Индивидуальная практическая работа №1

Практический раздел

Тема: Использование числовых атрибутов и арифметических правил в системе ЭКО. Символьные атрибуты. Простые и сложные вопросы в системе ЭКО. Формирование сообщений на основе лингвистических знаний.

Задание с методическими указаниями по их выполнению:

В рамках работы необходимо создать простейшую модель, содержащую единственный числовой атрибут (возраст сотрудника) и позволяющую находить значение этого атрибута с помощью вопроса к пользователю и выводить на экран в качестве решения задачи. Разработать и исследовать модель, демонстрирующую возможности использования вычислительных функций в системе ЭКО (модель, решающую задачи о треугольниках). Расширить модель, полученную в ходе выполнения первого задания, путем введения информации о «поле» (мужской, женский), «комплекции» (полный, нормальный, худой) и «здоровье» (хорошее). Ввести в модель разные типы вопросов для определения значений соответствующих атрибутов. Ввести развернутые имена атрибутов и значений символьных атрибутов, шаблоны утверждений, тексты вопросов. Описать в сценарии способ выдачи информации о результатах решения задачи.

Приобретение знаний есть процесс создания или редактирования модели ЭС, который в системе ЭКО выполняется в собственном редакторе оконного типа. Физически этот редактор выполнен в виде отдельного загрузочного файла EKOED.EXE, однако удобнее использовать основной файл ЕКО.ЕХЕ, который запускает редактор или консультатор EKOCN.EXE в зависимости от выбранного нами режима работы с ЭС - редактирования или консультации.

Редактор, используемый в системе ЭКО, работает с пользователем в диалоговом режиме, и, если пользователь при редактировании модели допустит ошибку в языке приобретения знаний, система немедленно сообщит ему об этом и обязательно потребует ее устранения, не позволяя выйти из текущего окна. Однако, если Вы, например, при написании правила или сценария используете имя атрибута, который Вы еще не успели описать, система выдаст сообщение о несуществующем имени, и Вам придется либо изменить текущее правило, либо удалить его для того, чтобы вернуться в окно атрибутов и создать требуемый атрибут.

Поэтому перед тем, как начать создание ЭС в режиме редактирования непосредственно за компьютером, желательно продумать структуру будущей модели: определить все символьные и числовые атрибуты, используемые в модели, типы и содержание правил для получения значений этих атрибутов, наметить сценарий, т.е. порядок и правила вычисления атрибутов и выведения 2 поставленных целей. Создавать модель следует с описания всех атрибутов, затем правил, и, далее, предложении сценария. Кроме того, в процессе работы, рекомендуется время от времени сохранять редактируемую модель на диск.

После того, как Вы описали модель, проверьте ее. Для этого в верхнем горизонтальном меню перейдите от режима " Редактировать" к режиму " Проверить" (здесь и далее: войти в режим - подвести курсор к названию режима и нажать ВВОД, выйти из режима - нажать клавишу ‘Esc’). Если количество ошибок = 0, т.е. модель составлена правильно, поздравляем Вас! Если же будут ошибки, то их следуем устранить, войдя в режим " Редактирование". Не забудьте сохранить модель на диск.

После того, как Ваша модель ЭС готова, Вы можете перейти в режим «Выполнить» (режим консультации системы ЭКО) и запустить модель.

Чтобы завершить консультацию, нажмите клавишу ‘Esc’. Для того, чтобы завершить работу с системой ЭКО, нужно в меню выбрать режим " Выход", нажать ВВОД и, затем, - ‘Еsc’.

В ходе компиляции система ЭКО строит, на основе текстового описания модели, сеть вывода решений в виде И-ИЛИ-графа. Узлам сети соответствуют числовые атрибуты (и, в общем случае, утверждения), а связкам дуг - правила вывода.

Рекомендации к выполнению:

При задании числового атрибута необходимо указать его имя и область определения (в виде числового диапазона). Например, нам необходимо определить числовой атрибут «количество рабочих мест в данном подразделении». Это можно сделать следующим образом:

1. Войти в окно «Числовые атрибуты»

2. Опустив курсор в самую нижнюю позицию (если в этом окне уже есть имена атрибутов), нажать ‘+’, набрать имя атрибута: «количество_раб_мест» и нажать ВВОД (имя атрибута не должно содержать пробелы или быть длиннее 20 символов)

3. По клавише F2 войти в окно «Значения числового атрибута», задать граничные значения (например, от = 3.00 до = 60.0), ПО УМОЛЧАНИЮ - указать значение внутри описанных границ либо забить пробелами, если значение этого атрибута по умолчанию не выводимо

4. Несколько раз нажав клавишу «Esc», выйти из всех окон на уровень меню «Редактирование» (и впредь осуществлять выход из окон подобным образом)

Значения атрибутов определяются в ходе консультации с помощью правил вывода. Вопросы к пользователю, которые ЭС должна задавать во время консультации, описываются с помощью правил типа «простой вопрос». Такое правило в качестве действия имеет вопрос, в ответ на который пользователь вводит требуемое число. Чтобы определить в модели такое правило, нужно проделать следующее:

1. Войти в окно «Числовые атрибуты»

2. Установить курсор на атрибут «количество_раб_мест», который явится целью создаваемого далее правила, и, нажав ВВОД, войти в окно «Правила»

3. Опустив курсор в самую нижнюю позицию (если в этом окне уже есть имена правил), нажать ‘+’, набрать имя правила: «П_места» и нажать ВВОД (причем первая буква имени правила должна быт ‘Q’ или ‘П’, что указывает на тип «простой вопрос», а длина имен быть не более 13 символов)

4. Повторно нажав ВВОД, попасть в окно действия правила ‘ТО’ и ввести в окно вопрос, который явится действием: «Сколько рабочих мест в подразделении?»

ПРИМЕЧАНИЯ:

Если нужно указать условие выполнения этого правила, то по клавише F3 следует перейти в окно 'ЕСЛИ' и ввести условия в синтаксисе языка приобретения знаний; по умолчанию правило сработает безусловно.

Имя правила должно начинаться на букву и следующего ряда:

‘N’ или 'Р’ для арифметических правил,

'L' или 'Л' – логических,

'В' или 'Б' – байесовских,

'Q'или 'П' – правил типа «простой вопрос».

'А' или 'А' – альтернативных,

'О' или 'Д' – дистрибутивных.

Помимо описаний атрибутов и правил вывода модель включает сценарий – управляющий компонент модели, задающий порядок проведения консультации. Сценарий представляет собой последовательность предложений, пронумерованных начиная с единицы. Каждое предложение указывает, какое действие должно быть выполнен во время консультации при выполнении некоторого условия, называемого условием применимости предложения. Во время консультации предложения сценария рассматриваются по порядку, начиная с первого. Предложения, условия применимости которых выполнились, выполняются.

Сценарий модели ЭС позволяет задавать циклический порядок проведения консультации. Для этого используются действия СБРОС и ПЕРЕХОД. Действие СБРОС отменяет полученные ранее значения тех атрибутов, которые перечислены в списке параметров этого действия. Если параметры не указаны, будут отменены значения всех атрибутов. Действие ПЕРЕХОД указывает, что в качестве следующего предложения сценария следует рассматривать предложение, номер которого указан в параметре действия.

В системе ЭКО качественные характеристики проблемной области представляются с помощью символьных атрибутов. Чтобы описать символьный атрибут, необходимо указать его имя и множество возможных значений, например, «номенклатура»: «широкая», «ограниченная», «узкая». Система ЭКО способна осуществлять правдоподобный вывод, когда с разной степенью уверенности считается, что атрибут может иметь разные значения. Для выражения веры в то, что атрибут имеет данное значение в системе, введен коэффициент определенности, которым снабжается значение символьного атрибута. Пара атрибут-значение называется утверждением и может иметь собственное имя. Значением утверждения является его коэффициент определенности. Получить (вычислить) значение символьного атрибута - значит вычислить значения всех его утверждений. Правила-вопросы служат для получения значений атрибутов. Простой вопрос получает значение числового атрибута и отдельного утверждения.

Чтобы создать символьный атрибут, в меню «Редактировать» необходимо выбрать «Символьные атрибуты», ввести имя атрибута. После создания имени атрибута при нажатии на ВВОД произойдет переход в окно значений текущего атрибута, которые создаются аналогично. Имя утверждения к значению атрибута (правильнее говоря, к паре атрибут-значение) вводится из окна значений символьного атрибута в специальное окно «переход», в которое осуществляется по клавише F2. Окно с именем утверждения предполагает возможность задания числового значения утверждения по умолчанию, в данном случае можно указать значение = 0.

Сложные вопросы (альтернативные и дистрибутивные) позволяют получать значения символьных атрибутов. Альтернативный вопрос используется в тех случаях, когда известно, что атрибут всегда достоверно принимает какое-либо одно из возможных значений. В остальных случаях используется дистрибутивный вопрос.

Система ЭКО позволяет задавать лингвистические знания о проблемной области с различными степенями подробности. Минимально необходимая лингвистическая информация представляется с помощью имен (неразвернутых) атрибутов и их значений. При этом тексты вопросов и всевозможных сообщений генерируются системой автоматически.

Шаблоны утверждений используются при построении сообщений о символьных атрибутах. Они представляют собой тексты, включающие пару символов ^^. При построении сообщения вместо этих символов система подставляет развернутое имя значения атрибута (если развернутое имя не указано, то подставляется простое имя).

В системе ЭКО в сценарии определено действие СООБЩЕНИЕ, позволяющее выдавать информационные сообщения пользователю во время решения задачи. В качестве параметров этого действия следует задать текст сообщения (обязательно) и список числовых атрибутов или утверждений (необязательно). При выполнении действия СООБЩЕНИЕ система вычисляет значения этих атрибутов и утверждений, если они указаны, и подставляет их в текст сообщения. Позиции для подстановки отмечаются в тексте одиночными символами $. Значения подставляются в том порядке, в котором они указаны в списке параметров. Заполненный таким образом текст сообщения выдается на экран терминала.