1. введение в экспертные системы. Основные понятия и определения

---

1 
1. ВВЕДЕНИЕ В ЭКСПЕРТНЫЕ СИСТЕМЫ. ОСНОВНЫЕ ПОНЯТИЯ И 
ОПРЕДЕЛЕНИЯ 
1.1. Назначения и основные свойства экспертных систем 
В начале 80-х годов в исследованиях по искусственному интеллекту 
сформировалось самостоятельное направление, получившее название "экспертные 
системы" (ЭС). 
ЭС
-это специализированные программы, которые призваны в некоторой степени или 
целиком замещать экспертов из разных областей человеческой жизнедеятельности. 
Чаще всего экспертные системы используются в таких отраслях, как: 

оказание транспортных услуг; 

управление полетами; 

медицина; 

координирование военных действий; 

космические полеты; 

химические лаборатории; 

сложное производство; 

образование; 

энергетическая промышленность; 

и др. 
Основная цель экспертных систем — это предсказать и спрогнозировать результат 
каких-либо событий со множеством переменных на основе полученных данных. 
Первые экспертные системы и их примеры: 

Oncoin — программа, которая диагностировала раковые заболевания; 

Mycin — программа, которая диагностировала инфекционные заболевания легких; 

Prospector — программа, которая занималась расчетами в геологии и археологии; 

Internis и Casne — программы, которые работали в сфере здравоохранения. 
Из чего состоят экспертные системы? 
Чуть ниже на рисунке качественно изображено, из чего состоят экспертные системы: 
1. База знаний. Это свод правил, законов и закономерностей в определенной 
человеческой деятельности, для которой разрабатывается экспертная система. 
Как правило, эта информация содержит положительный человеческий опыт и 
компетентность в какой-то сфере. Они необходимы системе, для того чтобы 
проводить анализ вводимых данных и выдавать результат на основе 
человеческой практики и, соответственно, состава БД. Подобные базы данных 
разрабатываются 3-мя видами специалистов: экспертами отрасли, для которой 
создается ЭС; инженерами-специалистами по представлению знаний 
искусственному интеллекту; программистами, реализующими требования 
специалистов первых двух категорий. 
2. Данные. Это вводимая информация, по которой системе нужно вынести какой-
либо результат, основываясь на решениях, имеющихся в собственной базе 
данных. Современные экспертные системы имеют возможность обучаться на 
вводимых данных, тем самым пополняя информацию в своей data base. 
3. Модель представления данных. Это эффективный способ «рассортировать» 
информацию в базе данных для удобного использования. 

---

2 
4. Подсистема вывода. Данный механизм анализирует и сопоставляет вводимые и 
выводимые значения с целью выявления новых закономерностей и пополнения 
собственной базы данных свежими знаниями. 
Основным назначением ЭС является разработка программных средств, которые 
при решении задач, трудных для человека, получают результаты, не уступающие по 
качеству и эффективности решения, решениям получаемым человеком-экспертом. 
ЭС используются для решения так называемых неформализованных задач, общим 
для которых является то, что: 

задачи не могут быть заданы в числовой форме; 

цели нельзя выразить в терминах точно определенной целевой функции; 

не существует алгоритмического решения задачи; 

а если алгоритмическое решение есть, то его нельзя использовать из-за 
ограниченности ресурсов (время, память). 
Кроме того неформализованные задачи обладают неполнотой, неоднозначностью и 
противоречивостью как исходных данных, так и знаний о решаемой задаче. 
Экспертная система - это программное средство, использующее экспертные знания для 
обеспечения высокоэффективного решения неформализованных задач в узкой 
предметной области. 
Основу ЭС составляет база знаний (БЗ) о предметной области, которая 
накапливается в процессе построения и эксплуатации ЭС. Накопление и организация 
знаний - важнейшее свойство всех ЭС. 
Знания являются явными и доступными, что отличает ЭС от традиционных 
программ, и определяет их основные свойства, такие, как: 
1). Применение для решения проблем высококачественного опыта, который 
представляет уровень мышления наиболее квалифицированных экспертов в данной 
области, что ведет к решениям творческим, точным и эффективным. 
2). Наличие прогностических возможностей, при которых ЭС выдаeт ответы не 
только для конкретной ситуации, но и показывает, как изменяются эти ответы в новых 
ситуациях, с возможностью подробного объяснения каким образом новая ситуация 
привела к изменениям. 

---

3 
3). Обеспечение такого нового качества, как институциональная память, за счeт 
входящей в состав ЭС базы знаний, которая разработана в ходе взаимодействий со 
специалистами организации, и представляет собой текущую политику этой группы 
людей. Этот набор знаний становится сводом квалифицированных мнений и 
постоянно обновляемым справочником наилучших стратегий и методов, 
используемых персоналом. Ведущие специалисты уходят, но их опыт остаeтся. 
4). Возможность использования ЭС для обучения и тренировки руководящих 
работников, обеспечивая новых служащих обширным багажом опыта и стратегий, по 
которым можно изучать рекомендуемую политику и методы.