Іструментальні засоби розробки експертних систем.

Експертна система (ЕС) – це інтелектуальна система, призначена для вирішення слабо формалізованих задач, на основі накопиченого в базі знань досвіду роботи експертів в проблемній області.

Експертні системи досить давно використовуються у діагностиці, зокрема у медичній та автомобільній.

Також експертні системи можна використовувати в прогнозуванні, плануванні, контролюванні, управлінні та навчанні.

Процес створення експертних систем значно змінився за останні роки. Завдяки появі спеціальних інструментальних засобів побудови експертних систем значно скоротились терміни та зменшилась трудомісткість їх розроблення. Інструментальні засоби, що використовуються під час створення експертних систем, можна розбити на три класи:

1. Мови програмування, орієнтовані на створення експертних систем.

2. Середовища програмування.

3. Порожні експертні системи.

Традиційні мови програмування

Мова програмування — це штучна мова, створена для передачі команд машинам, зокрема комп’ютерам. Мови програмування використовуються для створення програм, які контролюють поведінку машин, та для запису алгоритмів.

Суворіше визначення: мова програмування — це система позначень для опису алгоритмів і структур даних, певна штучна формальна система, засобами якої можна виражати алгоритми.

Сучасні лідери мов програмування – це Python, JavaScript, Java, C++, C#.

Мови штучного інтелекту

Процес створення штучного інтелекту на перший погляд здається надто складним процесом. Спостерігаючи за існуючими прикладами штучного інтелекту можна зрозуміти, що створювати цікаві програми з використанням ШІ можна.

Та головне питання, яке постає перед програмістом – це яку мову програмування обрати для програмування штучного інтелекту.

Нині ми маємо на вибір декілька мов програмування, які дозволяють створювати штучний інтелект.

Lisp

Перша комп’ютерна мова, яка використовувалась для програмування штучного інтелекту називається Lisp, яка є досить гнучкою та містить в собі широкий набір функціональних можливостей (таких як прототипування та макроси), що є неодмінним атрибутом успішного створення інтелектуального машинного потенціалу.

Lisp – це мова програмування, яка перетворює складні завдання в прості. Потужна система, об’єктна орієнтованість робить Lisp одним із найпопулярніших засобів для створення штучного інтелекту.

Java

Основними перевагами цієї багатофункціональної мови програмування є прозорість та зручний супровід.

Ще однією перевагою мови програмування Java є універсальність і якщо ти новачок, то тебе неодмінно буде тішити той факт, що існує безліч відео-уроків в інтернеті, що зробить твоє навчання легшим та ефективнішим.

Основними особливостями Java є легке відлагодженння, хороша взаємодія з користувачем, простота роботи з великими об’ємами даних та масштабними проектами. Проекти, створені за допомогою Java, мають простий та привабливий інтерфейс.

Prolog

Ця інтерактивна символічна мова програмування популярна для проектів, які потребують логіки. Маючи потужну та гнучку основу вона широко застосовується для програмування нон-чисельних обчислень (Non-Numeric Computing), доведення теорем, обробки природньої мови, створення експертних систем та штучного інтелекту в цілому.

Prolog – це декларативна мова програмування з формальною логікою. Розробники штучного інтелекту цінують її за високий рівень абстракції, вбудований механізм пошуку, детермінізм та інші складні слова.

Інструменти програмування

Інструментальне програмне забезпечення — програмне забезпечення, призначене для використання в ході проєктування, розробки та супроводу програм, на відміну від прикладного і системного програмного забезпечення.

До цієї категорії відносять програми, призначені для розробки програмного забезпечення:

• асемблери — комп’ютерні програми, що перетворюють програми у формі початкового тексту мовою асемблера в машинні команди у вигляді об’єктного коду.
• транслятори — програми або технічні засоби, які транслюють програми.
• компонувальники (редактори зв’язків) — програми, які виконують компонування — приймають на вхід один або кілька об’єктних модулів і збирають за ними виконуваний модуль.
• препроцесори початкових текстів — це комп’ютерні програми, що приймають дані на вході та видають дані, призначені для входу іншої програми, наприклад, такої, як компілятор.
• налагоджувач — модулі середовища розробки або окремі програми, призначені для відшукання помилок у програмі.
• текстові редактори — комп’ютерні програми, призначені для створення та змінення текстових файлів, а також їх перегляду на екрані, виведення на друк, пошуку фрагментів тексту тощо.

Перераховані інструменти можуть входити до складу інтегрованих середовищ розробки.

“Оболонки”

Оболонка це програма (комплекс програм), що спрощує роботу з основною програмою. Наприклад, працювати з операційною системою MS- DOS досить складно — ця система управляється за допомогою команд, і ці команди користувач повинен пам’ятати.

Стадії розробки експертних систем інструментарію

Після завершення розробки першого прототипу, експерт і інженер зі знань мають нагоду оцінити, що саме буде включено в розробку остаточного варіанта системи. Для цього іноді необхідно виділити додаткові етапи (стадії існування) при переході ЕС від прототипу до промислового зразка: – демонстраційний прототип, 

– дослідницький прототип, 

– діючий прототип, 

– промислова система, 

– комерційна система. 

Найчастіше реалізується плавний перехід від демонстраційного прототипу до промислової системи.

Характеристика прототипів

Демонстраційний прототип: система вирішує частину задачі, демонструючи життєздатність підходу (декілька десятків правил або 4 понять). 

Дослідницький прототип: система вирішує більшість задач, але нестійка в роботі і не повністю перевірена (декілька сотень правил або понять). 

Діючий прототип: система надійно вирішує всі задачі на реальних прикладах, але для складної задачі вимагає багато часу і обсягів пам’яті. 

Промислова система: система забезпечує високу якість рішень при мінімізації необхідного часу і пам’яті; переписується з використанням ефективних засобів подання знань. 

Комерційна система: промислова система, придатна до продажу, добре документована і забезпечена сервісом.