Экспертных систем

Процесс создания экспертных систем претерпел значительные изменения за последние несколько лет. Благодаря появлению специ­альных инструментальных средств (ИС) построения ЭС сократились сроки разработки, значительно снизилась трудоемкость. Существует достаточно много схожих классификаций инструментальных средств. В частности, их можно разбить на три основных типа:

1) языки программирования;

2) среды программирования;

3) пустые ЭС (оболочки).

С точки зрения разработчика экспертных систем наибольший интерес представляет использование сред программирования и пус­тых экспертных систем (оболочек), хотя не всегда можно заметить разницу между этими понятиями.

Создание экспертных систем с широким спектром возможнос­тей, являющихся не механическими исполнителями воли человека, а его равноправными партнерами при поиске решений в сложных ситуациях, требует привлечения эффективных инструментальных средств программирования. К числу таких средств относятся языки обработки символьной информации, наиболее известными из кото­рых являются Пролог и Лисп. Пролог — язык высокого уровня, име­ющий строгое теоретической обоснование и ориентированный на использование концепций и методов математической логики. Как следует из его названия, Пролог предназначен для программирова­ния в терминах логики. Основной особенностью Пролога, отличаю­щей его от всех других языков, является декларативный характер написанных на нем программ. Язык Лисп изобретен в Массачусетском технологическом институте и обладает способностью обрабаты­вать списковые структуры. Языки программирования Лисп и Пролог имеют встроенные механизмы для манипулирования знаниями.

Помимо Лиспа и Пролога создано множество других языков, ориентированных на обработку символьной информации и разра­ботку ЭС: Smalltalk, FRL, Interlisp. Кроме этих специализированных языков для разработки экспертных систем используются и обычные языки программирования общего назначения: Си, Ассемблер, Пас­каль, Фортран, Бейсик и др.

Общим недостатком языков программирования для создания экспертных систем являются: большое время разработки готовой системы, необходимость привлечения высококвалифицированных программистов, трудности с модификацией готовой системы. Все это делает применение языков программирования для реализации ЭС весьма дорогостоящим и трудоемким.

Инструментальные средства второго типа — среды программиро­вания — позволяют разработчику не программировать некоторые или все компоненты ЭС, а выбирать их из заранее составленного набора.

При применении последнего типа инструментария — пустых ЭС, или «оболочек» — разработчик ЭС полностью освобождается от работ по созданию программ и занимается лишь наполнением базы знаний. Однако при использовании этого способа могут возникнуть следующие проблемы: управляющие стратегии, вложенные в процедуры вывода базовой системы, а также принятый язык представления знаний могут не подходить для данного приложения. Все это затрудняет выбор под­ходящей пустой ЭС и их применение. Кроме того, уже в процессе со­здания прикладной системы может выясниться, что возможности, за­ложенные в используемом инструментальном средстве, не позволяют реализовать необходимые процедуры вывода и представление предмет­ных знаний, требующиеся для успешной работы системы. В то же вре­мя в ряде случаев применение пустых ЭС оказывалось вполне оправ­данным и удобным — за короткие сроки разработчик имел возможность производить вполне добротные системы.

Типичным представителем второй и третьей групп инструмен­тальных средств является пакет EXSYS Professional 5.0 for Windows (оболочка — по определению разработчика - компании Exsys Inc., США), предназначенный для создания прикладных экспертных си­стем в различных предметных областях. Система построена на ис­пользовании сложных правил вида ЕСЛИ-ТО-ИНАЧЕ. Для выбора стратегии получения заключения в системе по умолчании использу­ется обратная цепочка вывода. Прямая цепочка может быть задана при настройке системы. Система обладает развитым графическим интерфейсом, способна обращаться к внешним базам данных, про­верять правила на непротиворечивость. При определенной настрой­ке может работать с русскоязычными текстами.