Информационная технология экспертных систем

Характеристика и назначение

Наибольший прогресс среди компьютерных информационных систем отмечен в области разработки экспертных систем, основанных на использовании искус­ственного интеллекта. Экспертные системы дают возможность менеджеру или специалисту получать консультации экспертов по любым проблемам, о которых этими системами накоплены знания.

Под искусственным интеллектом обычно понимают способности компьютерных систем к таким действиям, которые назывались бы интеллектуальными, если бы исходили от человека. Чаще всего здесь имеются в виду способности, связанные с человеческим мышлением. Работы в области искусственного интеллекта не ограничиваются экспертными системами. Они также включают в себя создание роботов, систем, моделирующих нервную систему человека, его слух, зрение, обо­няние, способность к обучению.

Решение специальных задач требует специальных знаний. Однако не каждая компания может себе позволить держать в своем штате экспертов по всем связан­ным с ее работой проблемам или даже приглашать их каждый раз, когда проблема возникла. Главная идея применения технологии экспертных систем заключается в том, чтобы получить от эксперта его знания и, загрузив их в память компьютера, использовать всякий раз, когда в этом возникнет необходимость.

Сходство информационных технологий, используемых в экспертных системах и системах поддержки принятия решений, состоит в том, что обе они обеспечивают высокий уровень поддержки принятия решений. Однако имеется три существен­ных различия. Первое связано с тем, что решение проблемы в рамках систем под­держки принятия решений отражает уровень понимания этой проблемы пользова­телем и его возможности получить и осмыслить решение. Технология экспертных систем, наоборот, предлагает пользователю принять решение, превосходящее его возможности. Второе отличие указанных технологий выражается в способности экспертных систем пояснять свои рассуждения в процессе получения решения. Очень часто эти пояснения оказываются более важными для пользователя, чем само решение. Третье отличие связано с новым компонентом информационной технологии — знаниями.

Основные компоненты Основными компонентами информационной технологии, используемой в экс­пертной системе, являются: интерфейс пользователя, база знаний, интерпретатор,

Менеджер (специалист) использует интерфейс пользователя для ввода инфор­мации и команд в экспертную систему и получения выходной информации из нее. Команды включают в себя параметры, направляющие процесс обработки знаний. Информация обычно выдается в форме значений, присваиваемых определенным переменным.

Технология экспертных систем предусматривает возможность получать в ка­честве выходной информации не только решение, но и необходимые объяснения. Различают два вида объяснений:

□ объяснения, выдаваемые по запросам. Пользователь в любой момент может потребовать от экспертной системы объяснения своих действий;

□ объяснения полученного решения проблемы. После получения решения поль­зователь может потребовать объяснений того, как оно было получено. Систе­ма должна пояснить каждый шаг своих рассуждений, ведущих к решению задачи. Хотя технология работы с экспертной системой достаточно сложна, пользова­тельский интерфейс этих систем является дружественным и обычно не вызывает трудностей при ведении диалога.

База знаний содержит факты, описывающие проблемную область, а также логи­ческую взаимосвязь этих фактов. Центральное место в базе знаний принадлежит правилам. Правило определяет, что следует делать в данной конкретной ситуации, и состоит из двух частей: условия, которое может выполняться или нет, и действия, которое следует произвести, если условие выполняется.

Все используемые в экспертной системе правила образуют систему правил, которая даже для сравнительно простой экспертной системы может содержать несколько тысяч правил.

Интерпретатор — это часть экспертной системы, производящая в определен­ном порядке обработку знаний (мышление), находящихся в базе знаний. Техно­логия работы интерпретатора сводится к последовательному рассмотрению сово­купности правил (правило за правилом). Если условие, содержащееся в правиле, соблюдается, выполняется определенное действие, и пользователю предоставля­ется вариант решения его проблемы.

Модуль создания системы служит для создания набора (иерархии) правил. Существует два подхода, которые могут быть положены в основу работы модуля создания системы: использование алгоритмических языков программирования и использование оболочек экспертных систем.

Для представления базы знаний специально разработаны языки Lisp и Prolog, хотя можно задействовать и любой другой известный алгоритмический язык.

Оболочка экспертных систем представляет собой готовую программную среду, которая может быть приспособлена к решению определенной проблемы путем создания соответствующей базы знаний. В большинстве случаев использование оболочек позволяет создавать экспертные системы быстрее и легче в сравнении с программированием.

Вопросы для самопроверки

1. Что такое «информационная система»?

2. Как вы понимаете информационную технологию?

3. В чем состоит разница между компьютерами и информационными системами?

4. Как можно представить процессы, происходящие в информационной системе?

5. Как развивались информационные системы?

6. Почему информационные системы являются стратегическим средством раз­вития фирмы и в чем состоит их вклад?

7. Расскажите о пирамиде уровней управления в фирме.

8. Почему при создании информационной системы следует учитывать влияние внешней среды?

9. Приведите примеры информационных систем, поддерживающих деятельность фирмы.

10. Какие задачи стоят при создании информационной системы?

11. Расскажите об основных функциональных информационных системах.

12. Приведите примеры информационных систем, обеспечивающих эффектив­ность работы.

13. Как вы представляете структуру информационной системы?

14. Расскажите об информационном, техническом, программном и математическом обеспечении, об организационном и правовом обеспечении.

15. Для чего нужна схема информационных потоков?

16. В чем суть методологии построения баз данных?

17. Почему при разработке информационной системы важным фактором является структурированность задач?

18. Как структурированность задач влияет на классификацию информационных систем?

19. Каковы особенности информационных систем, создающих управленческие отчеты?

20. Каковы особенности и виды информационных систем, разрабатывающих аль­тернативы решений?

21. В чем суть функционального признака при классификации информационных систем?

22. Что такое «признак уровней управления при классификации систем»?

23. Расскажите о пирамиде информационных систем в фирме, где используется функциональный признак классификации.

24. Каковы роль и функции ИС оперативного уровня, ИС для специалистов, для менеджеров среднего звена, стратегических ИС?

25. Приведите классификацию информационных систем по характеру использо­вания информации, по степени автоматизации, по сфере применения.

26. В чем сходство и в чем различие информационной технологии и технологии материального производства?

27. Отобразите информационную технологию в виде иерархической структуры и приведите примеры ее составляющих.

28. Изложите требования, которым должна отвечать информационная техно­логия.

29. Что такое «инструментарий информационной технологии»?

30. Как соотносятся информационная технология и информационная система?

31. Охарактеризуйте методологию использования информационной технологии.

32. Дайте общее представление об информационных технологиях обработки данных, управления, автоматизации офиса, поддержки принятия решений. Назовите их основные компоненты.

33. Расскажите о компьютерных и некомпьютерных офисных технологиях.

Литература

1. Башмаков А. И., Башмаков И. А. Интеллектуальные информационные техноло­гии. M.: Издательство МГТУ им. Баумана, 2005.

2. Гагарина JI. Г., Киселев Д. В., Федотова Е. JI. Разработка и эксплуатация ав­томатизированных информационных систем. M.: ФОРУМ-ИФРА-М, 2007.

3. Гвоздева В. А._у Лаврентьева И. Ю. Основы построения автоматизированных информационных систем. M.: ФОРУМ-ИФРА-М, 2007.

4. Горлопанов В. В., Яловецкий В. И. Информационные технологии в органах го­сударственной власти. Аналитический обзор. M.: Издательство МАГМУ, 2007.

5. Григорьев М. #., Сергеев В. И., Уваров С. А. Логистика: информационные системы и технологии. M.: Альфа-пресс, 2008.

6. Желена Милан. Информационные технологии в бизнесе. СПб.: Питер, 2002.

7. Советов Б. Я., Цехановский В. В. Информационные технологии. M.: Высшая школа, 2006.