-дәріс Тақырып: Экспертті жүйелерді құру процессі

4-дәріс

Тақырып: Экспертті жүйелерді құру процессі

Дәріс сұрақтары:

1. 
   ЭЖ-ны құру процессі
   
2. 
   Қолданушы-басқарушының қатысуы
   
3. 
   ЭЖ мысалы
   
4. 
   ЭЖ артықшылығы
   
5. 
   Жасанды нервті жүйе
   

ЭЖ-ны құру процессі. ЭЖ-ны құру процессінде 3 адам қатысады: жүйелік аналитик, мәселе бойынша эксперт және қолданушы-басқарушы.

Жобалау процесінің басы. Құрудың бірінші қадамында жүйелік аналитик құруды жалғастырудың мүмкіндігі және маңыздылығы жайлы шешімді қабылдау үшін мәселені зерттейді. Егер мұндай шешім қабылданса, жүйелік аналитик жобалауды жалғастырады.

Базалық ЭЖ-ны құру(прототип).2-5 қадамдарда жүйелік аналитик экспертпен бірге жұмыс атқарады. Көп жағдайларда керекті білімді алу үшін қосымша эксперттерді шақырады.

2 қадамда жүйелік аналитик және эксперт мәселені 2 бөлімге бөледі. 3 қадамда олр ережелер жиынын құрып, оларды прототип жүйеге енгізеді. 4 қадамда прототипті тексереді, егер ол қанағаттанарлықсыз болса, прототипті таңдау 2 қадамнан бастап қайта қарастырылады. Егер тексеру қанағаттанарлықты өтсе, эксперт және аналитик 5 қадамға өтеді, яғни қолданушы интерфейсін құру.

Қолданушы-басқарушының қатысуы. Тексерудің негізгі шарты – қолданушы – басқарудың қатысуы болып табылады. Ол үшін эксперт және аналитик алдын-ала қолданушы-басқарушыны оқытады, ал 6 қадамда қолданушы-басқарушының құруы тексеріледі. Егер тексеру нәтижелері қолданушы қанағаттандырмаса, құру процессі 2 қадамнан бастап қайта жасалады. Егер нәтиже қанағаттандырса, 7 қадамда жүйені қолдану басталады. Соңғы 8 қадамда құрылған ЭЖ-ны фирма жұмыстарына енгізу басталады.

ЭЖ мысалы. Қаржы салсындағы несие беру есебін шешуге арналған ЭЖ мысалы.

Несиелік саясат қалыптасу кезінде екі есеп шығарылады:

-жаңа клиенттерге несиенің шекті мөлшерлерін белгілеу;

- жаңа түскен ақпараттың негізінде несиелеу шектерін өзгерту.

1-кестеде несие беру мүмкіндігі жайлы шешім қабылдау базисін құратын бес негізгі ақпараттық сипаттамалар берілген. Олар – қаржылық тұрақтылық, төлем көлемдері, несиелік тарих, фирма орналасуы және оның экономикалық потенциалы.

Несие алу ЭЖ-ның білім базасы екі компоненттен тұрады:

-несие алу логикасын іске асыратын ережелер жиыны;

-несиенің шекті мәнін есептейтін математикалық модель.

Кесте 1. Ақпараттық сипаттамалардың салмақтары

Кесте 2. Клиенттің қаржылық тұрақтығын анықтайтын

ережелер жиыны

Интерпретатор берілген ережелер жиынын өндегенде, қолданушы әртүрлі сұрақтарға жауап беру керек болады. Мысалы: «Егер мақсат несие мөлшерін ұлғайту болса, несиелік тарих және сату көлемі сипаттамалардың қайсы маңызды болады?». Ережелер жиынын өндеу процессі аяқталғанда, монитор экранында шығу ақпараты көрсетіледі. Мысалы, 3-кесте.

ЭЖ-лар артықшылығы. ЭЖ-лар артықшылығы олармен тікелей жұмыс жасайтын менеджерлерге де, фирмаларға да тиімді болады. ЭЖ көмегімен менеджерлер аз уақытта көп шешімдерді қарастырады және оларды нақты бағалай алады.

ЭЖ-ны қолданатын фирмалар қандай да бір тәжирибелі маман кетіп қалса да жинақталған білімге ие болып, оны сақтай алады.

Жасанды нервті жүйе. ЭЖ-лар бизнестің көптеген салаларында қолданылады, бірақ олардың даму және қолдануына бірнеше кедергі бар. Мұндай қиындықтарға келесілерді жатқызуға болады:

-білім инженерия мәселелері, яғни Егер/онда типіндегі ережелер түрінде білімді анықтап, оны формализациялауға көп уақытуақыт жұмсалады;

-ЭЖ-ны құрумен байланысты программалау проблемалары.

Қазіргі уақытта кейбір специалисттер осы қиындықтарды жоюға жұмыс жасайды, ал кейбіреуі дәстүрлі емес әдістерді іздейді. Мұндай әдістердің біреуі биологиялық ұқсастықтарды қолдану, яғни жасанды нервті жүйені(ЖНЖ) құру. Адам миында болатын ақпараттық процестерді модельдейтін ЖНЖ өзіндік компьютерлік оқытудың технологияларын іске асырады, яғни өзіндік тәжірибе негізінде мәселені шешуге оқыту. ЖНЖ адам миының биологиялық жүйесінің толық функционалдық аналогы болмаса да, жалпылау, абстракциялау және интуиция сияқты интеллектуалды қасиеттерге ие болады.

ЖНЖ-ны құру жасанды миды жасауды зерттеуге негізделген, оның негізгі элементі – нейрон. ЖНЖ жүйенің ақпаратты элементтері болатын жасанды нейрондардан құралған көптеген жай структуралардан тұрады. 1-суреттен көретініміз, жасанды нейрон бірнеше кіріс, бір шығысы болады. Әрбір кірісі шешілетін мәселенің белгілі сипаттамасы болады. Мысалы, несие беру есебінде мұндай сипаттамалар ретінде несиелеушінің табыс денгейі, жасы, иждивенецтар саны, залогқа мүлігі болуы және т.с. Шығыс ретінде қабылданған шешім алынады. Ол иә/жоқ жауабы немесе шығыс айнымалысының мәні (несие мөлшері) болуы мүмкін. Нейрон кірістегі сигналдарды қосып, оларды шығыс сигналына түрлендіреді. Соммалау келесі формуламен іске асырылады:

немесе j нейрондарға:

Қосындыны түрлендіру мақсаты шектен шықпау. Түрлендіру негізі ретінде шығыс айнымалысының кірістер қосындысына тәуелділігін көрсететін түрлендіру функциясы болады (әдетте, сызықты емес функция). Көп жағдайларда түрлендіру функциясының орнына шығыс айнымалысының шекті мәнін қолданады. Мысалы, 0,5-ке жетпейтін мәндер 0-ге деп есептеледі, ал одан артық мәндер 1-ге тең деп есептеледі.

ЖНЖ программаланбайды. Оларда өздік түзетілу қасиеті болады. Ол жүйенің кірістерін бірнеше рет өзгерту арқылы іске асырылады. Біртіндеп кірістердің салмағын анықтай отырып, ЖНЖ өзіндік оқыту функциясын іске асырады.

Өзіндік оқыту процессі 3 қадамнан тұрады:

-нәтижені есептеу,

-болжамдаған мәнмен салыстыру,

-салмақтық коэффициенттерді енгізу және есептеуді қайталау.

ЖНЖ-ның ЭЖ-дан негізгі айырмашылығы - жүйенің адаптациясы арқылы жүретін өзіндік оқуға мүмкіндігі.ЭЖ-лар шешілетін мәселені сипаттайтын мәліметтерді қолданып белгілі шешімге келуге негізделіп программаланады. Ал ЖНЖ керекті шығыс ақпаратын қамтамасыз ету үшін кіріс сигналдарының салмақтарын адаптирует.

Жүйені құру модулі. Жүйені құру модулі экспертті жүйені құруға арналған. Бұл компонент ережелер жиынын құрғанда өте маңызды. Жүйені құру модулінің негізінде екі әдіс қолданылады: программалаудың алгоритмдік тілдерін қолдану ЭЖ-дің қабықшаларын қолдану.

ЭЖ-ның қабықшасы. ЭЖ-ның қабықнасы деп белгілі мәселені шешуге арналған білім базасы қосылған арнайы процессор. Көп жағдайларда программалау тілдерін қолданғаннан қарағанда қабықшаны қолданғанда ЭЖ-ны құру әлде қайда тез және оңай болады. Экономика және бизнесте барлық ЭЖ-ларды қабықша көмегімен құрады.

Жүйелік аналитик ролі. «Білім бойынша инженер» термині экспертпен бірге ЭЖ-ны құруға қатысатын адамды білдіреді. Көптеген фирмаларда ЭЖ-ны құрғанда білім бойынша инженер функциясын жүйелік аналитиктер атқарады. Компьютерлік қосымшаларды білгеннен басқа, жүйелік аналитик

-эксперт өз мәселесі туралы білімдерді қалай қалыптастыратынын білу

-эксперттен алынған ЭЖ-ге енгізілетін білімге сипаттама беру керек.

Өзіндік бақылау сұрақтары:

1. ЭЖ мысалы?

2. ЭЖ артықшылығы?

3. Жүйені құру модулі?

1. Стерлинг Л., Шапиро Э. Искусство программирования на языке Пролог.- М.: Мир, 1990.

2. Братко И. Программирование на языке Пролог для искусственного интеллекта. – М.: Мир, 1990.

3. Сырецкий Г.А. Информатика, Основы логического программиро­вания на PDC prolog: Учеб.пособие. - Новосибирск: НГТУ.- 1994. Ч.3.