Сараптау жуйелері

Мазмұны

Кіріспе.......................................................................................................................3

І бөлім. Сараптамалық жүйелер, олардың  ерекшеліктері. Сараптамалық жүйелерді қолдану...................................................................................................4

1.1 Сараптамалық  жүйелерді анықтау........................................................4

1.2 Білім қорлары  мен білімді ұсыну модельдері......................................4

1.3 Сараптамалық жүйелердің басқа бағдарламалық өнімдерден ерекшелігі. Сараптамалық жүйелердің құрылымы мен қызмет етуі.................7

1.4Сараптамалық  жүйелерді қолдану аясы................................................9

1.5 Сараптамалық жүйелерді  қолданудағы шектеулер...........................11

ІІ бөлім. Бағдарламалау тілінің қолданысы........................................................13

2.1 Пролог –  бағдарламалау тілі................................................................13

2.2  Пролог тіліндегі  программалау жүйесі..............................................14

2.3 Маршурттардың жүру  бағытына сараптама жасау............................17

Қорытынды............................................................................................................21 Пайдаланған әдебиеттер тізімі.............................................................................23

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Кіріспе

 

Қазіргі нарық  жағдайларындағы жоғарғы оқу  орындарындағы студенттер сессиясының  нәтижелерін болжамдау мәселелері көптеген себептерге байланысты өзекті болуда. Біріншіден, білікті мамандарды дайындау – бұл білім мекемесінің басты міндеттерінің бірі. Екіншіден, студенттердің оқу үрдісін басқару көптеген сыртқы ықпалдар әсерінен ұйымдастырушылық тұрғысынан да, әлеуметтік-экономикалық тұрғысынан да күрделі міндет болып табылады және басқарудың жаңа әдістерін жасақтауды талап етеді.

Ағымдық үлгерімді  талдау негізінде сессия нәтижелерін  болжамдаудың сараптамалық жүйесінің  үлгісін құру мәселесі үлгіге енгізілетін  мәліметтердің күрделілігіне байланысты. Студенттердің мінез-құлқын зерттеу барысында тек сандық емес, сапалық көрсеткіштер де ескеріледі, бастапқы мәліметтер күрделі қалыптанады деуге болады.

Бұл жұмыстың мақсаты  –ағымдық үлгерімді талдау негізінде  сессия нәтижелерін болжамдаудың сараптамалық жүйесін құру және Turbo Prolog логикалық бағдарламалау тілінде іске асыру. Зерттеу нысаны –жоғары оқу орнында білім алу үрдісі. Зерттеу пәні -сараптамалық жүйелерде білім қорын құру әдістері, атап айтқанда өнімдік үлгісі.

Ағымдық үлгерімді талдау негізінде сессия нәтижелерін болжамдаудың сараптамалық жүйесін құру кезінде келесі зерттеу міндеттері белгіленген:

1. Зерттеу нысаны, атап айтқанда оқу үрдісі мен  барлық курс студенттерін бағалау  жүйесі туралы ақпарат жинау.

2.  Білім қорын құру әдістерін зерттеу және ең үздігін таңдап алу.

3.  Білім қорын құрудың өнімдік үлгісін ұсыну.

4.  Логикалық тұжырым тетіктерін зерттеу.

5. Turbo Prolog логикалық бағдарламалау тілінде сараптамалық жүйені жүзеге асыру.

Бұл сараптамалық жүйе үшін білім қорын құрудың өнімдік үлгісі таңдап алынды, өйткені ол білімді ұсынудың ең көрнекі тәсілі болып табылады. Ол логикалық үлгілерге ұқсас, бұл оның негізінде тұжырымның тиімді амалдарын шығаруға мүмкіндік береді, сонымен қатар дәстүрлі логикалық үлгілерге қарағанда білімді көрнекі ұсынады. Өнімдік үлгісі жасақтаушыларды өзінің көрнекілігімен, жоғары модульдігімен, толықтырулар мен өзгертулердің жеңіл енгізілетіндігімен және қарапайымдылығымен қызықтырады.

Зерттеу нәтижесінде ағымдық  үлгерімді талдау негізінде сессия нәтижелерін болжамдаудың сараптамалық жүйесіндегі білім қорының өнімдік үлгісінің құрылымы жасақталатын болады.

 

 

 

 

 

І бөлім. Сараптамалық жүйелер, олардың  ерекшеліктері. Сараптамалық жүйелерді қолдану

1.1 Сараптамалық жүйелерді анықтау.

          Сараптамалық жүйелер дегеніміз - жасанды интеллект саласында тез әрі тиімді дамып келе жатқан бағыт. Пайда болған кезінен осы кезге дейінгі сараптамалық жүйелерге деген қызығушылықтың толастамауының себебі –оларды адам іс-әрекетінің әртүрлі салаларындағы міндеттерді шешуде қолдану мүмкіндігі. Қазіргі таңда бірде-бір сараптамалық жүйе құрылмаған, құру мүмкіндігі ойға алынбаған мәселелік сала жоқ деуге болады.

  Сараптамалық  жүйелер –бұл өз құзыреттілігі  аясында белгілі бір міндеттерді  шешу кезінде сарапшының міндетін атқаратын бағдарламалар жиынтығы немесе бағдарламалық қамту, ол сарапшы-адам сияқты өз жұмысы барысында өзінің білімдерін қолданады. Сараптамалық жүйелермен жұмыс жасауға қажетті пәндік саладағы білімдер белгілі бір түрде қалыпқа келтіріліп, ЭЕМ жадысына білім қоры ретінде салынған, ол білім қоры жүйе дамыған сайын бірге өзгеріп, толықтырылып отырады.

Сараптамалық  жүйелер кеңестер береді, талдаулар  жасайды, тұжырымдар мен диагноздар қояды. Олар әдетте сарапшы-адамнан талап етілетін міндеттерді шешуге бағытталған. Орындау амалдарын талдауды қолданатын машиналық бағдарламалармен салыстырғанда сараптамалық жүйелер белгілі бір пән міндеттерін дедуктивті пайымдаулар негізінде жұмыс жасайды. Олар құрылымсыздықпен эвристиканы қолдану арқылы күреседі, яғни  қалай болса солай алынған ережелерді қолдану қажетті білімнің жетіспеушілігі мен толық талдау жүргізу мүмкін болмаған кезде өте пайдалы болуы мүмкін.

 

1.2  Білім қорлары мен білімді ұсыну модельдері.

Білім қорлары -сараптамалық жүйенің маңызды компоненті, ол қарастырылатын саланы сипаттаушы, осы саладағы түрлендірулерді сипаттайтын ұзақ мерзімді мәліметтерді сақтауға арналған.

Пәндік сала ретінде белгілі бір қолданбалы сала таңдалынады. Одан әрі қарай  таңдалған саладағы Сараптама жүйесінде  деректер мен ережелер жинақталып, олар шығару мен оңайлату тетіктерімен бірге білім қорына орналастырылады. Басқа компоненттермен салыстырғанда, білім қоры –білім инженерлері толықтырып, жаңартып отыратын жүйенің айнымалы бөлігі.

Сараптамалық  жүйелерде білімді ұсынудың бірнеше тәсілі бар, алайда олар үшін ортақ нәрсе –білімдер символ түрінде беріледі (мәтіндер, тізімдер, басқа да символдық құрылымдар). Осылайша сараптамалық жүйелерде пайымдаулардың символдық түрі пайдаланылады, тұжырым жасау үрдісі символдық белгілердің тізбегі іспетті.

Білім қорлары  құбылмалы және өзгеріссіз болып  бөлінеді. Құбылмалы білім қоры уақытпен бірге өзгеріп отырады. Оның мазмұны  қоршаған ортаға тәуелді. Білім қорына енгізілетін жаңа деректер қолда  бар деректерге қолданылатын тұжырым  нәтижесі болып табылады.

Бірқалыпты  деректерді шығаратын жүйелердегі  білімдер міндетті шешу барысында өзгермейді. Бірқалыпты емес жүйелерде деректер үнемі өзгеріске ұшырап отырады.

Білімге негізделген  жүйеледің маңызды мәселелерінің бірі –білімді ұсыну мәселесі. Білімді ұсыну түрі жүйенің сипаттамасы мен қасиеттеріне ықпал етеді. Нақты өмірдегі білімдерді компьютер көмегімен пайдалану үшін оларды модельдеу қажет. Бұл жағдайларда компьютерлік бағдарлама өңдейтін білімдерді адам пайдаланытн білімнен ажырата білген жөн. 

Білімді меңгеру  қосалқы жүйесі білім қорына жаңа деректерді енгізу мен қолданыстағыларды жаңартуға арналған. Оның міндетіне шығару қосалқы жүйесіне ережені жұмыс үрдісіне енгізуге мүмкіндік беретін ережелерді бір түрге келтіруге мүмкіндік береді. Күрделірек жүйелерде сонымен қатар енгізілетін немесе жаңартылатын ережелердің кереғарлығын тексеруге арналған құралдар қарастырылған.

Білімді ұсыну  моделін жобалау кезінде ұсыну  біртектілігі мен түсінік қарапайымдылығы  сияқты жайттады ескерген жөн. Біртекті ұсыну логикалық тұжырымды басқару және білімді басқару тетігін оңайлатады.

Білімді ұсыну  жүйе сарапшылары мен тұтынушыларына түсінікті болғаны жөн. Олай болмаса  білімді меңгеру мен бағалау  қиындай түседі. Алайда бұл талапты  қарапайым және күрделі міндеттер үшін бірдей қолдану мүмкін емес. Әдетте күрделі емес міндеттер үшін орташа көрініске тоқтау жасалады, алайда күрделі ауқымды міндеттерді шешу үшін құрылымдау мен модульдік көріністер қажет.

Білімді ұсынудың әдеттегі модельдері:

1.  Өнімдік модель;

2.  Фреймдерді пайдалануға негізделген модель;

3.  Семантикалық желі моделі;

4.  Логикалық модель.

Өнімдік модель –білімді төмендегідей сөйлем түрінде ұсынатын ережелереге негізделген модель:

Егер (шарт), онда (әрекет)

Шарт пен  әрекет ретінде ережелерде белгілі бір қасиеттің болуы болжамданады, ол шынайы немесе жалған болуы мүмкін. Сонымен қатар әрекет терминін әртүрлі түсіндіруге болады: белгілі бір операцияны орындауға берілген бұйрық, кепілдеме немесе білім қорын жаңарту  – белгілі бір туынды қасиеттің бар-жоқтығы туралы болжам.

Білім қорының  өнімдік үлгісін пайдалану ережелер жиынтығынан тұрады. Ережелер жиынтығын  басқаратын бағдарлама шығару машинасы деп аталады. Көбінесе шығару тура (мәліметтерден мақсаттарға қарай) немесе кері (мақсаттардан мәліметтерге қарай) деп бөлінеді.

Мәліметтер  –қордан ережелерді іріктейтін бағдарлама –шығару машинасын жүктейтін  деректер. Фрейм – бұл стереотипті  жағдайды көрсететін мәліметтер құрылымы, мысалы, жатын бөлмені табу немесе баланың туған күніне байланысты салтанат ұйымдастыру. Әр фреймге бірнеше ақпарат қосылады. Бұл ақпараттың бөлігі –фреймді қалай қолдану туралы. Бір бөлігі әрі қарай не күтуге болатыны туралы. Одан кейінгі бөлігі –егер күткенің орындалмағанда, не істеу керектігі туралы. Фрейм –бұл белгілі бір құбылыстың, оқиғаның, жағдайдың, үрдістің немесе нысанның аздап болса да суреттелуі. Аздап дегеніміз –суреттеу одан әрі оңайлатылғанда оның толымдылығы жоғалып, білім бірлігі болудан қалады. Мысалы, "бөлме" сөзі тыңдаушылардың ойына бөлменің суретін келтіреді: "төрт қабырғалы, едені, төбесі, терезелері, есігі бар, ауданы 6-20 м2 тұрғын-жай". Бұл суреттеуден ештеңені алып тастай алмаймыз (мысалы, терезелерді алып тастайтын болсақ, бөлме емес, шолан болып қалады), онда тек саңылаулар ғана болады –бұл кейбір белгілердің толымсыз мәндері –терезе саны, қабырғалардың түсі, төбенің биіктігі, еденнің төсемі, т.б.

Фреймдер теориясында  мұндай бейне фрейм деп аталады. Білімді ұсынудың бір тәсілі семантикалық желі деп аталады. Бастапқыда семантикалық желі психологияда ұзақ мерзімді жадының құрылымын ұсыну моделі ретінде ойластырылған болатын, дегенмен соңынан ол білім инженериясындағы білімді ұсыну тәсіліне айналады.

Білімді ұсынудың желілік модельдерінің негізінде мынадай идея жатыр: кез-келген білімдерді нысандардың (ұғымдар) немесе олардың арасындағы байланыстар (қатынастар) жиынтығы ретінде ұсынуға болады.  Өнімдік модельдермен салыстырғанда бұл үлгілер көрнекі сипатқа ие, өйткені кез-келген мысал бағдарланған (бағытталған) граф ретінде беріледі, оның ұшар шыңы –ұғымдар, ал доғалар –олардың арасындағы қатынастар. Ұғымдар әдетте абстрактілі немесе нақты нысандар, ал қатынастар "бұл" ("is"), "бөлігі ретінде" ("has part"), "тиесілі", "сүйеді" сияқты байланыстар болып табылады. Семантикалық желілердің басты ерекшелігі үш түрлі қарым-қатынастардың міндетті түрде болуы:

1.  Класс – класс элементі.

2.  Қасиет –мән.

3.  Класс элементінің мысалы.

Дәстүрлі білімді  ұсынуда пәндік сала немесе міндет аксиомалар жиынтығы түрінде суреттелгенде, бірінші қатарлы предикаттарды классикалық түрде есептеуге негізделген логикалық модельдер қолданылады. Предикаттар логикасын пайдаланудың негізгі артықшылығы сол –түсінікті математикалық қасиеттерге ие қуатты шығару тетігін бағдарлауға болады. Осы бағдарламалар арқылы бұрыннан белгілі білімдерден жаңа білімдер алуға болады.

Бұл сараптамалық жүйе үшін білім қорын құрудың  өнімдік моделі таңдалынды, өйткені  ол білім ұсынудың көрнекі құралы болып табылады. Ол логикалық модельдерге  ұқсас, бұл оның негізінде шығарудың  тиімді амалдарын ұйымдастыруға мүмкіндік береді, сонымен қатар білімді көрнекі түрде ұсынады. Өнімдік модель көбінесе өнеркәсіптік сараптамалық жүйелерде қолданылады. Ол жасақтаушыларды көрнектілігімен, жоғары модульділігімен, өзгертулер мен толықтыруларды оңай енгізуге болатындығымен қызықтырады.

Модульділік –жекелеген өнімдік ережелер білім қорына қосылуы, жойылуы немесе өзгертілуі мүмкін, сонымен қатар жасақтаудың модульдік  қағидаты (жинақтамалар) жобалауды  автоматтандыруға мүмкіндік береді. 

Әр өнімдік  ереже –білімнің өзіндік элементі (оқшау білім көзі), жекелеген өнімдік ережелер өзара мәліметтер ағымы арқылы байланысады. Түсіндіру қарапайымдылығы –мағыналық түсіндірудің өнімдік ережелерінің құрылымын жеңілдетеді. Табиғилығы –«егер былай болса, не істеуге болады» деген тұрғыдағы білім көрер көзге айқын.

 

1.3 Сараптамалық жүйелердің басқа бағдарламалық өнімдерден ерекшелігі. Сараптамалық жүйелердің құрылымы мен қызмет етуі.

Сараптамалық  жүйелердің басқа бағдарламалық  өнімдерден басты ерекшелігіне тек мәліметтерді ғана емес, білімдерді, сонымен қатар қолда бар мәліметтерді қолдана отырып, шешімдерді шығарудың арнайы тетігі мен жаңа білімді пайдалануын жатқызуға болады. Білімді ұсыну түрі сараптамалық жүйелерде оларды ЭЕМ-да оңай өңдеуге болатындай етіп таңдалынады. Сараптамалық жүйелерде міндетті шешу алгоритмі емес, білімді өңдеу алгоритмі қолданылады. Сондықтан білімді өңдеу алгоритмін нақты міндетті шешуде қолдану бұрын қарастырылмаған нәтижеге алып келуі мүмкін. Сараптамалық жүйелерде міндеттерді шешу тұтынушыға түсінікті түсіндірмелермен қатар жүреді, алынатын шешімдердің сапасы әдетте түк те жаман емес, кейде тіпті ең үздік деген мамандардың шешімдерінен асып түсіп жатады. Білімге негізделген жүйелерде нақты пән саласындағы міндеттерді шешетін ережелер білім қорында сақталады. Жүйенің алдына мәселелер белгілі бір жайтты сипаттайтын деректер жиынтығы түрінде қойылып, жүйе білім қорының көмегімен бұл деректерден тұжырым жасауға тырысады (1-суретті қараңыз).