Bilimlar bazasi va ekspert tizimlar haqida Reja

BILIMLARNI TASVIRLASH MODELLARI

• 
  Mahsuliy (produksion) qoidalarning modellari
  
• 
  Freymli modellar
  
• 
  Semantik modellar
  

MAHSULIY (PRODUKSION) QOIDALARINING MODELLARI

Deklarativ bilimlar — bu biror-bir tizimda o'zaro bog'langan dalillardir. haqiqatdan ham ro'y bergan biror hodisa, voqea-dalilga misol bo'la oladi.

Protsedurali bilimlar — dalillar ustida amallar bajarilsa, (algoritmlar, dasturlar, analitik o'zgarishlar, empirik qoidalar) va shu kabilarni amalga oshirish natijasida hosil bo'ladigan bilimlardir. Bilimlarning bunday bo'linishi shartli xususiyatga ega.

EHMning boshlang'ich uch avlodida protsedurali tasvirlash yagona, u ham masalalarni yechishda qo'llaniladi. Deklarativ bilimlar har doim tobe bilimlardir. Ekspert tizimlar sohasidagi tadqiqotlar shuni ko'rsatadiki, bilimlarni tasvirlash uchun qo'llaniladigan maxsus qoyidalar, semantik tarmoqlar va freymlar modellar ko'rinishida ishlatiladi. Shuning uchun, bu modellarni to'laroq ko'rib chiqamiz.

1. Mahsuliy (produksion) qoidalar 1970-yillarning o'rtalariga qadar, ekspert tizimlarida bilimlarni ifodalovchi mahsulot modellari keng qoilanildi. Bu umumiylik ekspert tizimlarining birinchi avlodiga xos edi (masalan, dendral, mycin, ruf, rl va boshqalar).

Mahsuliy qoidalar bilimlarni «Agar — u holda» ko'rinishda tasvirlaydi. Qoidaning «Agar» qismi bir qator shartlarni ifodalaydi, bu shartlar qanoatlantirilsa, qoidaning ikkinchi, ya'ni «u holda» qismidagi xulosalar mazmunga ega boiadi. Buni quyidagi sxema misolida ko'rib chiqamiz.

Agar talabalar darsga muntazam qatnashib, darsni tinglab yoki konspekt yozib turmasa, uyda muntazam shug'ullanmasa, u holda ular 30 soat darsni zoye ketgazgan hisoblanadi. Bilimlarni tasvirlaydigan tizimlar mahsuliy produksion tizimlar deb nom oldi.

Ekspert tizimlarining qo'llanishi bo'yicha mahsulotlarni «vaziyat-->harakat», «holat→ yechimini qabul qilish», «jo'natish — xulosa» tarzida talqin qilish mumkin. Deduktiv xulosa tizimi uchun o'ziga xoslik — bu «jo'natish-xulosa» ko'rinishda talqin qilinadi. Bu jo'natishlar va xulosalar — aksioma va teoremalarni, mahsulotlarni o'zi esa xulosa qoidalarni ifodalaydi.

Mahsulotlar tilining asosiy element! quyidagi konstruksiyadir:
(i), P, Pj ; A=B; (i) Q

Bu konstruksiya quyidagicha ifodalanishi mumkin: «Agar P shart bajarilsa va A shart o'rinli bo'lsa, u holda B ishni qilish B mahsulotning i raqamli shartini Q shartiga o'zgartirishi kerak». Bizning misolda, i — qoidaning tartib raqami.

Misol tariqasida quyidagi formulani ko'ramiz.

P=P1 W P2 W P3 W P4

Bunda Pi — tireotoksikos, P2 — qandli diabet, P3 — addisione kasalligining kompirsen shakli, P4 — koronar (yurak kon tanqisligining og'ir formasi). A — gipotireoz, B — tireoidinning 0.3 gr qabuli, Q qiymatini 0.3 gr ga oshirish kerak bo'lsin. Predikat Pk (q>l) tireoidenni navbatdagi qabuliga ruxsat etishni baholaydi, chunki, kattalar uchun sutkalik norma 1 g dan oshmasligi kerak.

Mahsulot ko'rinishi quyidagicha bo'ladi:

(i), P, Pj ; A=B; (i) Q

Bu mahsulotning ma'nosi bunday :

«Agar kasal gipotiorez bo'lsa, organizm terioidin qabul qilishi zarur va buni sutkalik normada hisobga olmoq kerak».

Xulosa chiqish jarayoniga qoidalar, granlar yoki tarmoqlar ko'rinishidagi murakkab zanjirlarni hosil qiladi. Ekspert tizimlar xulosalarni chiqarish bo'yicha 3 xil bo'ladi ;

1. 
   To'g'ri yo'l bilan xulosa chiqarish.
   
2. 
   Teskari yo'l bilan xulosa chiqarish.
   
3. 
   Aralash yo'l bilan xulosa chiqaruvchi ekspert tizimlar .
   

Masalan, to'g'ri yo'l bilan xulosa chiqaruvchi ekspert tizimlar

yordamida kasallik alomatlariga ko'ra kasallik aniqlanadi. Teskari yo'l bilan xulosa chiqaruvchi farazlardan (taxmin qilingan kasallikdan) bu farazni isbotlovchi yoki isbotlay olmaydigan dastalabki ma'lumotlarga asta boramiz. Yuqorida ko'rib chiqilgan misollar xulosani to'g'ri yo'l bilan chiqaruvchi usuliga mos keladi . Shartli ravishda bu usulni quyidagicha yozish mumkin F& B→Z.

Agar F va B holatlar mavjud bo'lsa, u holda Z holat ham mavjud.

Sxemada bularni quyidagicha aks ettirish mumkin.

Qisqacha qoidalarning ishlashini ko'rib chiqamiz. Birinchi bajariladigan qoida, bu A→D, chunki A ma'lumotlar bazasida joylashgan. A — MB bo'lganligi uchun D ni ? ham kiritilishi S&D → F qoidasining bajarilishini ta'minlaydi va Z MB kiritiladi.

Bu jarayonni quyidagicha tasvirlash mumkin, ma'lumotlar bazasida 2 izlab ko'riladi, agar Z bo'lmasa, u holda Z ni qoidalar ichida Z keltirib chiqaradigan qoidani aniqlaydi (ya'ni strelkadan o'ng tomonda turgan Z ni izlaydi). Bizning misolimizda bu F&B → Z qoidasi. Z ni aniqlash uchun avval F va B aniqlash kerak ekanligini tizim qayd etadi. Z qadamda tizim F vaqtni aniqlashga kirishadi. Awal F ni ma'lumotlar bazasidan ko'rib chiqadi, topa olmagan qoidalar F chiqarib beradigan qoidani aniqlaydi (ya'ni, strelkani o'ng tomonida F turadigan qoidani).

Bu C&D → F ni beradi va C va D faktlarni aniqlash kerakligi haqida xulosa chiqaradi.

3—5- qadamlarda tizim MB da C ni topadi va D ni topish uchun awal A faktni aniqlaydi.

6—8- qadamlarda tizim D ni aniqlash uchun 3-qoida bajariladi, F ni topish uchun ikkinchi qoidani va Z (asosiy maqsadni) 1-qoidani bajaradi.


4.rasm Fakt va qoidalarning sxematik ifodalanishi
Ikkinchi modellarni kodlash, DASTUR qanday qilib bunday natijaga kelganligini tushuntirib, ancha soddalashtiradi va har bir qadamda qanday holat yuzaga kelganligini ko'rsatib berishga imkon beradi.

Mashhur chet el ekspert tizimlaridan Dendral tizimi (to'g'ri yo'l bilan xulosa chiqaruvchi) hamda MYCIN (teskari yo'l bilan xulosa chiqaruvchi) tizimlarda ikkita jiddiy kamchilik bor. Birinchidan, o'xshash qoidalar to'plamiga aniqlik kirita oladigan hamda qoidalar to'plamiga o'zgartirish kiritishda qoidalar o'rtasida o'zaro munosabatlarni aniqlashda zarur bo'ladigan qoidalar modulini qoidalarga asoslangan ekspert tizimlarning bilimlar bazasini tashkil etishga to'sqinlik qiladi. Ikkinchidan, tuzilishning bir jinsliligi ko'p hollarda bilimlarning har xil turlarini bir sintaksisda tasvirlashga majbur qiladi va oqibatda tizimdagi bilimlarning vazifasini zaiflashtiradi.

Bu kamchiliklar hozirgi zamon dasturlash amaliyotida tasvirlashning imkoniyatlarini birmuncha cheklaydi.

FREYMLI MODELLAR

Freym — bu qandaydir standart holat uchun mo'ljallangan ma'lumotlarni deklarativ keltirilishidir. Freymlarni tarmoq ko'rinishida ko'rsatish mumkin. Unda yuqori tabaqalar ularning ma'nosini namoyish etadi va har qanday sharoitda chin qiymatga ega bo'ladi. Pastki tabaqa muayyan informatsiyaga ega bo'lgan slotlar bilan to'ldiriladi. Freymlarni quyidagi konstruksiya bilan ifodalash mumkin:

F=[1,v₁>,2)v₂>...n v_n>]

F-freym nomi

r-slot nomi

v_i - slotning qiymati.

Freymlar tizimlarida informatsion qidiruv tizimlari bilan bog'langan. Agar, sharoit muammoga, bir freym javob bera olmasa, u holda bunday tarmoq boshqa freymni o'z ichiga olib 2-freym, bu muammoga javob beradi. Freymlarning asosiy xossalarini ko'rib chiqamiz:

1. 
   bazali tip. Berilgan predmetni juda zarur obyektlarini o'z ichiga oladigan freym. Lekin holatini o'zgartirganda yana yangi freymlarni qurishga to'g'ri keladi.
   
2. 
   iyerarxik strukturaga ega bo'lgan freymlar sitemasi. Iyerarxik strukturaning ayrimligi atributlar haqidagi informatsiya yuqori bosqichda joylashgan bo'lib, past tabaqadagi hamma freymlar bilan bog'liq bo'ladi.
   

d) freymli tizimlarda xulosalar chiqarish.

Freymlar — ekspert tizimlarning bilimini ko'rsatishning keng tarqalgan formalaridan biridir. Freym o'zini slot yacheykalari to'plamidan iborat struktura kabi ko'rsatish mumkin. Har bir slot nomdan o'rniga biriktirilgan nomdan iborat. Qiymat ma'lumotlar, protseduralar hamda boshqa Komp’yuter ga yuboriladigan ma'lumotlardan iborat bo'lishi yoki bo'sh bo'lishi mumkin.

Har qanday freym quyidagi nom va mundarijalardan tashkil topadi:

1. 
   Freym nomi. Bu freymga aloqador identifikatordir. Freym berilgan freym tizimida yagona nomga ega bo'lishi kerak.
   
2. 
   Slot nomi. Bu slotga aloqador identifikatordir. Slot o'zi tegishli bo'lgan freymda yagona nomga ega bo'lishi kerak.
   

Odatda slot nomi hech qanday yuklash ma'nolarini anglanmaydi va berilgan slotning identifikatoridir, lekin ba'zi hollarda u maxsus ma'noga ega. Bularga strukturalashgan obyektlarni tasvirlash uchun ishlatiladigan IK-A, DDEKENDANTA, FINEDBY, COMMENT va hokazolarni kiritish mumkin. Bu slotlar tizimli deyiladi va bilimlar bazasini tahrir qilish va chiqarishni boshqarishda ishlatiladi.

3. 
   Meros ko'rsatkichi. Bu ko'rsatkichlar faqat «abstraktkonkret» muomilasiga asoslangan
   

iyeararxik tipdagi freym tizimlarga tegishlidir, ular past darajadagi xuddi shunday nomli freymlarga ega bo'lgan yuqori darajadagi freymdagi slot atributlari haqidagi biror bir informatsiyani ko'rsatadi. Tipik meros ko'rsatkichlari:

Unique (U: — unikal ), Kame (K: — xuddi shunday), Range (R: — chegarani o'rnatish), Override (O: — e'tiborga olmaslik ) va hokazo. U freymning har xil qiymatli slotga ega bo'lish mumkinligini ko'rsatadi, K — hamma slotlar bir xil qiymatga ega, R — quyi darajali freym slotining qiymati, yuqori darajadagi freym slotining qiymatlari bilan ko'rsatilgan oraliqda bo'lish kerak, O — yuqori darajadagi freym slotining qiymati ko'rsatilmaganda, past darajadagi freym slotining qiymatini qo'yish.

4.Ma'lumotlar tipi ko'rsatkichi slotning son qiymatiga egaligini ko'rsatadi yoki boshqa freymga ko'rsatkich bo'lib xizmat qiladi. Ma'lumotlar tipiga quyidagilar kiradi:

FRAME (ko'rsatkich), INTEGER (butun), REAL (haqiqiy), BOOL (bul toifa), LIKT (bog'langan protsedura), TEXT (matn), LIKT (ro'yxat), TABLE Gadval), EXPREKKION (ibora) va boshqalar.

5. Slot qiymati. Slot qiymatini kiritish punkti. Slotning qiymati bu slot ma'lumotining ko'rsatilgan toifasi bilan ustma-ust tushishi kerak, bundan tashqari shajara shartlarini bajarishi kerak.

6. Demon. Bu yerda IF-NEEDED, IF-ADDED, IF-REMOVED va hokazo demon tiplarini aniqlaydi. Demon deb, bir qancha shartlarni bajarganda avtomatik yuklanadigan protseduraga aytiladi. Demonlar mos slotlarga murojaatda yuklanadi. Bundan tashqari demon bog'langan protseduralarning har xilligidir.

7. Bog'langan protseduralar. Slotning qiymati sifatida protsedura tipidagi DASTURni ishlatish mumkin.

FREYMLARNI TATBIQ ETISH

5-ram. Freymning sxematik ko'rinishi

SEMANTIK MODELLAR

Mutaxassislarning fikricha semantik to'rlar boshqa usullardan ancha avval yaratilganligiga qaramay bilimlarni tasvirlashda ko'p qo'llaniladigan usuldir. Semantik to'rlar obyektlar to'plami va ular orasidagi munosabatlarni aks ettiradi.

Ko'riladigan obyektlar uchun barcha mavjud munosabatlarni yozib chiqish semantik to'rni beradi. Obyektlar to'rning tugunlari bo'lib xizmat qiladi, munosabatlar yoylar yordamida ifodalanadi. Semantik to'rni tuzishda to'rning elementlari aloqalari soniga, uning xossalari va murakkabligiga cheklovlar qo'yilmaydi. Shuning uchun ko'rsatkich sifatida keltiriladigan funksiyalarni ma'lum darajada tartiblash maqsadga muvofiqdir.

Semantik to'rlar — ET da bilimni ko'rsatish formalizmidir. Unda uzoq muddatli xotiraning strukturali modeli sifatida so'z ma'nosini tushunish modeli ko'rsatiladi. Bu modelda uzoq muddatli xotira strukturalarini yozish uchun so'zlar orasidagi semantik munosabatlarni ko'rsatish uch maqsadida turli xil struktura ishlatilgan. Bu model tabiiy bilim va inson tilidan foydalanishni farqlaydi. Shuning uchun asosiy g'oya obyektga tegishli bo'lgan sinf qiymatini, uning aks etishini yozish va obyekt holatlarini ko'rsatuvchi so'zlar aloqasini o'rnatishdir. Namuna sifatida «choynak» konseptual namoyishi uchun oddiy semantik to'rni ko'rish mumkin. Bu to'rda qiymatlar yozilgan sinf, holat va misol deb ataluvchi munosabat operatorlari aniqlanadi.

6-rasm. Semantik to'rning ko'rinishi

Semantik to'rni qurishda elementlarni aloqa sonida, holatida va to'rning murakkabligida cheklanishlar bo'lmaydi.

Semantik to'rlarni hosil qilish uchun yana misollar ko'raylik: