Biliklər bazası. Ekspert sistemlər

Vikikitab saytından
Keçid et: naviqasiya, axtar

BİLİKLƏR BAZASI. EKSPERT SİSTEMLƏR

Ekspert sistemlərin məqsədi və tərifi[redaktə]

70-ci illərin sonunda süni intellekt (Sİ) sahəsində çalışan mütəxəssislər başa düşdülər ki, proqramı intellektuallaşdırmaqdan ötrü onu predmet sahəsi haqqında yüksək keyfiyyətli xüsusi biliklərlə təmin etmək lazımdır.

Bu faktın başa düşülməsi xüsusi proqram sistemlərinin inkişafına səbəb oldu və bunların da hər biri müəyyən məhdud predmet sahəsində ekspert kimi istifadə olunmağa başladılar. Bu proqramlar ekspert sistemlər adlandırıldı.

Ekspert sistemlərin qurulması texnologiyası bilik mühəndisliyi adlanır. Bu prosesi təşkil edən mütəxəssislər bilik mühəndisləri adlanırlar və onlar konkret predmet sahəsinin bir və ya bir neçə ekspertilə qarşılıqlı əlaqə olurlar. Bilik mühəndisi ekspertlərdən məsələnin həlli üçün lazım olan proseduranı, strategiyanı, emprik qaydaları əldə edir və bu bilik əsasında ekspert sistem (ES) yaradırlar.

Tərif. Ekspert sistemlər konkret predmet sahəsində mütəxəssis biliklərini özündə əks etdirən və az kvalifikasiyalı istifadəçilərə qərara gəlməkdə məsləhətçi olan mürəkkəb kompleks proqramlardır. Belə sistemlər konkret predmet sahəsində az təcrübəli mütəxəssislərə qərar qəbul etməkdə dəstək olurlar. Odur ki, belə sistemlərə bəzən qərarların qəbul olunmasını dəstəkləyən sistemlər də deyirlər.

Ekspert sistemlərin fərqləndirici cəhətləri[redaktə]

Bütün ES-lər biliklərə əsaslanan sistemlərdir (BƏS) və Sİ proqramıdırlar. Lakin Sİ və BƏS daha geniş anlayışlardır və buraya ES-dən başqa həm də teoremlərin isbatı, müxtəlif intellektual kompyuter oyunları və s. daxildir. BƏS konkret predmet sahəsinə aid bilikləri cəmləşdirən, məntiqi çıxarışı təmin edən və həll edən intellektual proqramlardır. BƏS-in 90%-dən çoxu ekspert sistemlərdir (BƏS-ə həm də intellektual kompyuter oyunları auddir). ES-in ən vacib və digər BƏS-lərdən fərqləndirici cəhəti məhz ekspert biliklərinə əsaslanan bilik bazasına malik olmasıdır.

ES-in əsasını ekspert bilikləri təşkil edir. Bəs ekspert kimdir? Ekspert müəyyən predmet sahəsində mükəmməl biliyə, böyük təcrübəyə malik yüksək kvalifikasiyalı mütəxəssisdir.

ES-in blokları[redaktə]

ES-lər bir-birilə əlaqəli çoxlu bloklardan ibarətdir.

Bilik bazası (BB) problemin həllini əks etdirən faktlar və qaydalardan ibarətdir. Sonuncular biliklərin təsvir modelinə uyğun olaraq təşkil olunurlar .

Verilənlər bazası bloku həll olunan problemin cari andakı vəziyyətinə uyğun verilənlərdən, yəni həll prosesində lazim olan giriş və aralıq verilənlərindən ibarətdir. 3.3. Nəticə şıxarma mexanizmi verilənlər bazasındakı giriş verilərindən və BB-dəki biliklərdən istifadə edərək elə qaydanı seçir ki, bunun əsasında problemin giriş verilənlərinə uyğun həlli tapılır.

İzah mexanizmi sistemdə həllin tapılması ardıcıllığını, sistemdən necə istifadə olunması qaydasını izah edir.

Aralıq mexanizm istifadəçi ilə sistem arasında münasibəti təşkil edir.

Biliklər bazası. Biliklərin təsvir modeli[redaktə]

Bilik - predmet sahəsinin qanunauyğunluqları (prinsipləri, əlaqələri, qanunları) olub, praktiki fəaliyyət və professional təcrübə nəticəsində əldə olunur, həmin sahədə mütəxəssislərə məsələ qoymağa və həll etməyə imkan verir. Aşağıdakı dörd xüsusiyyət bilikləri səciyyələndirən əsas cəhətlərdir:

  1. Daxili interpretasiya.
  2. Strukturlaşma.
  3. Bağlılıq.
  4. Aktivlik.

Bilikləri üç böyük qrupa bölmək mümkündür.

  1. Faktlar (faktiki biliklər);
  2. Qaydalar (qərar qəbul olunması üçün biliklər);
  3. Metabiliklər (bilik haqqında bilik).

Sİ mütəxəssisləri üçün bilik anlayışı proqramın özünü intellektual aparması üçün lazım olan informasiya mahiyyəti daşıyır.

ES-in nüvəsini biliklər bazası təşkil edir. BB ES-in yaradılması prosesində toplanan ekspert biliklərdən təşkil olunur. Biliyin yığılması və təşkili ES-in ən vacib cəhətlərindən biridir. Əldə olunmuş biliklər müəyyən qaydalar formasında ifadə olunmaqla biliklər bazasını əmələ gətirirlər. Bu biliklərin qaydalar şəklində formalaşmasında biliklərin təsvir modelindən istifadə olunur.

Biliklərin təsvir modeli ekspertlərdən alınmış biliklərin müəyyən qaydalar formasında təqdim olunmasına xidmət edir. ES-də biliklərin təsvir modellərinin təsnifatı belədir:

  • produksion model;
  • semantik şəbəkə modeli;
  • freym model;
  • formal məntiq modeli;
  • relyasion model;
  • problem yönümlü modellər.

Produksion model qaydalara əsaslanan modeldir, bilikləri " Əgər ( şərt), onda (nəticə)" tipində təsvir etməyə imkan verir. Şərt elə bir cümlədir ki, onun əsasında BB-də axtarış gedir, "nəticə" isə axtarışın müvəffəqiyyətli gedişində alınan vəziyyətdir.

Semantik şəbəkə istiqamətlənmiş qrafdır, onun təpələri anlayışları, xətlər isə anlayışlar arasındakı münasibətləri ifadə edir. Anlayış hər hansı abstrakt və ya konkret obyektləri, münasibət isə bu obyektlər arası əlaqələri ifadə edir. Semantik şəbəkədə olan münasibətlər:

  • "hissə- tam" tipli əlaqələr (sinif-qrup, element- çoxluq);
  • funksional əlaqə ("baş verir", "təsir edir" və s.);
  • kəmiyyət xarakterli əlaqə (çox, az, bərabər və s.) ;
  • məkan xarakterli əlaqə (uzaq, yaxın, altında, üstündə, içində və s.);
  • atribut əlaqələr (cəhətlərə malikdir, mahiyyəti var və s.);
  • məntiqi əlaqələr (və, və ya, yox);
  • linqvistik əlaqələr və i.a.

Semantik şəbəkə tipli BB-da həllin axtarışı bazaya verilmiş hər hansı altşəbəkəyə uyğun sorğunu əks etdirən şəbəkə fraqmentinin axtarışı məsələsinə gətirilir. Bu model amerikan psixoloqu Kuillian tərəfindən təklif olunub.

Freym model Marvin Minskinin adı ilə bağlıdır. Freym hər hansı qavranışın abstrakt obrazıdır. BB-də saxlanılan freym obrazı ilə cari verilənlər əsasında faktiki vəziyyəti təsvir edən freym ekzemplərı fərqləndirmək lazımdır. Freymin ənənəvi strukturu: (Freymin adı: ( 1-ci slotun adı: 1-ci slotun mahiyyəti) ( 2-ci slotun adı: 2-ci slotun mahiyyəti) ( N-ci slotun adı: N-ci slotun mahiyyəti).

Növbəti mərhələdə hər bir slot özü freym olur və budaqlanır, odur ki, bu modelə bəzən ağacşəkilli model də deyirlər. Məsələn, otağa bir freym kimi baxsaq, onun slotları aşağıdakılar olar: qapı, pəncərə, döşəmə, tavan, divar. Növbəti mərhələdə hər bir slota freym kimi baxıla bilər. Yəni qapıya freym kimi baxılarsa, onun slotları: taxta, dəmir, şüşə olacaq və s.

Biliklərin təsvirinin məntiqi modeli produksion modeldəki şərt əlaqələrinin məntiqi ifadəsinə əsaslanır, daha doğrusu, şərt daxili atributlar bir-biri ilə məntiqi toplama, məntiqi vurma və s. əlaqə ilə bağlanırlar.

Biliklərin relyasion model təsviri hər bir obyektin onu səciyyələndirən müəyyən cəhətlər, göstəricilər, xüsusiyyətlər, bir sözlə, kriteriyalara münasibətinə əsasan qurulur. Bəzən bu münasibəti dəqiq ifadə etmək mümkün olmur və təbii dilimizin linqvistik ifadələrindən (çox, az, bir qədər, zəif və s.) istifadə etməli oluruq və bu da bilklərin təsviri üçün qeyri-səlis relyasion modelin istifadəsini zəruriləşdirir. Bu halda obyektin cəhətləri nə dərəcədə ödəməsi [0,1] intervalında təyin edilmiş mənsubiyyət funksiyası ilə ifadə olunur. Bu cəhərlərin, xüsusiyyətlərin obyektə uyğunluğunu əks etdirən mənsubiyyət funksiyası relyasion matrisdə təsvir edilir. Matrisin elementləri fk(x) О[0,1], x obyektinin k kriteriyasını nə dərəcədə ödəməsini, ona nə dərəcədə uyğun gəlməsini ifadə edir.

ES-in təsnifatı[redaktə]

Yaradılma məqsədindən asılı olaraq ES aşağıdakı kimi klassifikasiya oluna bilərlər.

  1. İdentifikasiya ES - müşahidə olunan verilənlərlə bağlı vəziyyətin təyini surətlərin, dilin, radarlardan alınan siqnalların tanınması
  2. Diaqnostik ES - Müşahidə olunan sistemdə ola biləcək xətalar əsasında nəticələrin çıxarılması. Xəstəliklərin diaqnozu, texniki nasazlıqların müəyyən olunması
  3. İdarəetmə ES - Cari vəziyyətlərin ardıcıl şərhi, təhlili və idarəedici qərarın verilməsi. Dəmiryol, quru, hava, dəniz nəqliyyatlarının idarə edilməsi
  4. Layihələndirmə ES Verilmiş sənədlərə uyğun mürəkkəb konfiqurasiyaların yaradılması. Verilmiş məhdudiyyətlər daxilində predmetin prototipinin yaranması
  5. Proqnoz ES - Verilmiş vəziyyətə görə ehtimal olunan nəticələrin çıxarılması Havanın, hücum hərəkətinin təyin olunması, demaqrafik, ticarət ehtimalları
  6. Planlaşdırma ES - Obyekti müəyyən vəziyyətə gətirən situasuyalar ardıcıllığı. Eksperimentlərin planlaşdırılması, robotun hərəkətinin, obyekti müəyyən vəziyyətə gətirən situasiyalar ardıcıllığının öyrənilməsi
  7. Моnitorinq ES - Əvvəldən ortaya şıxmış kritik vəziyyətlərin ardıcıl izlənməsi Əməliyyatdan sonra xəstənin halının izlənməsi, vəziyyətin əsas parametrlərinin izlənməsi
  8. Təhsilləndirmə ES - Ekspertlərin təhsil alanlara məsləhətləri, tələbələrin biliklərinin yoxlanılması Öyrədici sistemlər

İşlənmə səviyyəsinə görə ES belə klassifikasiya oluna bilərlər.

  • Təsviri prototip (2-3 ay,50-100 qayda) - Sistem problemin bir hissəsini həll edir və ES-in yaradılmasının məqsədəuyğunluğunu göstərir
  • Tədqiqat prototipi (1-2 il,200-500 qayda) - Sistem qane edici dərəcədə problemin həllini əks etdirir, lakin tam eksperiment olmadığından hələ tam etibarlı hesab edilmir
  • İşləyən prototip (2-3 il,500-1000 qayda) - Sistem problemin həllini lazımınca əks etdirir, lakin nəticənin alınması zaman baxımından həqiqi deyil
  • Sənaye sistemi (2-4 il,1000-1500 qayda) - Sistem yüksək etibarlıq göstərir və sifarişçiyə verilir
  • Ticarət sistemi - ES təkcə sifarişçi təşkilata (şirkətə) deyil, başqa istifadəçilərə də satıla bilir.

Biliklərin paylanma xarakterinə görə mərkəzləşmiş və paylanmış BB əsasında yaradılan ES mövcuddur.

Giriş icazəsinin olmasına görə ES fərdi və kollektiv ola bilərlər.

ES-in yaradılması mərhələləri aşağıdakı ardıcıllıqla yerinə yetirilir[redaktə]

Mərhələlər:

  1. İdentifikasiya - problemin xarakterinın öyrənilməsi
  2. Konseptualizasiya - əsas anlayışların və onlar arası əlaqələrin müəyyən olunması
  3. Formalizasiya - biliklərin təsviri modelinin seçilməsi, qaydaların hazırlanması
  4. Reallaşma - Kompyuter proqramının işlənilməsi, nəticələrin təmini
  5. Eksperiment - Alınan nəticələrin adekvatlığının yoxlanılması.

1, 2 və 3-cü mərhələlər bilik mühəndisi, 4-cü mərhələ isə proqramşı tərəfindən icra olunur. Eksperiment mərhələsində ilk öncə proqramın düzgün işləməsi yoxlanılır və sonra eksperimentlər o vaxta qədər keçirilir ki, alınan nəticənin reallığa adekvatlığı ekspertləri qane etsin. İlk zamanlar bir ES-in yaranmasına 20-30 il tələb olunurdu. İndi isə bu sistemlərin yaradılmasını tezləşdirən üsullar, instrumental vəsitələr mövcuddur. Bu məqsədlə istifadə olunan instrumental vəsitələr bunlardır:

  1. Simvolik proqramlaşdırma dilləri: LİSP, İNTERLİSP, SMALLTALK;
  2. Bilik mühəndisliyi dilləri: OPS-5; LOOPS, proloq, KEŞ;
  3. ES layihəsini avtomatlaşdırmağa imkan verən sistemlər: KEE, ART, TETRESTAS, AGE, TİMM.

Mənbə[redaktə]

  • Z.Q.CƏBRAYILOVA, t.e.n., AMEA İnformasiya Texnologiyaları İnstitutunun "Tədris və İnnovasiya Mərkəzi", Mühazirə

Həmçinin bax[redaktə]

Ədəbiyyat[redaktə]

  1. Поспелов Г.С. Искусственный интеллект –основа новой информационной технологии. М.: Наука, 1988. -278 с.
  2. Поспелов Д.А. Левитин К.Е. Будущее искусственного интеллекта. М.: Наука, 1991. -217 с.
  3. А.В.Андрейчиков, О.Н.Андрейчикова. Интеллектуальные инфомационные системы. М.:Финансы и статистка, 2004. -424 с.