Экспертные СИСТЕМЫ

В скобках указаны недели выполнения работ по учебному графику

Раздел 1. Цели и задачи дисциплины.

Иметь представление о различных направлениях и истории развития в области ЭС; о современных подходах к решению интеллектуальных задач; о ЭС реального времени, различных языках представления знаний.

Знать архитектуру и методы проектирования экспертных систем; продукционные и фреймовые модели представления знаний, язык логики высказываний, логики предикатов первого порядка, основные операции нечеткой логики.

Уметь проектировать и разрабатывать архитектуру, базу знаний, машину вывода интерфейс взаимодействия экспертных систем.

Иметь навыки работы на ЭВМ типа IBM PC в среде программирования Delphi 5 для создания ЭС.

Данная дисциплина базируется на всех ранее прочитанных учебных курсах.

Раздел 2. Содержание дисциплины.

Лекции (34 часа)

Тема 1. Введение в Экспертные системы.

Определение экспертной системы. Структура ЭС. Подходы к созданию ЭС. База знаний, правила вывода, машина вывода. Классификация ЭС. История развития ЭС.

Тема 2. Формализация знаний в ЭС.

Основные понятия и определения. Предметная область. Формализация знаний. Формальные языки. Процедурные и декларативные знания.

Тема 3. Модели представления знаний.

Классификация моделей знаний. Иерархические, сетевые,  реляционные, объектные, объектно-реляционные, многомерные, формально-логические,  продукционные, фреймовые модели и семантические сети. Формально-логические модели.

Тема 4. Логика высказываний.

Алфавит, аксиомы, теоремы, логические переменные, логический вывод. Основные законы и правила вывода логики высказываний.

Тема 5. Логика предикатов.

Элементы языка логики предикатов. Термы, кванторы всеобщности и общезначимости. Модальные логики, псевдофизические логики и онтологии.

Тема 6. Нечеткая логика.

Многозначные логики. Нечеткое множество. Степень вхождения (уровень принадлежности). Основные операции в нечеткой логике.

Тема 7. Нечеткий вывод.

Фазификация, дефазификация, нечеткий вывод. Сравнение методов Mamdani и TVFI. Методы дефазификации. Нечеткость и вероятность.

Тема 8. Продукционные модели.

Продукция, системы правил. Посылки и заключения. Стратегия отказа. Основные теоремы и алгоритм использования.

Тема 9. Вероятностные продукции.

Гипотеза, факт, свидетельство. Формулы Байеса. Метод цен свидетельств, коэффициенты уверенности Шортлифа.

Тема 10. Сетевые модели.

Фреймы Минского, слоты. Виды фреймов, классификация. Семантические сети. Основные отношения. Сценарии Шенка.

Тема 11. Экспертные системы реального времени.

Современные ЭС, перспективы развития. Экспертные системы реального времени. Интеграция ЭС и другими интеллектуальными системами.

Pаздел 3. Aудитopный и внeaудитopный пpaктикум.

3.A. Aудитopный пpaктикум

Практические занятия (17 часов).

Занятие 1. Создание базы знаний экспертной системы.

Занятие 2. Разработка анализатора простейших арифметических конструкций в среде Delphi.

Занятие 3. Разработка анализатора простейших логических конструкций в среде Delphi.

Занятие 4. Разработка машины вывода экспертной системы в среде Delphi.

Занятие 5. Разработка машины вывода с вероятностными продукциями.

Занятие 6. Разработка машины вывода с нечеткими продукциями.

Занятие 7. Разработка фреймовой сети экспертной системы в среде Delphi.

Занятие 8. Разработка семантической сети экспертной системы в Delphi.

3.Б. Bнeaудитopный пpaктикум.

(Самостоятельная работа)

3.Б.1. Проработка материалов лекций и практических занятий. Результаты самостоятельной работы должны быть оформлены в виде конспекта в рабочей тетради.

Раздел 4. Учебно-методические материалы по дисциплине.

4.1. Литература.

а) Основная литература

2. Герман О.В. Введение в теорию экспертных систем и обработку знаний, Мн.: ДизайнПРО, 1995. – 255 с.

3. Хейес-Рот Ф., Уотерман Д., Ленат Д. Построение экспертных систем, М.: Мир, 1987. – 450 с.

4. Уотерман Д. Руководство по экспертным системам, М.: Мир, 1989. – 388 с.

5. Нейлор К. Как построить свою экспертную систему, М.: Энергоатомиздат, 1991. – 286 с.

6. Формальная логика, учебник, С-П.: Издательство Ленинградского педагогического университета, 1977. – 360 с.

8. Трахтенгерц Э.А. Компьютерная поддержка принятия решений, М.: Синтег, 1998. – 376 с.

4.2 Средства обеспечения освоения дисциплины

специальное информационное программное обеспечение — программные изделия MS Word 97, Photoshop 5.0, Delphi 5, Internet Explorer.

Раздел 5. Материально-техническое обеспечение дисциплины

Практические занятия должны проводиться в специализированной аудитории, оснащенной современными персональными компьютерами и программным обеспечением в соответствии с тематикой изучаемого материала. Число рабочих мест в аудитории должно быть таким, чтобы обеспечивалась индивидуальная работа студента на отдельном персональном компьютере. Аудитория также должна быть оснащенной современным компьютером с подключенным к нему проектором с видеотерминала на настенный экран, или иным аналогичным по функциональному назначению оборудованием.