИЕ ЭС В СИСТЕМЕ GURU......................................................... 52 3.1. Общие характеристики системы GURU................................................. 52 3.2. Построение экспертной системы............................................................. 59 3.4. Тестирование экспертной системы......................................................... 68 3.4. Запуск системы и работа в режиме меню............................................... 70 3.5. Пример создания ЭС в GURU................................................................ 77 Литература........................................................................................................ 83 Приложение 1.................................................................................................... 86 Приложение 2.................................................................................................... 93 Приложение 3.................................................................................................... 96
ВВЕДЕНИЕ Автор создавал учебное пособие, основываясь на материале профессора Московского государственного университета экономики, статистики и информатики Тельнова Ю.Ф., который был первым преподавателем курса «Интеллектуальные информационные системы» (ИИС) в МГТУ, и выражает ему глубокую признательность. Целью учебного пособия является ознакомление студентов, обучающихся по специальности "Прикладная информатика (в экономике)", с проблематикой и областями использования искусственного интеллекта в экономических информационных системах, освещение теоретических и организационно-методических вопросов построения и функционирования систем, основанных на знаниях, привитие навыков практических работ по проектированию баз знаний. В результате изучения учебного пособия студенты должны получить знания по архитектуре и классификации ИИС, методам представления знаний, областям применения, а также научиться выбирать инструментальные средства разработки ИИС и методы проектирования базы знаний. Учебное пособие "Интеллектуальные информационные системы" может быть полезно для студентов экономических специальностей "Финансы и кредит", "Бухгалтерский учет", "Антикризисное управление", "Менеджмент", "Маркетинг", "Мировая экономика", которые в результате его изучения должны освоить методы построения деревьев целей и решений. Структурно учебное пособие состоит из трех глав: В первой главе рассматриваются вопросы классификации и архитектуры ИИС, а также описываются области их применения. Во второй главе представлены основные этапы разработки наиболее распространенного класса ИИС – экспертных систем. При этом большое внимание уделяется вопросам построения концептуальной модели проблемной области, анализу и выбору методов представления знаний и соответствующих инструментальных средств. В третьей главе приводятся практические рекомендации по созданию ЭС и некоторые инструкции по работе в интегрированной среде GURU. ГЛАВА 1. КЛАССИФИКАЦИЯ ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНЫХ ИНФОРМАЦИОННЫХ СИСТЕМ Особенности интеллектуальных информационных систем Любая информационная система (ИС) выполняет следующие функции: воспринимает вводимые пользователем информационные запросы и необходимые исходные данные, обрабатывает введенные и хранимые в системе данные в соответствии с известным алгоритмом и формирует требуемую выходную информацию. С точки зрения реализации перечисленных функций ИС можно рассматривать как фабрику,производящую информацию, в которой заказом является информационный запрос, сырьем – исходные данные, продуктом – выходная информация, а инструментом (оборудованием) – знание, с помощью которого исходные данные преобразуются в информацию. При создании информационного запроса пользователь должен четко представлять структуру базы данных и до определенной степени алгоритм решения задачи. Следовательно, пользователь должен достаточно хорошо разбираться в проблемной области, в логической структуре базы данных и алгоритме программы. Существенными недостатками традиционных информационных систем являются их слабая адаптивность к изменениям предметной области и информационным потребностям пользователей, а также невозможность решения плохо формализуемые задачи, с которыми управленческие работники постоянно имеют дело. Перечисленные недостатки устраняются в интеллектуальных информационных системах (ИИС). Для интеллектуальных информационных систем, ориентированных на генерацию алгоритмов решения задач, характерны следующие признаки: 1) развитые коммуникативные способности; 2) умение решать сложные плохо формализуемые задачи; 3) способность к самообучению. Коммуникативные способности ИИС характеризуют способ взаимодействия (интерфейса) конечного пользователя с системой, в частности возможность формулирования произвольного запроса в диалоге с ИИС на языке, максимально приближенном к естественному. Сложные плохо формализуемые задачи – это задачи, для которых характерны неопределенность и динамичность исходных данных и знаний, представленных не только в виде чисел и строгих математических алгоритмов, но и в вербальной (словесной) форме. Для решения таких задач требуется построение оригинального алгоритма в зависимости от конкретной ситуации. Способность к самообучению – это возможность автоматического извлечения знаний при решении динамических задач на основе накопленного опыта подобных ситуаций. В различных ИИС перечисленные признаки интеллектуальности присутствуют в неодинаковой степени и, как правило, все три признака одновременно не встречаются. Условно каждому из признаков интеллектуальности соответствует свой класс ИИС (рис. 1.1):
|
