Сараптау жуйелері

 

 

 

 

 

 

 

1-сурет

 

Сараптамалық  жүйелердің сапасы білім қорының  көлеміне және сапасына қарай анықталады. Жүйенің қызмет ету циклы мынадай: мәліметтерді немесе талдау нәтижелерін таңдау (сұраныс) → бақылаулар → нәтижелерді түсіндіру → жаңа ақпаратты игеру → ережелер көмегімен уақытша болжам құру → келесі мәліметтер мен талдау нәтижелері легін таңдау (2-сурет). Бұл үрдіс түпкілікті тұжырым үшін жеткілікті болатын ақпарат келіп түскенше жалғаса береді.

Жүйеде кез-келген уақытта білімнің үш түрі кездеседі:

• Құрылымданған білім – пәндік сала туралы қатып қалған білім. Бұл білімдер бір рет анықталғаннан кейін, олар мүлдем өзгермейді.
• Құрылымданған құбылмалы білім - пәндік сала туралы өзгеріске ұшырап отыратын білім. Олар жаңа ақпарат пайда болған сайын жаңарып отырады.
• Жұмыскерлік білім –нақты міндетті немесе кеңес беру үшін қолданылатын білім.

Осы аталған  білімдердің бәрі білім қорында  сақталады. Оны жасақтау үшін нақты пәндік салада өз ісінің шеберлері болып табылатын мамандарға сауалнама таратып, содан соң алынған білімдерді жүйелеп, ұйымдастырып, соңынан білім қорынан оңай табылатындай етіп сілтеуіштермен жабдықтау қажет.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2-сурет. СЖ  жұмыс істеу сызбасы.

 

Осылайша білімге негізделген  жүйелердің басқа түрдегі жүйелерден өзіндік ерекшеліктері болады:

1. Сараптама тек бір ғана нақты салада жүргізіледі. Айталық, ЭЕМ жүйелерінің кескінін анықтауға арналған бағдарлама медициналық диагноздарды қоя алмайды.
2. Білім қоры мен шығару тетігі әртүрлі құрамды бөліктер болып табылады. Шын мәнінде, көбінесе жаңа сараптамалық жүйелерді құру үшін шығару тетігін басқа білім қорларымен үйлестіру мүмкін болады. Мысалы, қандағы инфекцияны талдау бағдарламасы пульманологияда сол шығару тетігі пайдаланатын білім қорын алмастыру арқылы қолданылуы мүмкін.
3. Қолдану үшін ең қолайлы сала –міндеттерді дедуктивті әдіспен шешу. Мысалы, ережелер мен эвристикалар «егер –олай болса» деген сияқты жөнелтулер мен тұжырымдардың жұбы түрінде беріледі.
4. Бұл жүйелер міндетті шешу жолын тұтынушыға белгілі тәсілмен түсіндіре алады. Әдетте біз «Неліктен?» деген сұрағымызға тұшымды жауап ала алмасақ, сарапшының жауабын қабылдамаймыз. Дәл осылайша біздің нақты тұжырым алуымыз үшін білімге негізделген жүйеден сұрағымызға жауап ала аламыз.
5. Шығыс нәтижелері сапалы (сандық емес) болып табылады.
6. Білімге негізделген жүйелер модульдік қағидаттарға негізделіп құрылады, бұл білім қорын біртіндеп молайтуға мүмкіндік береді.

 

       1.4 Сараптамалық жүйелерді қолдану аясы.

Білімге негізделген  жүйелерді қолдану аясын бірнеше  топтарға жіктеуге болады: медициналық диагностика, бақылау мен басқару, механикалық және электрлік құрылғылардағы ақаулар диагностикасы, оқыту.

а) Медициналық диагностика

Диагностикалық жүйелер ағза іс-әрекетіндегі бұзылушылықтар мен олардың ықтимал себептері арасындағы байланыстарды анықтау үшін пайдаланылады. Олардың ішіндегі ең танымалы MYCIN, ол менингит және бактериялық инфекциялар кезіндегі науқастың күйін диагностикалау мен бақылау үшін қажет. Оның алғашқы нұсқасы Стенфорд университетінде 70-ші жылдары жасақталған болатын. Қазіргі кезде бұл жүйе маман дәрігер дәрежесінде диагноздар қояды. Оның кеңейтілген білім қоры медицинаның басқа да салаларында қолдануға қолайлы.

б) Болжамдау

Болжамдаушы жүйелер нысанның ағымдық күйіне қарап, болашақтағы  ықтимал нәтижелер мен оқиғаларды болжамдайды. «Уолл-стритті» жаулап алу» бағдарламалық жүйесі нарық конъюнктурасын талдап, алгоритмдердің статистикалық әдістерінің көмегімен сізге келешектегі капитал салымдарының жоспарын жасақтап береді. Ол білімге негізделген жүйелер қатарына жатпайды, өйткені дәстүрлі бағдарламалау амалдары мен алгоритмдерін қолданады. Әзірше нарық конъюнктурасы туралы ақпарат есебінен сіздің капиталыңызды молайтуға мүмкіндік беретін сараптамалық жүйелер жоқ болғанымен, болжамдаушы жүйелер бүгінде ауа райын, түсімді және жолаушылар ағымын болжай алады. Тіпті дербес компьютерге қарапайым білімге негізделген жүйені орнату арқылы сіз жергілікті ауа райы болжамын ала аласыз.

в) Жоспарлау

Жоспарлаушы жүйелер  айнымалы саны көп міндеттерді шешуде нақты мақсаттарға жетуге арналған. Дамасскінің Informat фирмасы алғаш рет сауда тәжірибесінде сатып алушыларға 13 жұмыс станциясын ұсынады, олар кеңсе кіре берісіне орнатылған, олардың көмегімен 15-минуттық ақысыз кеңестер беріледі, яғни тұтынушылардың қажеттіліктері мен қалтасына сай келетін компьютерді таңдауда көмек береді. Сонымен қатар Boeing компаниясы сараптамалық жүйелерді ғарыш станцияларын жобалауда, сонымен қатар ұшақтардың қозғалтқыштарындағы ақауларды анықтау және тікұшақтарды жөндеуде қолданады. DEC фирмасы жасақтаған XCON сараптамалық жүйесі VAX типті компьютерлік жүйелердің кескінін сатып алушылардың талап-тілектеріне сәйкес анықтау немесе өзгертуге арналған. DEC фирмасы одан да қуатты XSEL жүйесін ұсынады, оған тиісті кескінді есептеу жүйелерін таңдауда сатып алушыларға көмек беру үшін XCON жүйесінің білім қоры енгізілген. XCON жүйесімен салыстырғанда XSEL жүйесі интербелсенді болып танылады.

г) Түсіндіру

Түсіндіруші жүйелер  бақылау нәтижелері негізінде алынған  белгілі бір тұжырымдарды жасауға  қабілетті. Түсіндіруші жүйелер  қатарындағы ең танымал PROSPECTOR жүйесі тоғыз сарапшының білімін біріктіреді. Жүйе білім қорын құруға қатысқан тоғыз сарапшының бірде-бірінің басы жетпеген молибден кен орнын тауып алды. Басқа бір түсіндіруші жүйе - HASP/SIAP деп аталады. Ол акустикалық қадағалау жүйелерінің мәліметтері бойынша Тынық мұхиттағы кемелердің орналасуы мен типтерін анықтайды.

д) Бақылау мен басқару

Білімге негізделген  жүйелер интеллектуалдық бақылау жүйелері ретінде қолданылып, шешімдер қабылдайды, бірнеше көздерден келіп түскен мәліметтерге талдау жасайды. Мұндай жүйелер қазірдің өзінде атом-электр станцияларында жұмыс істеуде, әуе қозғалыстарын басқарып, медициналық бақылауды жүзеге асырады. Олар сондай-ақ кәсіпорынның қаржылық іс-әрекетін реттеуге пайдалы, сыни жағдайларда шешім қабылдауда көмек көрсетеді.

е) Механикалық және электрлік құрылғылардағы ақаулар диагностикасы

Бұл жүйедегі білімге негізделген  жүйелер механикалық және электрлік машиналарды (автокөліктерді, дизельді локомотивтерді, т.б.) жөндеуде, сондай-ақ компьютерлердің аппараттық және бағдарламалық қамтылуындағы ақауларды жоюға арналған.

ж) Оқыту

Білімге негізделген жүйелер оқытудың компьютерлік жүйелерінің құрамды бөлігі болып табылады. Жүйе белгілі бір нысанның (мысалы, студенттің) іс-әрекеті туралы ақпаратты алып, оның мінез-құлқын талдайды. Білім қоры нысанның мінез-құлқына қарай өзгеріп отырады. Мұндай оқыту нысанына күрделілігі ойнаушының біліктілігіне қарай артып отыратын  компьютерлік ойынды мысалға келтіруге болады. Осындай қызықты оқыту сараптамалық жүйелеріне Д. Ленат жасақтаған қарапайым эвристикаларды пайдаланатын EURISCO жүйесі жатады. Бұл жүйе әскери іс-қимылдарды қайталайтын Т. Тревевеллердің ойынында қолданылған болатын. Ойынның мәні сол -өзгеріссіз ережелер жиынтығы жағдайында жеңіске жетуге бейім флотилия құрамын анықтау керек. URISCO жүйесі флотилия құрамына шағын, шапшаң шабуыл жасауға бейім кемелер мен бір кішкентай, алайда тез жүретін кемені қосып, үш жыл қатарынан жеңіске жеткен, алайда жеңіске жету жолында жыл сайын ойын ережелері бірнеше рет өзгертілген.

Көптеген сараптамалық жүйелер  мазмұны бойынша бірнеше типтерге жатқызылатын білімдер енгізілген. Мысалы, оқыту жүйесіне диагностика мен жоспарлауды орындауға мүмкіндік беретін білім енгізілген. Ол курстың басты бағыттары бойынша оқушының қабілеттерін анықтай отырып, содан соң алынған мәліметтерді ескере отырып, оқу жоспарын құрған. Басқару жүйесі бақылау, диагностика, болжамдау мен жоспарлау мақсаттарына лайық қолданыла алады. Тұрғын-жай ғимаратының бүтіндігін қамтамасыз етуге арналған жүйе қоршаған ортаны қадағалап, өтіп жатқан оқиғаларды танып-біліп (терезенің ашылғанын), болжам жасап (құлып бұзушы ұрының үйге кірмек ойын сезіп қою), іс-қимылдар жоспарын ұсынады (мысалы, полицияны шақырады)

 

          1.5 Сараптамалық жүйелерді қолданудағы шектеулер.

  Қолданыстағы сараптамалық жүйелердің ең үздіктерінің өздері үлкен немесе шағын көлемді ЭЕМ-ларда қызмет ете отырып, сарапшы адаммен салыстырғанда белгілі бір айырмалары бар:

1. Көптеген сараптамалық жүйелер түпкілікті тұтынушымен әрекеттесуге жарамсыз. Егер мұндай жүйелермен жұмыс істеу тәжірибеңіз жеткіліксіз болса, көптеген қиындықтарға тап келуіңіз мүмкін. Көптеген жүйелер білім қорын құруға қатысқан мамандар үшін ғана түсінікті екені анық.
2. Мұндай жүйелерде қалыптасқан сұрақ-жауап режимі шешім алу үрдісін баяулатады. Мысалы, MYCIN жүйесін пайдаланғаннан гөрі дәрігер оны пайдаланбай-ақ шешімді тез қабылдай алады.
3. Жүйенің дағдылары сарапатама сайын толығып отырмайды. 
4. Сарапшыдан алған білімді тиімді машина тілімен жүзеге асыру әлі де болса қиындықтар тудыруда. 
5. Сараптамалық жүйелер үйренуге қабілетсіз, дұрыс ойлай алмайды. Үй мысықтары арнайы жаттықтыруды пайдаланбай үйрене алады. Балаға үстіне су құйылған стаканды құйып алса, үсті су болып қалатыны түсінікті, алайда егер компьютердің пернелер тақтасына кофе құя бастайтын болсақ, ол оны ары қарай ысыра алмайды, оған миы жетпейді. 
6. Сараптамалық жүйелер үлкен пәндік салаларда қолдануға жарамсыз. Оларды тек сарапшы бірнеше минуттан бірнеше сағатқа дейінгі уақытта шешім қабылдай алатын пәндік салаларда ғана пайдалануға болады. 

7. Сарапшылары жоқ салаларда сараптамалық жүйелерді қолдану мүмкін емес (мысалы, астрологияда). 

8.  Сараптамалық жүйені тек когнитивті міндеттерді шешуде қолдануға болады. Теннис, велосипед тебу сараптамалық жүйенің саласы бола алмайды, алайда бұл жүйелерді футбол құрама тобын қалыптастыруда пайдалануға болады.

9. Міндеттерді  шешуде адам-сарапшы әдетте шешімдерді  табудың қалыпты жолдары немесе  ұқсас нұсқалары жоқ болса,  өзінің түйсігіне немесе ойлау  қабілетіне жүгінеді.

  Білімге  негізделген жүйелер шешім саны  мыңдаған әртүрлі мүмкіншіліктерге және уақытпен өзгеріп тұратын айнымалыларға қатысты талдау жасау қажеттілігін орындай алмайды. Бұл жағдайларда табиғи тілдегі инферфейсті деректер қорларын пайдаланған жөн.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ІІ бөлім. Бағдарламалау тілінің қолданысы

2.1 Пролог – бағдарламалау тілі.

Пролог —бұл әмбебап мақсаттағы бағдарламалау тілі. Ол әртүрлі типті қолданбалы жүйелерді, мысалы, сараптамалық жүйелерді, реляциялық ДҚБЖ, табиғи тілдерді өңдеу жүйелері, интерпретаторлар мен компиляторларды жасақтауда қолданылады. Бір жағынан ол тұтынушыларға жақсы таныс C, FORTRAN, COBOL и BASIC сияқты басқа бағдарламалау тілдерінен айтарлықтай ерекшеленеді. Пролог бағдарламалау тіліндегі бағдарлама құрылымы амалдық орындау тілінде жазылған бағдарламадан өзгеше. Пролог- бағдарлама ережелер мен деректерден тұрады. Міндетті шешу осы ережелер мен деректерді түсіндіруден тұрады. Сонымен бірге тұтынушыға нәтижеге жету жолындағы есептеулер барысы туралы нұсқауларды егжей-тегжейлі қамтамасыз етудің жөні жоқ. Оның орнына ол міндеттердің ықтимал шешімдерін ұсынып, бағдарламаны қажетті шешімді табуға көмектесетін ережелер мен деректермен қамтамасыз етеді.Басқа жақтарынан қарағанда Прологтың басқа дәстүрлі бағдарламалау тілдерінен еш айырмашылығы жоқ деуге болады. Басқа тілде жазылған бағдарлама сияқты, Пролог- бағдарлама жекеклеген міндеттерді шешуде қолданылады.

Пролог (Prolog) — бірінші қатарлы предикаттар логикасының көпшілігі болып табылатын Хорн дизъюнкттары логикасына негізделген логикалық бағдарламалау тілі. Тілдің даму тарихы ХХ ғасырдың 70-ші жылдарына қатысты. Жариялаудың бағдарламалау тілі болғандықтан, Пролог бағдарлама ретінде міндеттің сипаттамасын қабылдап, өзі шешімді іздестіреді, бэктрекинга және унификация тетіктерін пайдаланады.

Пролог бағдарламалау тілі жасанды интеллект зерттеулерінде символдық өңдеулерде қолданылатын маңызды тілдердің бірі болып табылады. Ол жасанды интеллект әдістерін оқытудың, осы саладағы зерттеулер мен практикалық қолданудың негізін құрайды. Жасанды интеллект міндеттері табиғатына қарай рекурсивті. Жасанды интеллект жүйелеріне сараптамалық жүйелер, теоремаларды дәлелдеу бағдарламалары, интеллектуалдық роботтар, машинмен аудару жүйелері, т.б. жатады. Прологты пайдаланатын бұл міндеттердің бәрінің жүзеге асыру ерекшеліктері болады.  Пролог деректер қорын және білімге негізделген сараптамалық жүйелерді құру үшін өте ыңғайлы жүйе.

Пролог жасанды интеллектке қатысты әртүрлі қосымшаларда қолданылуы мүмкін: табиғи тілде ЭЕМ-мен тілдесу, символдық есептеулер, компиляторларды жазу, деректер қорын, сараптамалық жүйелерді құру, т.б. Пролог автордан жағдайды қалыпты сипаттауды талап ететін жарияланымды тілдерге жатады. Сондықтан Пролог тіліндегі бағдарлама дәстүрлі болып табылмайды, өйткені if … then, while … do сияқты басқарушылық құрылымдары жоқ, тіпті иемдену операторы да болмайды. Прологта басқа тетіктер жұмыс істейді. Міндет ережелер мен деректер түрінде сипатталып, шешім іздеуді Пролог логикалық тұжырым кіріктірілген тетігі арқылы өз мойнына аладыПрологтың ықтимал синтаксистік құрылымдарының саны көп емес, бұл жағынан бұл тіл үйренуге өте жеңіл. Басқа жағынан, жарияланымды бағдарламалау тілі көптеген тәжірибелі деген бағдарламашылар үшін де оңай жаңғақ емес, олар компьютерге не істеу керектігін толық нұсқаулар түрінде жазып үйренген.