Сараптаушы жүйелер

Мазмұны

Кіріспе………………………………………………………………………….	4
Сараптаушы жүйелер…………………………………………………..	6
Білімдерге негізделген жүйелердің жіктелуі……………..…....	9
Сараптаушы жүйелердің дайындаушы ұжымы………...……..	12
Сараптау жүйесінің типтік құрылымы…………………………	14
Сараптау жүйелерін құру…………………………………….....	14
Сараптау жүйелерін жасау ерекшеліктері……………………..	15
Жобалау және дайындау технологиясы………………………..….…. Түп тұлғаны өндірістік нақты сараптаушы жүйеге дамыту..... Сараптаушы жүйені бағалау……………………………….…..	17 21 23
Қорытынды………………………………………………………………...…	24
Пайдаланған әдебиеттер тізімі…………………………………………......	25

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Кіріспе

 

Қоғамның компьютеризациялануы – ғылыми-техникалық дамудың ең негізгі бағыттарының бірі, ол техникалық құрылым мен бағдарламалық амалдардың қолданылуында елеулі өзгерістер еңгізді.

Бұл өзгерістер жасанды интеллекттің (ЖИ) тәжірибелік және теориялық  дамуына , өте маңызды нәтижелердің бірі жаңа ақпараттық технологиялардың және « Сараптаушы жүйенің» құрылуы болды.

Ең алғаш сараптаушы жүйе – химияның қосымшасы ретінде  медициналық  mycin және dendral жасанды интеллекттің бағдарламалық зерттеулер жиегінде 70-жылдардың ортасында пайда болды. Сол кезде бірінші  сараптаушы жүйелердің пайдасы біршама болды. mycin медициналық жүйесі клиника мекемесіне сәтті енгізіліп, бактериемия, менингит, цистит ауруларымен ауыратындарға дәрі-дәрмек таңдап беруде көмек берді.

Сараптаушы жүйенің идеологиясын мына формуламен білдіруге болады: білу + қорытынды = жүйе. Сараптаушы жүйе одақтардың әрекеттесін шамалайды. Олардың ең негізгісі – білімінің қоры және қорытынды механизмі.

Техникалық өзгерістердің  болуының мәні жасанды интеллектте құрал-саймандық амалдарының жаңа класстарының пайда болуында болды. Ол соңғы бағдарламалақ өнімдердін, басқа техниканың түбегейлі негізіндегі негізгі құраушысы ретінде қалыптасты. Және де өнімдердің сапалы түрде құрылуына өз септігін тигізді. Жаңа амал, алғашқы қолданушы мен ЭЕМ арасында болған бірнеше делдалдың барлық техникалық байланысты түгел ауыстырды және бұл өзгерістер жасанды бағдарламаның маңыздылығын арттырды.

Бұл өзгерістер екі негізгі  факторлардың арқасында болды: алгоритмдік бағдарламада бірнеше әмбебап бөлімдердің бөлінуі (логикалық қорытынды) және пәндік аймаққа байланысты бөлімінен бөлінуі (білім қоры); қолданушы мен компьютерлік бағдарламалардың әрекеттестік деңгейінің артуы, яғни интеллектуалды интерфейстің жасанды интеллект бағдарламаларында пайда болуы.

Әдетте бағдарламалар  нақты бағдарламашымен анықталатын  жүйелік белгілеу қадамы болады, және сандық ақпаратты өңдеу жолымен қолайлы шешімді іздейді, сол уақытта жасанды интеллект адам тәрізді, керекті шешімін алу үшін сынау және қателіктер жасау әдістерін қолданады. Және де көбінесе білім қорының мазмұнына символдық өңдеу жүргізіледі. Әрине бұл өзгешеліктер шынайы емес, тек қана осы екі бағдарламаға ғана ерекше. Құрылымдағы және модификациялық жиіліктегі өзгешеліктер жасанды интеллекттің бағдарламалары мен қарапайым бағдарламалардың техникалық өңдеуіне өз әсерін тигізеді. Жасанды интеллект бағдарламаларына келтірілген өзгерістер сараптаушы жүйеге де ерекше.

Жасанды интеллект бағдарламаларындағы құрылымының өгеруі, сараптаушы жүйенің кілттік анықтамасы болуында. Бағдарламаның интеллектін жоғарлату үшін олардың құрылымын және ұйымдастырылуын күрделілендіру қажет. Осылайша сараптаушы жүйеге анықтама беріп көруге де болады.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1. Сараптаушы жүйелер.

Сараптаушы жүйе – бұл  нақты салада тәжірибелі мамандардың  білімі енгізілген және осы салада сараптаушы шешім (диагноз қою, кеңес  беру, т.б.) қабылдайтын интеллектуалды жүйе. Ол саланың бірінші бағыты бойынша маманның шешімімен ұқсас нәтиже шығарып, қызметкердің дұрыс шешім қабылдауына үлкен септігін тигізді. Мұндай жүйелер маманның нақты жағдайында қабылдайтын дқрыс шешім сияқты мәселені шешетін машиналық программалар, яғни сараптаушы жүйелер практикада тексеріліп, бір аймақта дайындалған үлкен көлемді білім қоры бойынша сараптаушы ретінде пайдаланатын жасанды интеллект, электрондық кеңесші. Егер оған дұрыс берілгендер енгізілмесе жүйе қате нәтиже беруі мүмкін.

 

Сараптаушы жүйенің  құрылымы

 

 

 

 

 

 

 

 

Мұндағы пайдаланушы нақты  салада жұмыс істеуші маман. Оның іс-әрекеті сапасы, бағалауға жеткіліксіз  болғандықтан сараптаушы жүйені пайдаланады. Пайдаланушы интерфейсі кеңес алуға  келген адаммен байланыс орнатылатын программаның ақпаратын алады. Мысалы, машина сәйкес сұрақтар беріп, пайдаланушы оларға жауап берсе, сараптаушы жүйе оларды зерттеп сәйкес қорытынды шығарады.

Білім қоры дегеніміз –  бір тілде жазылған нақты аймақтық білімдер жиынтығы. Мысалы, фактілер мен  ережелер. Оларды толықтыруға болады.

Шешуші - пайдаланушы енгізген берілгендер мен білім қорында сақталған білімдерді пайдаланып сараптаушының ой-бағытын өңдеуші программа. Яғни шешіші – жүйенің “миы”.

Түсінік беруші ішкі жүйе - шығарудың сәйкестігін қадағалайтын және нәтижесін қалай алынғанын немесе таңдап алынған ұйғарымның қабылданбағаны секілді сұрақтарға жауап беретін арнайы программа. Шешуші мен түсінік беруші жүйені шығару машинасы деп те атайды. Пайдаланушыдан сұрақ түскен кезде ол мысандай мәселелерді орындайды.

• Алынған информацияны білім қорында сақталған информациямен салыстырады;
• Негізгі мақсатты не себептік байланыстарды іздейді;
• әр факт үшін берілген сенім коэффициенттерін негізге ала отырып, фактілердің салыстырмалы анықтығын бағалайды.

Осылардың негізінде шығару машинасы сараптаушы адам сияқты қорытындыны  дайындайды.

  Интеллектуальді білім  қорының редакторы - жасанды интеллект маманына (білім жөніндегі білім жөніндегі инженерге) сұхбаттық режимде білім қорын дайындауға мүмкіндік беретін программа.

Сараптаушы жүйені өңдеуінде  келесі мамандықтардың өкілдері қатысады:

• сарапшы – оның проблемалы облыс есептерін СЖ шешеді;
• білім инженері - сараптаушы жүйені өңдеуімен маман (олар қолданылатын технология, білім инженериясы әдістер);
• бағдарламашы - аспаптық құралдарды (ИНС) өңдеуімен айналысатын, сараптаушы жүйені өңдеуді тездетуге арналған;
• пайдаланушы - адам, жасалған сараптаушы жүйе қолданады.

Айта кету қажетті, қатысушылар  арасында білім инженері жоқ болса (яғни, оны бағдарламашымен ауыстырса) сараптаушы жүйені жасау процесін сәтсіздікке әкеледі, немесе оны маңызды ұзартады.

Сарапшы білімді анықтайды (деректерді және ережені), проблемалы облысты сипаттайтын, олардың толықтығын және дұрыстығын қамсыздандырады.

Білім инженері сарапшыға білімді айқындауға және құрылымдауға көмектеседі, сараптаушы жүйе жұмысына қажетті; ИНСты таңдауды жүзеге асырады, осы проблемалы облыс үшін ең жақын келетін, және білімдерді ұсыну тәсілін анықтайды; стандартты функциялар белгілейді және бағдарламалайды, олар сарапшы енгізетін ережелерде қолданылады.

Бағдарламашы ИНСты өңдейді, сараптаушы жүйенің негізгі компоненттері барлық шекте ұстаушы, және оны қолданатын ортамен сәкестікті жүзеге асырады.

Білім базасы сараптаушы жүйеде қаралатын облыста ұзақ мерзімді деректерді, суреттеуге, сақтау үшін арналған (ағымдағы деректерді емес), және ережелерді, сол облысты суреттеуші мақсатта деректерді лайықты өзгертеді.

Сараптау жүйесі екі тәртіпте жұмыс істейді: білімдерді тауып  алу тәртібінде және есептерді шешу тәртіпте (сараптаушы жүйені қолдану тәртібі).

Сараптау жүйелері маңыздылығы  келесі:

• сараптаушы жүйенің технологиясы практикалық мәнді есептерді компьютерде шешу шеңберін маңызды кеңейтеді, олардың шешімі маңызды экономикалық әсер;
• күрделі жүйелерді сүйемеду биік құны, жиі оларды өңдеу құнынан бірнеше есе басым болады;
• сараптаушы жүйенің технологиясы дәстүрлі бағдарламалау глобальды проблемаларын шешімінде өте маңызды құрал болады: ұзақтық және, демек, күрделі қосымшаларды өңдеу жоғары құны;
• сараптаушы жүйенің технологиясын дәстүрлі бағдарламалау технологиясымен біріктіру пайдаланушы қосымшаларды модификация жасау арқылы бағдарламалық өнімдерге жаңа сапа үстейді, ал бағдарламашымен емес.

Бастаушы мамандар пікірі бойынша, сараптаушы жүйені қолдану алыс емес болашағы:

• сараптаушы жүйенің таратуларды және қызмет көрсетуді жобалау, өңдеу, өндіру, барлық фазаларында бастаушы роль ойнайды;
• сараптаушы жүйе технологиясын саудаға салу, дайын ойдың-бірлесіп әрекет қылған модульдерден қосымшаларды интеграциясында төқкеріс қамсыздандырады.

Формализацияламаған есептер  әдетте келесі ерекшеліктерге ие болады:

• негізгі деректердің қатесі, бірмағнасыз, толық емес және қайшылықты;
• шешілетін есептегі қателік, бірмағнасыз, толық емес және проблемалы облыс туралы білімдердің қайшылығымен;
• шешім кеңістіктері мөлшері үлкен, яғни шешім іздеу облысы өте кең;
• динамикалық өзгерілетін деректермен және білімдермен.

Астын сызып қою керек, формализацияламаған есептер есептердің үлкен және өте маңызды сыныбын  ұсынады. Көптеген мамандар есептейді, бұл есептер ЭЕМ-н шешілуге ең көпшілік сыныбы.

Сараптаушы жүйе және жасанды интеллект жүйелері деректерді өңдеу жүйелерінен айырмашылығы, оларда символдық негізінде (емес сандық) ұсыну тәсілі қолданылады, символдық шығару және шешім эвристикалық іздеу (белгілі алгоритм емес).

Қиын практикалық есептер  тек қана сараптаушы жүйенің шешім үшін қолданылады. Сапамен және нәтижеліліктің сараптаушы жүйе шешімдері сарапшыті - адам шешімдеріне жол бермейді. Сараптау жүйелердің шешімдері ие болады» мөлдірлікпен», яғни сапалы деңгейде пайдаланушыға түсіндірілген бола алады. Мынау қабілеттілікпен өз білім туралы және ойша пайымдауда ойлау олардың сараптау жүйелердің сапасы қамтамасыз етіледі. Сараптаушы жүйе сарапшыпен әрекеттестік жүруінде өз білімдері қабілетті толықтыру. Сараптау жүйелердің технологиясы есептерді әртүрлі модельлерде шешу үшін қолданылады.

 

1.1. Білімдерге негізделген жүйелердің жіктелуі

Сараптаушы жүйелердің класы  мыңдаған түрлі программа жинақтарынан тұрады, оларды түрлі критерийлері бойынша жіктеуге болады.  Сараптаушы жүйелердің жіктелуі 1.2-суретте ұсынылады.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1.2-сурет. Сараптаушы жүйелердің  жіктелуі

 

Суретте көрсетілген міндеттер  типін қарастырып көрелік.

• Мәліметтерді таладу. Бұл сараптаушы жүйе үшін дәстүрлі  міндеттердің бірі. Интерпретация дегеніміз нәтижесі келісіліп және түзетілетін мәліметтердің мағынасын анықтау процесі. Көбіне мәліметтердің көп нұсқалы сараптамасы қарастырылады.
• Диагностикалау - жүйенің ақауын анықтау. Мысалы,  GRIB сараптау жүйесі  ЭЕМ құралдары мен математикалық жабдықталуындағы қателерді диагностикалау.
• Мониторинг. Мониторингтің негізгі міндеті - уақыттың шынайы ауқымындағы мәліметтерді үздіксіз талдау және мүмкін болатын шектен белгілі бір параметрлердің шығуы туралы белгі беру. Мысалы, СПРИНТ сараптау жүйесчі электростанциясы жұмысын бақылауға, REACTOR - атомдық реактор диспетчеріне көмектесуге арналған, FALCON т.б. химия заводындағы апаттық датчиктерге бақылау жасау;       
• Жобалау - нақты қасиеттері белгілі нысандар үшін түрлі сызбаларды, түсініктеме жазбаларды дайындау. Тиімді жобалауды ұйымдастыру және жобалаудың жоғары деңгейіне жету үшін тек жоба шешімдерін ғана емес, сондай-ақ оларды қабылдау себептерін де қалыптастыру қажет. Сонымен, жобалау есептерінде сәйкес сараптаушы жүйелер шеңберінде орындалатын екі негізгі процесс, яғни шешім шығару процесі мен түсініктеме процесі тығыз байланысты. ЭЕМ VAX-11/780 конфигурациясының жобасы XCON (немесе R1) жүйесінде, БИС жобасы - CADHELP жүйесінде, ал электр тізбегін жинақтау SYN сараптау жүйесінде дайындалған.
• Болжау. Болжау кейбір оқиғалар немесе құбылыстар салдарын қолда бар мәліметтердің талдау негізінде алдын-ала болжап айтуға мүмкіндік береді.  Болжаушы жүйелер берілген жағдайдан ықтималды салдарларды қыйсынды қорытындылайды. Болжаушы жүйеде әдетте берілген жағдай негізінде параметрлер мәні "қыйыстырылатын" параметрлік динамикалық модель қолданылады. Осы модельден шығарылған салдарлар ықтималды бағалармен болжам үшін негіз болады. Мысалы,   WILLARD  жүйесі - ауа райын болжау үшін;   PLANT – ендігі жиналатын астық өнімдерін бағалау үшін;  ECON  т.б. - экономикадағы болжамдар үшін арналған.
• Жоспарлау – біршама іс-әрекеттерді орындайтын нысандар үшін жоспар құру. Мұндай сараптаушы жүйелерде жоспарланған іс-әрекет салдарын қыйсынды қорытындылау үшін шынайы нысандарды ашу модельдері қолданылады. Атап айтсақ,  STRIPS - робот сипатын  жоспарлау; ISIS - өнеркәсіп тапсырыстарын жоспарлау; MOLGEN - экспериментті жоспарлау, т.б.
• Үйрету – ЭЕМ-ге енгізілген білімді тексеріп, оның қателерін диагностикалау және жақсырақ нәтиже алу. "ЛИСП   мұғалімі" жүйесінде ЛИСП программалау тіліне, PROUST жүйесі - Паскаль тіліне үйретуге арналған.
• Басқару. Қызметтің белгілі бір режимін қолдайтын ұйымдасқан жүйенің функциясын басқару деп атайды. Осы тектес сараптаушы жүйелер берілген ерекшеліктеріне сәйкес күрделі жүйелерді басқаруды жүзеге асырады. Мысалы, GAS - газбен жылытқышты басқаруға көмек;  Project  Assistant  күнтізбелік жоспарлау жүйесін басқару.
• Шешімді қабылдауды қолдау.  Бұл - шешімді қабылдау процесін жеңілдетуге бағытталған қажетті ақпараттар мен нұсқауларды қабылдайтын тұлға қамтамасыз ететін процедуралар жиынтығы. Бұл сараптаушы жүйелер маманға жауапты шешім қабылдау кезінде көптің ішінен өзіне қажеттісін таңдауға және/немесе қалыптастыруға көмектеседі. Мысалы, CRYSIS сараптаушы жүйесі фирманың дағдарысты жағдайдан шығу стратегиясын таңдауға,    CHOICE - сақтандыру компаниясын немесе инвесторды таңдауда көмек беруге арналған.