Сараптаушы жүйелер

2) есеп эвристикалық болу  тиісті, ал алгоритмдік табиғатты  емес

3) есеп жеткілікті күрделі  болуға тиісті, сараптаушы жүйе. өңдеуіне шығындар ақтау үшін бірақ ол шамадан тыс күрделі болмау тиісті;

4) есеп жеткілікті тар  сараптаушы жүйе әдістерімен шешілу үшін, және практикалық мәні болу тиісті.

Сараптаушы жүйені өңдеуі жағдайында, ереже сияқты, концепция қолданылады» жылдам прототипның». мына концепция мәні томға түзеледі, не өңдеушілер ақырғы өнім лезде салуға тырыспайды. Бастапқы кезеңде олар прототипны жасайды (прототиптер) сараптаушы жүйе.

Сараптаушы жүйені жобалауы дәстүрлі ақпараттық жүйелердің жобалауының маңызды айырмашылығын болады, себебі есептердің орнатып қоюы, сараптау жүйемен шешілушілердің жобалау циклының барлығы уақытқа анықтала алады. Сол себепті мынаның білімдердің база құрулары принциптар және тәсілдер модификациялау қажеттілік көрінеді және аппараттың

Белгіленген ерекшеліктер байланысты сараптаушы жүйені жобалауы жағдайында концепция қолданылады “жылдам прототипны” оның мәні: өңдеушілер аяқталған өнім лезде салуға тырыспайды. Бастапқы кезеңде прототип жасалады, екі шартты қанағаттандыру тиісті:

1) ол пәндік облыс типтік  есептерді шешу тиісті;

2) еңбек сіңіргіштігі  басқа жағынан оны өте өңдеулер  болу тиісті.

Сараптаушы жүйе өңдеушілер саны 4 адамнан кем емес болу тиісті, оның ішінде 1- сарапшы, 2- білім инженері немесе сараптаушы жүйені жобалаушылар, 1- бағдарламашы, аспаптық құралдарды келістіретін және модификация жүзеге асыратын. Прототипті ақырғы өнімге өзгерту барысында бағдарламашылар құрамы тиісті үлкейтіледі.

Өңдеу жұмыстарын жүру барысында  сараптаушы жүйені жасау айқын технология құралып шықты, алты келесі кезеңдерден тұратын: (идентификация) теңестіру, концептуализация, формалдау, орындау, тестілеу, тәжірибелік сынау.

Теңестіру кезеңінде шешімге жататын есептер анықталады, өңдеу есептері айқындалады, сарапшылар және пайдаланушылар түрі анықталады.

Концептуализация кезеңінде проблемалы облыс маңызды талдау өткізіледі, қолданылатын ұғымдар және олардың өзара байланыстары айқындалады, есептерді шешу әдістері анықталады.

Формалдау кезеңінде аспап құралдары таңдалады және барлық білім түрлерін ұсыну тәсілдері анықталады, негізгі ұғымдар формалданады, білімді түсіндіру тәсілдері анықталады, жүйе жұмысы модельленеді, жүйе есептерінің қойылған мақсаттқа, шешімдердің әдістерге, ұсыну құралдарының және білімді манипуляциялау барабарлығы бағаланады.

Орындалу кезеңінде білім базасы сарапшымен толтырылу жүзеге асады.

 

2. Жобалау және дайындау технологиясы

Жасанды интеллект, сараптаушы жүйелер облысындағы негізгі мәселе – білімді зерттеу, іздеу және оны ыңғайлы түрде көрсету. Зерттеудің негізгі мақсаты – теориялық құрылымдар  құру ғана емес, оны компьютерде өңдей алатын арнайы программа дайындау. оның әдеттегі программадан өзгешелігі – ол білімдермен, ал әдеттегі программалар берілгендермен әрекет етеді.

Жасанды интеллект информатика  салаларының бірі, бірақ оның ғылым  ретінде қарастырыла бастағанына 45-55 жылдай ғана уақыт өтті. Ол негізінен  алгоритмі белгілі емес мәселелермен айналысады. Мысалы, шахмат ойнауды  қарастыралық. Ойын шектеулі жүрістермен  аяқталғанымен, әр кезеңде жұрыс  жүрістерді табу және жеңіске жеткізу  жолдарын дәл анықтау көптеген, тіпті  мыңдаған жылдарды қажет ететініне  көз жеткізу қиын емсе. Сол сияқты, медициналық диагноз қоюдың, құжатты  басқа тілге аударудың дәл  алгоритмі, күрделі мәселені дәл  шешудің әдісі жоқ. Мұндай шешім  көптеген нұсқалы анықталмаған жағдайлардың қажеттілерін таңдау, іріктеп алу  арқылы орындалады. Бұл тәсіл әрекеттер еркіндігі деп аталады.

Жалпы компьютерлік әдеттегі программалар мен жасанды жүйелер  программаларының айырмашылығы жеткілікті.

Біріншіден, әдеттегі программалар есепті шешуде дайын операцияларды  орындайды. Ал сараптаушы жүйелер әр жаңа мақсатты орындау үшін шамамен  болса да шешімдер ағашын құрып, кеңістікте кез келген символдық өрнектерді өңдеумен айналысады. Әдеттегі программалардың  мақсаты – сандық мәндерді есептеу, тұрақтыларды жинақтау және берілгендерді  жадтан алу.  Ал сараптаушы жүйелердің мақсаты – оқиғалар ағымы және байқалған оқиғаның болжанған беталысы жөнінде кеңес беру.

Екіншіден, әдеттегі программалар барлық жағдайда белгілі фактілермен  жұмыс істейді, ал сараптаушы жүйелер  тәжірибеге негізделген түрлі түсініктер мен оқиғаларды сипаттайтын байланыстарды  өңдейді (түсініктер мен оқиғалар –  нақты облыста сараптаушы адамдар  жинастырған білімдер).

Үшіншіден, әдеттегі программалар нақты математикалық ережелерге сүйеніп құралады, ал сараптаушы жүйелердің жұмысы шындықты пайдаланып, символдық  өрнектерді өңдеуден тұрады. Онда пайдаланылатын кейбір фактілер мен ережелер шындықты толық түрде көрсетпеуі де мүмкін, мысалы, Егер ... Онда ережесі арқылы құрылған “Егер жәндік ұшатын болса, онда ол - құс” ережесі дәл емес (күрке  тауық та құс, бірақ оынң ұшу ақиқаттығы көп болғанда 80% шамасында ғана).

Жасанды интеллект жүйелерін  зерттеушілер жүйеге әдеттегі программада  жоқ мәліметтерді де қосу қажеттігіне  көз жеткізді: жасанды интеллект  программалары кейде бір ақпаратты  өзі жинай алу тиісекенін анықтайды. Мысалы, “Шымкент, наурыз, ауа райы жылы” ақпаратын жинастыру және оны сақтап, тек қажет болғанда ғана пайдалану – жасанды интеллектке  тиісті мәселе. Ал әдеттегі программалау тілдері орындалатын тапсырмалар мен нұсқауларды ғана орындайды.

Алғашқы кезде бір күрделі  сараптаушы жүйені дайындау үшін 20-30 адамға бірнеше жыл уақыт кететін. Сараптаушы жүйе дайындауға болатын аппараттық құралдар пайда болып, олар дамытылған соң бұл үшін бөлінетін уақыт 4-5 есеге азайды. Мұндай құралдарға әдеттегі программалау тілдері (Бейсик, Турбо Паскаль, Визуал Бейсик, С++, т.б.), жасанды интеллект дайындайтын  тілдер (ЛИСП, Пролог, т.б.) және сараптаушы жүйелердің арнайы дайындалған қабықшалары  жатады.

Қабықша. Бір есепті шешу үшін даындалған сараптаушы жүйе программасын сол типті басқа есепті шешу үшін де пайдалануға болады. Программаның білімдер қосылған блогын алып тастап, оның орнына жаңа есептің білім қорын ыңғайлы түрде қосса болғаны. Осылайша білім қорынсыз құрылған программаны қабықша жүйе деп атайды.

Сараптаушы жүйелерді  программалаушылардың алдында тұратын  негізгі мәселелердің бірі – білімді  көрсету. Білімді түрлі нұсқалармен, модельдермен көрсетуге болады. Көрсету  модельдері – есептің шешуін жеңілдету  мақсатында сала білімін құрылымды  ету тәсілі. Мәселені дұрыс көрсету  үшін оның барлық элементтерінің толық, көп мәнсіз,  артық түрде берілмеуін қатаң қадағалау керек. Осыларды ойластырған кезде шешімді іздеу  кеңістігі (есептің мүмкін болатын  барлық шешулерінің жиыны) дұрыс  айқындалып, есепті шешу қиындығы анықталаады  және есеп абстрактылы, келісті болып  шығады. Мұндай дайындалған есеп мәселені тұйық формада тұжырымдау (есепті тұйық формада көрсету) деп аталады. Мысалы, “Бүтін натурал х сандарының жиынынан (х құрылымынан) х³+8=9х теңдеуін қанағаттандыратын сандарды табу керек” есебі тұйық формада берілген.

Сараптаушы жүйеде бір  салаға арналған мәселені (есепті) шешу жеті кезеңнен тұрады:

1. Есеп шарттарының мағынасын айқындау.
2. Есеп шарттарын пайдаланып, бірінші қорытынды жасау.
3. Оны орындау.
4. Ойлау.
5. Ең дұрыс деген көрсетуді, яғни есептің тұйық формада тұжырымдалуын іздеу.
6. Екінші кезеңге оралып, есепті жарым-жартылай оырндап көру не есепті толық түрде шешу.
7. Шешімді тексеру, оны қорытындылау.

Есепті шешудің 1-ші кезеңі – есепті ойлап, мағынасын айқындау(ол адамның өзіне байланысты).

2-ші кезеңде адамның  жинақтаған білімі пайдаланылады.  Мұнда есепке жетпей тұрған  шарттарды қосу, шарттар ішінде  кездескен ұзын сөздер тізбегін  ыңғайлы көрсетулермен (мысалы, графтармен) алмастыру және т.с.с. орындалады.

3-ші және 4-ші кезеңдер  – негізгі кезеңдер. Мұнда адам 1-ші және 2-ші кезеңдерге қайта  оралып, есепте ешнәрсе тастап  кетілмегенін, қате жіберілмегенін  ойластырып, есептің қиындығы неде  екенін анықтап алуы керек  әрі есептің орындалып көрілуі  тиіс.

5-ші кезеңде есеп тұйық  формада тұжырымдалады. Ол толық,  бірмәнді және артық шарттар  енгізілмеген түрде келтіріледі.  Бұл кезеңде нәтижені іздеу  кеңістігінің өлшеміне, шектеу қиындығына, мүмкін болатын іс-әрекеттер санына  сүйене оытрып, есепті шешудің  қиындығын да дәлірек бағалауға  болады.

Ең жақсы көрсетілуді  дайындаған соң 6- кезеңде 2- кезеңге  қайта оралып, оның жарым-жартылай шешімін  тауып, ойға салуға не бірден толық  шешімін табуға болады.

Соңғы 7- кезеңде маман  тапсырма берген адамдармен шешімді  талқылап, алынған нәтижелердің дұрыстығына, шамамен болса да толықтығына  көз жеткізуі тиіс. Қажет болса, шешім  беретін білім қорын жөндеуге не толықтыруға да болады.

Кең ұғымды сараптаушы жүйені зерттеп, дайындау өте күрдделі жұмыс. Оны информация процедураларын өңдей  алатын, тәжірибесі жеткілікті мекемелердің ғана қолға алғаны орынды.

Сараптаушы жүйелердің программалық кешендерін дайындау шетелде де, өз елімізде де ғылым емес өнер деңгейінде тұр. Бұл жасанды интеллект жүйелерінің ұзақ уақыт бойы жобалау кезінде ендірілуіне байланысты болды, көбіне бірнеше программаның Түп тұлғалықті версиясы жасалды және олардың негізінде өнім дайындалды. Мұндай тәсілдің зерттеу жағдайында әсері жақсы, алайда коммерциялық жағдайда ол өте қымбат, дайындауға жұмсалаған шығын   өтелмейді. Сараптаушы жүйені дайындау негізінен дәстүрлі технологияға сүйене отырып [Николов және т.б., 1990; Хейес-Рот және т.б.,  1987; Tuthill, 1994], оны кез келген сала үшін бір-біріне байланыссыз алты кезеңге бөлуге болады (1.3-сурет).

 

1.	Мәселені таңдау
2.	Түп тұлғалық жүйені дайындау
3.	Түп тұлғаны өндірістік нақты  сараптаушы жүйеге дамыту
4.	Сараптаушы жүйені бағалау
5.	Сараптаушы жүйені түйістіру
6.	Сараптаушы жүйені жан-жақты ету

 

 

1.3-сурет. Сараптаушы жүйені  дайындау кезеңдері

 

Кезеңдердің тізбегі жақсы  жоба жасау процесі туралы толық  мағлұмат алу мақсатында беріледі. Әрине, бүл тізбек қатаң емес. Шын  мәнінде әрбір келесі кезең алдыңғы  шешімдерге әсер ететін, тіпті оларды қайта өңдеуге мүмкіндік беретін  жаңа идеялар әкелуі мүмкін. Сондықтан  да информатиканың көптеген мамандары  сараптаушы жүйенің әдістемесіне сын  көзбен қарайды. Олардың пікірінше, мұндай жүйелерге жұмсалатын шығын  өте үлкен, дайындық уақыты тым ұзақ, ал нәтижесінде алынған программалар есептеу ресурстарына көп күш  түсіреді.

Сараптаушы жүйелерді  дайындауға ақпараттарды өңдеу:

• кооперативті ақпараттық жүйелерді қалыптастыру;
• күрделі есептеулерді ұйымдастыру;
• компьютерлік графикамен жұмыс;
• мәтінді өңдеу процедураларын автоматтандыруда тәжірибесі мол ұжымның кіріскені жөн. Бұл міндеттерді шешу біріншіден, интеллектуальді жүйелерді құра алатын жоғары білікті информатика маманын дайындайды, екіншіден сараптаушы емес міндеттерді сараптаушы жүйелерден ажыратуға мүмкіндік береді.

 

2.1 Түп тұлғаны өндірістік нақты сараптаушы жүйеге дамыту

Аталмыш кезеңде орындалатын  әрекеттер: түп тұлғалы нұсқа  қанағаттанарлықсыз жұмыс істейтін болса, негізгі нұсқаны шығару үшін сараптаушы мен білім жөніндегі  білім жөніндегі инженер түр  тұлғаны бағалап, оған қандай өзгерістер, өандай өосымшалар енгізу қажеттігін шешеді.

Түп тұлғалықтың қалыпты  жағдайда жұмыс істемеуі кезінде  сараптаушы және білім жөніндегі  инженер жүйенің соңғы нұсқасының қосылу мүмкіндігін анықтайды.

Егер бастапқы таңдалған  нысандар немесе олардың қасиеттері сәйкес келмесе, оларды өзгерту керек. Сараптаушы жүйенің соңғы нұсқасын құру үшін эвристикалық ережелердің  жалпы санына баға беру қажет. Кейде [Хювянен, Сеппянен, 1991] өндірістік немесе коммерциялық жүйелерді жасағанда  қосымша кезеңдерді айқындайды (1.1-кесте).

 

демонстрациялық түп тұлға ® әсер етуші түп тұлға ® өндірістік жүйе ® коммерциялық жүйе

 

Көп жағдайларда демонстрациялық  түп тұлғадан өндірістік түп тұлғаға  көшу біртіндеп өтеді, мұнда егер программалық иструментарий жақсы  таңдалса,  соңғы нұсқаны басқа  программалық құралдармен қайта  көшіру міндетті емес. Коммерциялық жүйелер  түсінігі біздің елімізде “өнеркәсіптік  программалық өнім” немесе “өнеркәсіптік  сараптаушы жүйе” ұғымына кіреді. Бұл кезеңдегі негізгі жұмыс  білім қорын кеңейту болып  табылады, яғни қосымша ережелерді фреймдерді, семантикалық желілердің түйіндерін немесе білімнің басқа элементтерін қосу керек. Білімнің бұл элементтері  әдетте дербес жағдайлардың қиын аспектілеріне  арналған ережелерді қамтамасыз етіп, жүйені глубинатереңдетеді. Сонымен бірге сараптаушы мен білім жөніндегі инженер жүйенің білім қорын ұлғайтады, оған сараптаушы есептердің қосымша ішкі есептерін немесе қосымша аспектілерін басқаратын ережелерді қосады.

 

1.1-кесте. Түп тұлғадан  өнеркәсіптік сараптаушы жүйеге  көшу

Жүйе	Сипаттама
Сараптаушы жүйенің демонстрациялық  түп тұлғасы	Жүйе тәсілдің (бірнеше  ондаған ережелер не түсініктердің) іс жүзінде қолданылуына қарай есептің  бір бөлігін шешеді
Сараптаушы жүйенің зерттеуші  түп тұлғасы	Жүйе тапсырманың басым  бөлігін шешеді, бірақ жұмысқа  қабілеті нашар және толығымен тексерілмеген
Сараптаушы жүйенің әрекеттенуші түп тұлғасы	Жүйе барлық есептерді  шешеді, бірақ күрделі есепті шешу үшін ұзақ уақыт пен жадты талап  етеді
Өнеркәсіптік жүйе	Жүйе шектеулі уақыт пен  жадты өте  аз жұмсап, шешімді  жоғары сапасын                                                                         қамтамасыз етеді; білімді көрсетудің тиімдірек құралдарын қолданады
Коммерциялық жүйе	Сатуға қолайлы, яғни жақсы  құжаттандырылған және қызмет көрсету құралдарымен қамтылған  өнеркәсіптік жүйе