Структурный (когнитивный) подход к построению модели предметной области

Структурный подход к построению модели предметной области предполагает выделение следующих когнитивных элементов знаний [1]:

1. Понятия.

2. Взаимосвязи.

3. Метапонятия.

Этап формализации

На данном этапе все ключевые понятия и отношения выражаются на некотором формальном языке, который либо выбирается из числа уже существующих, либо создается заново. Другими словами, определяются состав средств и способы представления декларативных и процедурных знаний, осуществляется это представление и в итоге формируется описание решения задачи ЭС на предложенном (инженером по знаниям) формальном языке.

Выходом этапа формализации является описание того, как рассматриваемая задача может быть представлена в выбранном или разработанном формализме. Сюда относится:

- указание способов представления знаний (фреймы, сценарии, семантические сети и т.д.)

- определение способов манипулирования этими знаниями (логический вывод, аналитическая модель, статистическая модель и др.) и интерпретации знаний.

Этап выполнения

Цель этого этапа — создание одного или нескольких прототипов ЭС, решающих требуемые задачи. Затем на данном этапе по результатам тестирования и опытной эксплуатации создается конечный продукт, пригодный для промышленного использования. Разработка прототипа

состоит в программировании его компонентов или выборе их из известных инструментальных средств и наполнении базы знаний.

Главное в создании первого прототипа ЭС-1 заключается в том,

чтобы этот прототип обеспечил проверку адекватности идей, методов и способов представления знаний решаемым задачам.Создание первогопрототипа должно подтвердить, что выбранные методы решений и способы представления пригодны для успешного решения, по крайней мере, ряда задач из актуальной предметной области, а также продемонстрировать тенденцию к получению высококачественных и эффективных решений для всех задач предметной области по мере увеличения объема знаний.

После разработки первого прототипа ЭС-1 круг предлагаемых для решения задач расширяется, и собираются пожелания и замечания, которые должны быть учтены в очередной версии системы ЭС-2.

Развитие ЭС-1 осуществляется за счет добавления:

- «дружественного» интерфейса,

- средств для исследования базы знаний и цепочек выводов, генерируемых системой,

- средств для сбора замечаний пользователей,

- средств хранения библиотеки задач, решенных системой.

При разработке ЭС-2, кроме перечисленных задач, решаются следующие:

- анализ функционирования системы при значительном расширении базы знаний;

- исследование возможностей системы в решении более широкого круга задач и принятие мер для обеспечения таких возможностей;

- анализ мнений пользователей о функционировании ЭС;

- разработка системы ввода-вывода, осуществляющей анализ или синтез предложений ограниченного естественного языка, позволяющей взаимодействовать с ЭС-2 в форме, близкой к форме стандартных учебников для данной области.

Если ЭС-2 успешно прошла этап тестирования, то она может классифицироваться как промышленная экспертная система.

Этап тестирования

В ходе данного этапа производится оценка выбранного способа представления знаний в ЭС в целом. Для этого инженер по знаниям подбирает примеры, обеспечивающие проверку всех возможностей разработанной ЭС.