Средства разработки экспертных систем

Существующие средства разработки экспертных систем можно разделить на 3 класса (рис. 33). Традиционные языки программирования (C ++, Java, Delphi) позволяют построить экспертные системы «с нуля» для конкретной задачи или предметной области, обеспечив хорошие показатели качества и необходимую функциональность системы, но на разработку требуются значительные временные и финансовые ресурсы. Так создают экспертные системы любой стадии существования, в особенности, коммерческие системы, продажа которых возместит затраты.

Языки искусственного интеллекта (LISP, PROLOG, Рефал) были разработаны специально для представления знаний, построение с их помощью экспертных систем позволяет более легко оперировать экспертными знаниями, но ограничивают способ их представления структурой языка. С помощью языков искусственного интеллекта создаются исследовательские и демонстрационные образцы.

Следующий класс средств построения экспертных систем – специальный программный инструментарий – ориентирован только на создание интеллектуальных информационных систем и делится на два подкласса: оболочки и среды разработки интеллектуальных систем.

Среды разработки являются программными комплексами, позволяющими строить системы из отдельных готовых блоков, на их основе создаются демонстрационные и промышленные образцы экспертных систем.

Оболочка экспертных систем - инструментальное средство для проектирования и создания экспертных систем. В состав оболочки входят средства проектирования базы знаний с различными формами представления знаний и выбора режима работы решателя задач. Для конкретной предметной области инженер по знаниям определяет нужное представление знаний и стратегии решения задач, а затем, вводя их в оболочку, создает конкретную экспертную систему.

Рис.33. Классификация инструментальных средств разработки ЭС

Применение оболочки позволяет достаточно быстро и с минимальными затратами создать исследовательскую, демонстрационную или промышленную экспертную систему. Оболочки можно классифицировать следующим образом (рис.34). По степени обработанности выделяют экспериментальную (GPSI), исследовательскую (Expert) и коммерческую (EXSYS) оболочки.

Рис.34. Классификация оболочек экспертных систем

Знания в базе могут быть представлены одним способом (EMYCIN, CLIPS) - семантической сетью, продукциями, фреймами и т.д.) или же несколькими (MINEVRA, EsWin), для создания более полной, гибкой и наглядной модели предметной области.

Используемые в оболочке методы могут быть традиционными (CubiCalc, NEXPERT, Алеф) - алгоритмы, деревья вывода и т.д. - и гибридными (FuzzyCLIPS, MultiNeuron) - совместно с традиционными используются нейронные сети, нечеткая логика и т.д.

Существуют статические оболочки, предназначенные для решения статических задач (1-st Clas, Элис). Они характеризуются использованием поверхностной технологии, общих правил и поиска решения от цели к данным, применяются для решения задач анализа.

Статические оболочки, предназначенные для решения задач анализа и синтеза с разделением времени (KAPPA, Clips), используют глубинный и структурный подходы, осуществляют поиск решений - от цели к данным и от данных к цели.

Оболочки для проектирования динамических систем (Framework, NExpert) применяют поверхностный подход, принимают решения на основе правил общего вида.

Оболочки для разработки динамических систем (G2, Rethink, RkWorks) имеют подсистему моделирования, планировщика решений, используют смешанную технологию, правила общего и частного вида, решение задачи анализа и синтеза в реальном времени.

EMYCIN – первая оболочка, основанная на MYCIN. Принципы, разработанные для PROSPECTOR, были использованы при создании таких систем, как KAS, SAGE, SAVOIR.

Изменение принципов построения ведет к развитию инструментария. Поэтому оболочки прошли тот же эволюционный путь, что и ЭС. Современные оболочки предлагают следующие возможности (в каждой конкретной оболочке представлены частично):

- гибридное представление знаний (EsWin);

- выбор из нескольких стратегий вывода (G2, CLIPS);

- подключение библиотек и других систем (ACTIVATION FRAMEWORK);

- архитектура на основе «доски объявлений» (HEARSAY-III);

- архитектура «клиент-сервер» (JESS);

- интеграция в интернет / интранет (Egg2Lite, Exsys Corvid);

- графический интерфейс (WindExS, WxCLIPS);

- подсистема моделирования (G2);

- модульное построение системы (ReThink, G2);

- визуализация структуры БЗ (W.E.S.T.) и т.д.