Структура+Экспертных+систем

В современном мире существует 2 типа экспертных систем, а именно **статические** и **динамические**. Статические экспертные системы используются в тех приложениях, где изменения окружающего мира, происходящие за время решения задачи можно не учитывать. Первые экспертные системы, получившие практическое использование, были статическими.

Динамическая экспертная система
= = = =
 * Динамические экспертные системы** по сравнению со статическими содержат дополнительно два следующих компонента: подсистему моделирования внешнего мира и подсистему взаимодействия с внешним миром.
 * На рисунке представлена структура экспертной системы динамического типа**:

Следующий элемент в структуре экспертной системы не менее важен, чем механизм логического вывода. Это – база знаний. База знаний предназначена для хранения долгосрочных фактов, описывающих рассматриваемую область, правил, описывающих отношения между этими фактами и других типов декларативных знаний о предметной области. Кроме правил и фактов, образующих декларативную часть базы знаний, в нее может входить процедурная часть – множество функций и процедур, реализующих оптимизационные, расчетные и другие требуемые алгоритмы. Экспертные системы относятся к классу интеллектуальных систем, основывающихся на понимании факта. Другими словами экспертные системы основываются на знаниях специалиста-эксперта о предметной области. Высококачественный опыт наиболее квалифицированных специалистов, доступный для всех пользователей системы, становится фактором, резко повышающим качество принимаемых решений для организации, использующей экспертные системы в целом. Структура экспертной системы была бы неполной без подсистемы диалога. Подсистема диалога ориентирована на организацию дружественного интерфейса со всеми категориями пользователей как в ходе решения задач, так и в ходе приобретения знаний и объяснения результатов работы.
 * Пояснения:**
 * механизм логического вывода, называемый также интерпретатором, решателем;
 * рабочую память (РП), называемую также рабочей базой данных (БД);
 * базу знаний (БЗ);
 * подсистему приобретения и пополнения знаний;
 * подсистему объяснения;
 * подсистему диалога;
 * подсистему взаимодействия с внешним миром.
 * Механизм логического вывода** (МЛВ) предназначен для получения новых фактов на основе сопоставления исходных данных из рабочей памяти и знаний из базы знаний. Механизм логического вывода во всей структуре экспертной системы занимает наиболее важное место. Он реализует алгоритмы прямого и/или обратного вывода и формально может быть представлен четверкой: <**v,s,k,w**>. Где:
 * **V** процедура выбора из базы знаний и рабочей памяти правил и фактов;
 * **S** процедура сопоставления правил и фактов, в результате которой определяется множество фактов к которым применимы правила для присвоения значений;
 * **K** процедура разрешения конфликтов, определяющая порядок использования правил, если в заключении правила указаны одинаковые имена фактов с разными значениями;
 * **W** процедура, осуществляющая выполнение действий, соответствующих полученному значению факта (заключению правила).
 * Рабочая память** предназначена для хранения исходных и промежуточных фактов решаемой в текущий момент задачи. Как правило, размещается в оперативной памяти ЭВМ и отражает текущее состояние предметной области в виде фактов с коэффициентами уверенности (КУ) в истинности этих фактов.
 * Подсистема приобретения и пополнения знаний** автоматизирует процесс наполнения экспертной системы знаниями, осуществляемый пользователем-экспертом, и адаптации базы знаний системы к условиям ее функционирования. Адаптация экспертной системы к изменениям в предметной области реализуется путем замены правил или фактов в базе знаний.
 * Подсистема объяснения** объясняет, как система получила решение задачи (или почему она не получила решения) и какие знания она при этом использовала, что облегчает эксперту тестирование системы и повышает доверие пользователя к полученному результату. Возможность объяснять свои действия является одним из самых важных свойств экспертной системы, так как:
 * повышается доверие пользователей к полученным результатам;
 * облегчается отладка системы;
 * создаются условия для пользователей по вскрытию новых закономерностей предметной области;
 * объяснение полученных выводов может служить средством поиска точки в парето-оптимальном множестве решений.

Примером динамической экспертной системы может являться управление производством различных медикаментов в фармацевтической промышленности.

= =

Статическая экспертная система
Стандартная статическая экспертная система состоит из следующих основных компонентов:
 * **[|База данных]** (рабочая память) предназначена для хранения исходных и промежуточных данных решаемой в текущий момент задачи. Этот термин совпадает по названию, но не по смыслу с термином, используемым в информационно-поисковых системах (ИПС) и системах управления базами данных (СУБД) для обозначения всех данных (в первую очередь долгосрочных), хранимых в системе.
 * **[|База знаний]** (БЗ) в ЭС предназначена для хранения долгосрочных данных, описывающих рассматриваемую область (а не текущих данных), и правил, описывающих целесообразные преобразования данных этой области.
 * **[|Решатель]** используя исходные данные из рабочей памяти и знания из БЗ, формирует такую последовательность правил, которые, будучи примененными к исходным данным, приводят к решению задачи.
 * **[|Компонент приобретения знаний]** автоматизирует процесс наполнения ЭС знаниями, осуществляемый пользователем-экспертом.
 * **[|Объяснительный компонент]** объясняет, как система получила решение задачи (или почему она не получила решение) и какие знания она при этом использовала, что облегчает эксперту тестирование системы и повышает доверие пользователя к полученному результату.
 * **[|Диалоговый компонент]** ориентирован на организацию дружественного общения с пользователем как в ходе решения задач, так и в процессе приобретения знаний и объяснения результатов работы.

Статические экспертные системы чаще всего используются в технических приложениях, где можно не учитывать изменения окружающего среды, происходящие во время решения задачи. Любопытно знать, что первые экспертные системы, получившие практическое применение, были именно статическими.

Портал искусственного интеллекта: раздел "Статьи по экспертным системам" --[|aiportal.ru] Интернет Университет Информационных Технологий: раздел "Компоненты статической эс" --[|intuit.ru] Информационный сайт ITstan.ru: раздел: "Информационные технологии и информационные системы" --[|itstan.ru] Электронная библиотека Грамотей: раздел "Структура экспертных систем" --[|gramotey.com]
 * Источники:**

Гаврилова Т. А., Хорошевский В. Ф. Базы знаний интеллектуальных систем. Учебник. — СПб.: Питер, 2000. Сайт "Языки программирования": раздел "Структура экспертных систем" --[|life-prog.ru]
 * Дополнительный материал:**