Разработка прототипной системы

Прототипнаи система является усеченной версией ЭС, демон­стрирующей жизнеспособность выбранного подхода, а также пред­назначенной для проверки правильности кодирования фактов, свя­зей и стратегий рассуждения эксперта. Она дает возможность инженеру по знаниям привлечь эксперта к активному участию в процессе разработки ЭС.

Объем 'прототипа — несколько десятков правил, фреймов или примеров. Па рис. 1.6 изображены шесть стадий разработки про­тотипа и минимальный коллектив разработчиков, занятых на каждой из стадий (пять стадий заимствованы из [115]).

1. Идентификация проблемы. Уточняется задача, пла­нируется ход разработки прототипа ЭС, определяются: источники знаний (книги, дополнительные эксперты, методики); цели (рас­пространение опыта, автоматизация рутинных действий) и др.;

классы решаемых задач и т. д.

Рис. 1.6. Стадии разработки прототип

-- 19 --

Задача идентификации — знакомство и обучение членов коллектргеа разработчиков, а также создание неформальной форму­лировки .проблемы. Средняя продолжительность 1...2 недели.

II. Получение (извлечение) знаний. Происходит перенос компетентности экспертов на инженеров по знаниям, с использо­ванием различных методов: анализа текстов; диалогов; эксперт­ных -игр; лекции; дискуссии; интервью; наблюдений и др. Для некоторых систем эта стадия происходит как формирование или приобретение знаний (см. гл. 7).

Задача стадии извлечения — получение инженером по зна­ниям .наиболее полного из возможных представления о предмет­ной области и способах 'принятия решения в ней. Средняя про­должительность 1 ... 3 месяца.

III. Структурирование или концептуализация знаний. Выявляется структура полученных знаний о предмет­ной области, т. е. определяются: список основных понятий и их атрибутов; отношения .между понятиями; структура входной и вы­ходной информации; стратегия принятия решений; ограничения стратегий и т. д.

Задача стадии концептуализации — разработка неформального описания знаний о предметной области в 'виде графа, таблицы, диаграммы или текста, которое отражает основные концеп­ции и взаимосвязи между понятиями предметной области. Такое описание назовем полем знаний. Средняя продолжительность 2... 4 недели.

IV. Формализация. Строится формализованное представ­ление концепций .предметной области на основе выбранного язы­ка представления знаний или специального формализма (см. при­ложение). Традиционно на этом этапе используются: логические методы (исчисление предикатов 1-го порядка и др.); продукцион­ные .модели (с прямым и обратным выводом); семантические се­ти и волновые языки; фреймы; объектно-ориентированные языки, основанные на иерархии классов объектов, и др.

Задача стадии формализации — разработка фрагмента базы знаний на языке, который, с одной стороны, соответствует струк­туре поля знаний, а с другой — позволяет реализовать прототип системы на V стадии. Все чаще на этой стадии используется сим­биоз ЯПЗ, например, в системе ОМЕГА [7] — фреймы + семан­тические сети + полный набор возможностей языка исчисления предикатов. Средняя продолжительность 1 ... 2 месяца.

V. Реализация. Создается прототип ЭС, включающий базу знаний и остальные блоки (см. рис. 1.3), с помощью одного из следующих способов: программирование на традиционных языках типа Турбо-Паскаль, Си и др.; программирование на специализи­рованных языках, применяемых в задачах искусственного интел­лекта: Лисп [85], Пролог [165], FRL [8], SMALLTALK [148] и др.; использование инструментальных средств разработки ЭС типа СПЭИС '[65], ПИЭС [150]; использование “пустых” ЭС или “оболочек” типа ЭКСПЕРТ [62]; ФИАКР [133] и др.

-- 20 --

VI. Тестирование. Оценивается и проверяется работа про­граммы прототипа с целью приведения в соответствие с реальны­ми запросами пользователей. Прототип проверяется: на удобство и адекватность интерфейсов ввода-вывода (характер вопросов в диалоге, связность выводимого текста результата и др.); эффек­тивность стратегии управления (порядок перебора, использование нечеткого вывода и др.); корректность БЗ (полнота и непротиво­речивость травил).

Задача стадии тестирования — выявление ошибок в подходе и реализации прототипа и выработка рекомендаций по доводке системы до промышленного варианта. Средняя продолжительность 1 ...2 недели.

В описанной методологии разработки прототипа теоретическое разделение на стадии достаточно условно, хотя осознание коллек­тивом разработчиков четких задач каждой стадии представляется целесообразным. Все чаще при разработке прототипа квалифици­рованным коллективом разработчиков используется так называе­мая шестимесячная формула (six-month formula) [210]. Роли разработчиков (эксперт, программист, пользователь и аналитик) являются постоянными на протяжении всей разработки. Совмеще­ние ролей нежелательно.