Вопрос 16. Неформальные задачи, решаемые ЭС

Задачи, не имеющие формальных методов решения, называются неформальными, ко-ректнее - слабоформализуемыми. Так как основу методологии решения слабоформализуе-мых задач составляют системный подход и системный анализ Неформализованными считаются задачи, обладающие хотя бы одной из следующих характеристик: невозможно задание в числовой форме; нет четко определенной целевой функции; задача алгоритмически неразрешима или решение невозможно из-за ограниченности ресурсов компьютера. Типичные свойства неформализованных задач — это ошибочные, неоднозначные, неполные, противоречивые исходные данные и знания о проблемной области; большое число параметров, т.е. большая размерность пространства параметров, в котором отыскивается точка оптимума; динамическое изменение данных и знаний в ходе решения задачи.

Особенно трудными для реализации являются те задачи, в постановке которых имеются неопределенности. А именно такие задачи возникают при решении многих проблем. В связи с этим в последние годы повышенный интерес приобретают различные неформальные методы поиска оптимальных решений. При этом обозначилось два направления использования неформальных методов в решении задач:

1) неформальное сведение сложной задачи к формальной постановке с целью использования уже реализованных формальных методов; 2) неформальный поиск оптимального решения, т.е. непосредственная реализация процедуры поиска.

Неформальное сведение задачи к формальной постановке заключается в формировании строго выраженных условий задачи, т.е. подлежащих поиску переменных, ограничений, которым должны удовлетворять переменные, и целевой функции, подлежащей максимизации или минимизации в процессе по-иска оптимального решения. Для этих целей могут использоваться методы теории нечетких множеств, эвристическое программирование и эволюционное моделирование. Методы теории нечетких множеств позволяют получать аналитические выражения для количественных оценок нечетких условий принадлежности элементов к тому или иному множеству. Благодаря этому, при решении многих неопределенных задач удается неопределенные ее условия выразить строгими уравнениями или неравенствами и на этой основе свести постановки неопределенных задач к строго определенным постановкам. При наличии же строгих постановок для решения задачи могут быть использованы соответствующие конечные методы, которые, как известно гарантируют поиск строго оптимальных решений. ЭС предназначены для так называемых неформализованных задач, т.е. ЭС не отвергают и не заменяют традиционного подхода к разработке программ, ориентированного на решение формализованных задач. Неформализованные задачи обычно обладают следующими особенностями:

ошибочностью, неоднозначностью, неполнотой и противоречивостью исходных данных; ошибочностью, неоднозначностью, неполнотой и противоречивостью знаний о проблемной области и решаемой задаче; большой размерностью пространства решения, т.е. перебор при поиске решения весьма велик; динамически изменяющимися данными и знаниями.

Следует подчеркнуть, что неформализованные задачи представляют большой и очень важный класс задач. Многие специалисты считают, что эти задачи являются наиболее массовым классом задач, решаемых ЭВМ. Экспертные системы и системы искусственного интеллекта отличаются от систем обработки данных тем, что в них в основном используются символьный (а не числовой) способ представления, символьный вывод и эвристический поиск решения (а не исполнение известного алгоритма).