Sisteme bazate pe cunoștințe

Capitolul unu:Un sistem expert este un sistem bazat pe cunostinte care se bazeaza pe avantajul memoriilor sau capacitatiilor de memorii mari ale calculatoarelor si pe viteza acestora , procesand o cantitate mare de informatie intr-o fractiune de timp ,dorita de utiliztor.

Caracteristici de baza ale SE

1. Un SE trebuie sa fie prietenos cu utilizatorul

Pentru realizarea acestei caracteristici sistemele expert trebuie sa furnizeze utilizatorului pagini de help,utilizarea simpla a instructiunilor de interfatare cu utilizatorul si sa fie condus de meniu.Utilizatorul trebuie sa fie capabil sa intretina bazele de cunostinte si de date.

2. Un sistem expert trebuie sa fie capabil sa invete din experienta trecuta

Abilitatea de invatare inseamna ca sistemul expert este capabil sa obtina solutii similare mult mai rapid in prexenta aceleiasi probleme comparativ cu expertii umani.Exista trei tipuri de invatare asociate cu un sistem expert:(a)Invatarea din exemple.Sistemul expert genereaza cunostinte referitoare la o anumita problema din domeniu cand sunt furnizate exemple si studii de caz.(b)Invatarea prin analogie.Sistemul expert evidentiaza analogii intre problema de rezolvat si cunostiintele sale curente derivate prin rezolvarea altor cazuri similare.Cand sunt detectate cazuri similare , sistemul expert extrage solutiile lor si le aplica in rezolvarea unei noi probleme.(c)Invatarea din experienta.Sistemul expert accepta cunostinte noi de la expertul din domeniu si le incorporeaza in baza de cunostinte existente.

3. Abilitatea de explicatie

Sistemul expert trebuie sa fie capabil sa explice sistemul sau de rationament si sa raspunda la intrebari despre procedurile de inferenta.

4. Rationamentul aproximativ

Sistemul expert controleaza actiunile sale pana la atingerea concluziilor finale.Sistemul expert trebuie sa fiew functional in medii incerte , prin utilizarea unui anumit mecanism de gestiune a incertitudinii.

5. Reactii de timp

Uneori,sistemul expert trebuie sa functioneze sub anumite restrictii de timp.Sistemul expert trebuie sa realizeze sarcinile sale rapid , in scopul ,inglobarii lui in aplicatii reale.

Sistemul expert consta in general din noua componente :interfata utilizator,baza de cunostinte,baza de date ,mototrul de inferenta,tabla neagra(blackboard) modulul explicativ ,modulul de invatare ,comunicarea cu alte sisteme bazate pe cunostinte , modulul de gestiune a incertitudinii.

Domeniile in care sunt aplicate sistemele expert includ interpretare ,planificare ,predictie ,consultare ,diagnoza ,proiectare ,monitorizare ,asistare ,invatare.

Clase de reprezentare a cunostintelor:

a) logice:cunoasterea este reprezentata sub forma unor asertiuni privind cunostintele si relatiile dintre ele.

b) rationale:cunostiintele sunt reprezentate pornind de la relatiile dintre obiecte sub forma unor grafuri conceptuale sau retele.

c) procedurale:cunostintele referitoare la un univers evolutiv sunt reprezentate sub forma unor proceduri, care asigura obtinerea starilor la momentele specificate, prin aplicarea acestor proceduri asupra starilor initiale.

Cunoasterea (sub forma de cunostinte) poate fi definita ca o reflectare activa in constiinta a lumii reale, a esentialului si generalului ,a legaturilor obiective ale realitatii ,bazata pe capacitatea de descompunere a legaturilor obiective ale realitatii.Cunoasterea este empirica,sau este teoretica.

Pentru a putea fi utilizate intr-un program cunostiintele sunt memorate sub forma unor piese de cunostinte care descriu obiecte,fapte,fenomene,procese si evenimente din domeniul de competenta al sistemului de inteligenta artificiala.Totalitatea cunostintelor memorate alcatuiesc un model al lumii,la care sistemul are acces prin intermediul unor proceduri de organizare ,clasificare ,cautare si recunoastere.Toate aceste componente alcatuiesc ceea ce denumim un sistem cognitiv.

Metodele de reprezentare a cunostiintelor:

A.Logica:ofera un mjijloc de exprimare al asertiunilor si un cadru formal pentru realizarea de inferente.Un interes major de utilizare a logicii consta in posibilitatea obtinerii de rezultate noi folosind reguli de inferenta.Logica este un sistem formal care poseda rigoare si claritate semantica,permitand o exprimare relativ naturala a anumitor fapte,fiind lipsita de ambiguitati.

B.Retele semantice:elementele primitive din care se construiesc retelele sunt nodurile si legaturile sau arcele.Retelele astfel construite nu ofera facilitati pentru reprezentarea tuturor caracteristicilor esentiale ale cunoasterii ,ele avand doar forma unor structuri de date care pot fi considerate ca primitive structurale pentru un sistem de reprezentare a cunostiintelor.Apropierea de cerintele sistemelor de reprezentare a cunostiintelor s-a realizat prin asocierea unor simboluri si valori la aceste structuri de date.Primul model de reprezentare cu ajutorul retelelor a fost numit retea semantica .

C.Reguli de productie:reprezentarea cunostintelor cu ajutorul regulilor de productie reprezinta o componenta a unei metode de rezolvare a problemelor intalnita sub denumirea de sisteme de productii.Cunostiintele intr-un sistem de productii au urmatoarele componente:cunostinte declarative sau factuale,cunostinte procedurale , cunostinte strategice sau de control.

D.Cadre:colectie de atribute ce caracterizeaza un obiect.Fiecare atribut poate fi incarcat cu o valoare,cu un alt cadru sau cu proceduri.Un atribut dintr-un cadru e echivalent cu o relatie dintr-o retea semantica.Mecanismele de rationament specifice cadrelor sunt:selectie,instantiere,mostenire,atasare procedurala.

E.Limbaj obiectual:folosesc pentru reprezentarea orientata spre obiecte si in plus definesc si obiecte computationale.

F.Cunostinte calitative:descriereea sub forma de simboluri a valorilor pentru parametrii specifici unui sistem dat si pentru relatiile functionale dintre ele.Multimea reala a unei variabile este cuantificata intr-o multimr discreta de intervale corespunzatoare valorilor calitative.O reprezentare discreta a multimii reale se numeste spatiu cantitativ ,care este o buna reprezentare simbolica pentru valorile unor parametrii cu variatie continua.

Rationamentul:o inlantuire de enunturi sau de reprezentari simbolice care trebuie sa conduca la atingerea unui scop.Rationamentul este realizat in cadrul unui sistem bazat pe cunostinte sub forma motorului de inferenta.

Tipuri de rationament:rationament formal, procedural, prin analogie, prin generalizare si abstractizare.

Aspecte ale rationamentului

1.Controlul rationamentului:fiecarui mod de reprezentare a cunostiintelor ii corespunde unul sau mai multi algoritmi de exploatare ai lor ,denumiti si rationamente.

2.Logica si rationament

3.Aproximatie si rationament:conceperea de sisteme bazate pe cunostinte performante necesita elaborarea de mecanisme de rationament aproximativ ,in vederea tratarii incertitudinii si impreciziei inerente care presupunde definirea modalitatilor de reprezentare a acestora.

4.Timp si rationament:timpul reprezinta o dimensiune importanta si originala a sistemelor bazate pe cunostinte.Luarea in considerare a timpului in cadrul mecanismelor de rationament necesita mai intai o reprezentare adecvata a problemei.Rationamentul temporar este un domeniu recent si activ in cercetarile intreprinse in inteligenta artificiala,prin aplicatii de un mare interes practic:planificare,intelegerea limbajului scris sau oral,interpretarea situatiilor, conducerea proceselor.