Проектирование систем, основанных на знаниях

Системы, основанные на знаниях (СОЗ) - основные определения и понятия. Формальные основы СОЗ. Базовая структура СОЗ. Сравнение классической технологии разработки программного обеспечения с технологией разработки программного обеспечения с использованием СОЗ. Различие структур традиционной программы и СОЗ. Основные параметры традиционной программы и СОЗ. Технология СОЗ (технология инженерия знаний). ЭС - самый распространенный представитель СОЗ. Статические, динамические и интегрированные СОЗ (ЭС).

Системный анализ проблемной области на применимость технологии СОЗ. Критерии уместности (релевантности) разработки СОЗ. Критерии оправданности разработки СОЗ. Критерии возможности разработки СОЗ. Ограничения СОЗ и соотнесение компетентности человека-эксперта и СОЗ. Пути повышения эффективности создаваемых СОЗ.

Классификация проблемных областей, для которых создаются СОЗ. Параметры проблемных областей (ПрО) (состав знаний ПрО, тип знаний, описывающих область экспертизы, тип решаемой задачи). Фиксированный и переменный состав знаний. Конкретные и абстрактные знания. Задачи анализа и синтеза. Динамические и статические ПрО. Разновидности статических ПрО (ПрО с фиксированным составом конкретных знаний, ПрО с фиксированным составом абстрактных знаний, ПрО с переменным составом абстрактных знаний). Классификация СОЗ по характеристикам ПрО.

Получение знаний в СОЗ. Подходы к получению знаний из различных источников.Методы извлечения экспертных знаний и их формализация (интервьюирование, формирование перечня понятий, составление списка элементарных действий, составление оглавлений). Интерактивное приобретение базовых понятий. Современные средства автоматизации приобретения знаний (основанные на деревьях решений, базирующиеся на психологических методах (метод репертуарных решеток и др.), использующие модели и методы решения конкретных типов задач, основанные на рассуждениях по прецендентам, индуктивные средства, использующие комбинацию отдельных методов и подходов). Проблемы приобретения знаний из текстов. Распределённое приобретение знаний из источников знаний различной типологии. Примеры отечественных и зарубежных средств автоматизации приобретения знаний.

Интегрированные СОЗ. Понятие интегрированной СОЗ. Интеграция БД и БЗ. Подходы к проблеме связи СОЗ с БД. Интеграция СОЗ с гипертекстовыми средствами. Интеграция СОЗ с пакетами расчетного и графического характера. Проблемы моделирования СОЗ. Обучающие СОЗ. Задачно-ориентированная методология построения интегрированных СОЗ (ЭС).

Инструментальные средства поддержки проектирования СОЗ. Классификации ИС. Классификация ИС по способу представления и обработки знаний (с простыми правилами, со структурированными правилами, с гибридными способами представления и обработки знаний). Примеры ИС (отечественных и зарубежных). Критерии выбора ИС. Применение экспертных оценок для выбора ИС. Статистические методы выбора ИС. Автоматизированные методы выбора ИС. Функциональные возможности инструментального комплекса АТ-ТЕХНОЛОГИЯ.

Классификация технологий создания СОЗ. Общие понятия методологии и технологии создания СОЗ. Технология, базирующаяся на поверхностных знаниях о процессе решения. Технология, базирующаяся на структурировании процесса решения. Технология, основанная на использовании глубинных знаний. Характеристика ИС, типичных для каждого подхода. Сравнение технологий.

Промышленная технология создания СОЗ. Три фазы промышленной технологии создания СОЗ (фаза проектирования, фаза реализации, фаза внедрения). Понятие жизненного цикла СОЗ (исследования по выполнимости проекта, разработка общей концепции СОЗ, разработка и тестирование серии прототипов, разработка и испытание головного образца СОЗ, привязка СОЗ к реальной рабочей среде). Фаза проектирования (инициализация проекта, формирование группы разработки, определение требований к системе, проведение исследований по выполнимости проекта, разработка общей концепции системы). Фаза разработки (общие соображения по прототипированию, виды стратегий прототипирования, документирование разработки, итеративная разработка серии прототипов и отладка финального прототипа). Фазы внедрения (перенос СОЗ из среды разработка в среду функционирования, отладка системы, доводка до заданных параметров по эффективности функционирования).