Назад в библиотеку

Проблемы проектирования и разработки базы знаний

Автор: А.В. Проскурин, Д. В. Бузаев, А. Г. Зотин
Источник: Журнал Актуальные проблемы авиации и космонавтики, Сибирский государственный аэрокосмический университет имени академика М. Ф. Решетнева, 2012. [Ссылка]

Аннотация:Рассмотрены проблемы, которые могут возникнуть при проектировании и разработке базы знаний. Предложен ряд факторов, которые помогают развитию баз знаний.

Технология экспертных систем является одним из направлений области исследования, которая получила наименование искусственного интеллекта. Исследования в этой области сконцентрированы на разработке и внедрении компьютерных программ, способных воспроизводить области деятельности человека, которые требуют мышления, определенного мастерства и накопленного опыта. К ним относятся задачи принятия решений, распознавания образов и понимания человеческого языка. Эта технология уже успешно применяется в некоторых областях техники и жизни общества – органической химии, поиске полезных ископаемых, медицинской диагностике.

Основная проблема, возникающая в ходе разработки данного вида систем – приобретения знаний. Эта проблема возникает при передаче знаний, которыми обладают эксперты. Основные этапы, возникающие при получении знаний:

Большинство экспертов, успешно используя в повседневной деятельности свои обширные знания, но при этом испытывают большие затруднения при попытке сформулировать часть этих знаний в системном виде: иерархию используемых понятий, эвристики, алгоритмы, связи между ними. Для подобной формализации знаний необходим определенный систематический стиль мышления, более близкий математикам и программистам, чем, например, юристам и медикам. Кроме того, необходимы, с одной стороны, знания в области математической логики и методов представления знаний, с другой – знания возможности ЭВМ, из программного обеспечения, в частности, языков и систем программирования. Для разработки базы знаний необходимо участие в ней особого рода специалистов, обладающих указанной совокупностью знаний и выполняющих функции посредников между экспертами в предметной области и компьютерными системами [1].

На этапе приобретения знаний могут возникнуть трудности и психологического порядка: эксперт может препятствовать передаче своих знаний – базе знаний, полагая, что это уменьшит его статус как специалиста и создаст предпосылки для замены его машиной. Однако эти опасения лишены оснований: базы знаний хорошо работают лишь в типовых ситуациях, а также помогает в случаях, когда человек находится в состоянии стресса. В наиболее сложных ситуациях, требующих нестандартных рассуждений и оценок, система не может заменить эксперта- человека. Система не может синтезировать новых эвристических правил, ее возможности определяются только теми эвристиками, что были в нее изначально заложены. Ещё одна существующая проблема – требуется разработать средства управления базой знаний, логического вывода, диалогового взаимодействия с пользователем и т. д. Объем программирования насчитывает много строк кода, а программы столь сложны и нетрадиционны, что имеет смысл, как это принято сейчас при разработке больших программ, на первом этапе создать демонстрационный прототип системы. Предварительный вариант, в котором в упрощенном виде реализованы лишь основные планируемые возможности и что будет служить для заказчика подтверждением того, что разработка базы знаний для решения данной задачи принципиально возможна, а для разработчиков – основой для последующего улучшения и развития системы.

Одной из причин неудач в разработке баз знаний стала недооценка авторами объемов и роли неявных знаний. Системы, базы знаний которых создавались на основе справочников, в лучшем случае так справочниками и остались. Большинство же таких систем оказывались даже хуже справочников, так как не давали четкого ответа пользователю. Вторым аспектом оказалась модель, на которой были основаны их первые экземпляры, и лишь модель знаний, принимающая вид иерархической сети с возможностью выбора из логических узлов, может стать базой для построения экспертной системы [2].

Рассмотрим факторы, помогающие развитию систем с базами знаний:

Объединение всех видов программных продуктов и их отдельных компонентов в единую систему признано экономически выгодным, так как применение баз знаний позволяет существенно сократить расходы на подготовку квалифицированного персонала, дальнейшую проверку работоспособности и надежности, разрабатываемых и исследовательских систем, а также уменьшить время проектирования и исследования [3].

Подводя итоги можно сказать что, экспертные системы возродились в виде систем с базой знаний, которые тесно переплелись с существующими бизнес- системами в последнее десятилетие. Адекватность и правильность работы системы базы знаний ложится на эксперта по знаниям. Решить данную проблему можно за счет привлечения высококвалифицированных специалистов в данной области и развитие действующего прототипа. Прототип развивается от коммерческого до масштаба предприятия [4]. В ходе общения с экспертом, пользователи узнают, как работать с системой, что позволяет избежать ошибок. При разработке, важно учитывать интеграцию с другими системами, для уменьшения времени отклика. От правильно поставленной задачи и от анализа предметной области, зависит дальнейшая работа всей системы в целом. Если задача выбрана неправильно, то нельзя четко определить подробный план, расходы и прибыль разработки данной базы знаний и сложно найти эксперта. Разработка базы знаний – очень трудоемкий процесс, который требует работы большого количества опытных специалистов.

Библиографические ссылки

  1. Amy K. Karlson – Knowledge–Based Information Access / Amy Karlson, Ralph D. Semmel, David P. Silberberg –The Johns Hopkins University Applied Physics Laboratory. 2007. 38 p.
  2. Enrico Motta. The knowledge modeling paradigm in knowledge engineering. The Open University Walton Hall. 2003. 29
  3. Гаврилова Т.А., Хорошевский В.Ф. Базы знаний интеллектуальных систем. СПб: Питер, 2003г. – 384 с.: ил.
  4. Тельнов Ю. Ф. Интеллектуальные информационные системы
  5. . М., 2003. 251 с.