Индивидуальная практическая работа №2

Тема: Знакомство с задачами классификации и планирования. Принципы составления эмпирических формул и байесовские правила в среде ЭКО.

Задание с методическими указаниями по их выполнению:

Задание выполняется на базе предыдущей выполненной работы. В рамках задания необходимо освоить использование логических и арифметических правил для классификации состояний проблемной области. Научиться использовать арифметические правила для эмпирического нахождения коэффициентов определенности (задания функций распределения) и сокращения количества задаваемых вопросов. Приобрести опыт использования байесовских правил при решении задач классификации. Освоить методы решения задач по планированию действий с помощью системы ЭКО.

Рекомендации к выполнению:

Решение задачи классификации с помощью системы ЭКО сводится ксоотнесению (с разной степенью определенности в случае правдоподобного вывода) проблемной ситуации с одним или несколькими классами. В системе ЭКО классы задаются с помощью значений символьного атрибута. В нашем случае классифицируются предприятия, имеющие «единичный», «серийный» или «массовый» тип производства.

Использование логических правил для классификации состояний состоит в следующем. Каждое логическое правило приписывается к утверждению, являющемуся целью правила и представляющему некоторый класс. Условие правила позволяет выявлять конкретные проблемные ситуации, которые могут быть отнесены к классу. Если условие правила выполняется недостоверно (т.е. вычисленный коэффициент определенности условия лежит в диапазоне от О до 100), то соотнесение проблемной ситуации с классом осуществляется со значением коэффициента определенности.

Если само правило, по мнению эксперта, вводящего знания, недостоверно (т.е. выполнение условия правила недостоверно соответствует цели правила), то в части правила ‘ТО’ ставится коэффициент определенности правила (от О до 1), умножается коэффициент определенности условия, прежде чем он буде присвоен цели.

При решении задач логическими методами, если значение некоторого логического выражения необходимо перенести в заключение, применяются арифметические правила. Для этого в правую часть арифметического правила (‘ТО’) записывается логическое выражение; результатом вычисления этого логического выражения будет коэффициент определенности, который берется как значение цели. Отметим, что условие в арифметическом правиле тоже присутствует.

Как известно, теорема Байеса определяет способ получения апостериорной вероятности гипотезы при условии, что некоторое событие произошло, или имеют место наблюдения некоторого признака. При этом апостериорная вероятность определяется по априорной вероятности гипотезы и вероятности события, если гипотеза имеет место. Байесовские правила системы ЭКО основаны на этом факте. Их использование состоит в следующем. Под гипотезой понимается соотнесение проблемной ситуации с одним из интересующих нас классов, которые представляются как утверждения, в данном случае, с классом производства.

Вообще говоря, требуется задание априорного распределения ситуаций по классам, что в системе ЭКО задается путем указания у утверждения значения 'по умолчанию'. Затем к каждому утверждению (гипотезе) приписывается таблица, составляющая основу байесовского правила, в которой указываются утверждения (наблюдения), определенности которых влияют на определенность гипотезы, и связанные с ними два веса. Первый вес определяет степень влияния на гипотезу в случае, если значение коэффициента определенности больше нуля, второй - в противоположном случае. Веса задаются в диапазоне (-100, +100). В результате применения правила определенность утверждения (гипотезы) вычисляется как сумма влияния определенности наблюдений. Суммирование осуществляется по формулам, вытекающим из теоремы Байеса.

Использование байесовских правил удобно в тех случаях, когда имеется некоторое число признаков, появление или отсутствие которых изменяет веру в гипотезу, а четкие логические зависимости неизвестны.

В нашем случае за признаки, влияющие на определение типа производства, условно примем значения атрибутов «повторяемость» и «объем_выпуска», а за гипотезы – «[тип_произв.единичное]», «[тип_произв.серийное]» и «[тип_произв.массовое]».

Решение задачи планирования действий с помощью инструментальных средств, аналогичных системе ЭКО, состоит в выборе одного из ранее предусмотренных планов действий в зависимости от сложившейся ситуации. Для выбора плана проводится либо классификация ситуации, либо задаются уточняющие вопросы пользователю (предусмотренные заранее), позволяющие осуществить правильный выбор.