Разработка оболочки экспертной системы

В процессе эксплуатации могут принимать участие конечные пользователи, эксперты, администратор.

2. Идентификация проблемы

На этом этапе разработчики должны ответить на ряд вопросов, определяющих особенности решаемых экспертами, а, следовательно, будущей экспертной системой, задач. Эти особенности определят и особенности архитектуры экспертной системы, формируемой на последующих этапах.

К этим вопросам относятся следующие:

− какой класс задач должна решать ЭС;

− как эти задачи могут быть охарактеризованы или определены;

− какие можно выделить подзадачи;

− какие исходные данные должны использоваться для решения;

− какие понятия и взаимосвязи между ними используются при решении задачи экспертами;

− какой вид имеет решение и какие концепции используются в нем;

− какие аспекты опыта эксперта существенны для решения задачи;

− какова природа и объем знаний, необходимых для решения задачи;

− какие препятствия встречаются при решении задач;

− как эти помехи могут влиять на решение задачи.

Определение необходимых ресурсов – временных, людских, материальных.

3. Определение целей

В качестве целей, преследуемых при создании экспертных систем, мо-

гут быть: повышение скорости принятия решения, повышение качества решений, тиражирование опыта экспертов и т.п.

2 этап – Концептуализация.

На этом этапе разработчики должны ответить на следующие вопросы:

− какие типы данных нужно использовать;

− что из данных задано, а что должно быть выведено;

− имеют ли подзадачи наименования;

− имеют ли стратегии наименования;

− имеются ли ясные частичные гипотезы, которые широко используются.

3 этап – Формализация.

4 этап – Реализация прототипной версии.

5 этап – Тестирование.

6 этап – Перепроектирование прототипной версии.

3. Практическая часть

3.1 Выбор среды разработки программирования

В качестве внутреннего языка для данной работы был выбран ObjectPascal, который используется в среде программирования Delphi. Этот язык использует принципы объектно-ориентированного и визуального программирования.

Язык ObjectPascal является одним из высокоразвитых языков объектно-ориентированного программирования. И среди других, например, таких как Visual Basic или Visual C++, отличается простотой программного кода, достаточным количеством литературы по этому языку.

Объектно-ориентированное программирование (ООП) — это методика разработки программ, в основе которой лежит понятие объект. Объект — это некоторая структура, соответствующая объекту реального мира, его поведению. Задача, решаемая с использованием методики ООП, описывается в терминах объектов и операций над ними, а программа при таком подходе представляет собой набор объектов и связей между ними.

По сравнению с традиционными способами программирования ООП обладает рядом преимуществ. Главное из них заключается в том, что эта концепция в наибольшей степени соответствует внутренней логике функционирования операционной системы (ОС) Windows. Программа, состоящая из отдельных объектов, отлично приспособлена к реагированию на события, происходящие в ОС. К другим преимуществам ООП можно отнести большую надежность кода и возможность повторного использования отработанных объектов.

Delphi - это комбинация нескольких важнейших технологий:

Высокопроизводительный компилятор в машинный код

Объектно-ориентированная модель компонент

Визуальное (а, следовательно, и скоростное) построение приложений из программных прототипов

Масштабируемые средства для построения баз данных

Программирование в Delphi строится на тесном взаимодействии двух процессов:

• процесса конструирования визуального проявления программы (т.е. ее Windows-окна),

• процесса написания кода, придающего элементам этого окна и программе в целом необходимую функциональность.

Основные преимущества среды программирования Delphi:

– Простота языка позволяет быстро его освоить и создавать сложные программы;

– Развитые средства представления структур данных обеспечивают удобство работы, как с числовой, так и с символьной и битовой информацией;

– Объектно-ориентированное программирование (ООП) в визуальной среде.

В процессе построения приложения разработчик выбирает из палитры компонент готовые компоненты как художник, делающий крупные мазки кистью. Еще до компиляции он видит результаты своей работы - после подключения к источнику данных их можно видеть отображенными на форме, можно перемещаться по данным, представлять их в том или ином виде. В этом смысле проектирование в Delphi мало чем отличается от проектирования в интерпретирующей среде, однако после выполнения компиляции мы получаем код, который исполняется в 10-20 раз быстрее, чем то же самое, сделанное при помощи интерпретатора. Кроме того, компилятор компилятору рознь, в Delphi компиляция производится непосредственно в родной машинный код, в то время как существуют компиляторы, превращающие программу в так называемый p-код, который затем интерпретируется виртуальной p-машиной. Это не может не сказаться на фактическом быстродействии готового приложения.

Основной упор этой модели в Delphi делается на максимальном реиспользовании кода. Это позволяет разработчикам строить приложения весьма быстро из заранее подготовленных объектов, а также дает им возможность создавать свои собственные объекты для среды Delphi. Никаких ограничений по типам объектов, которые могут создавать разработчики, не существует.

3.2 Алгоритм работы экспертной системы

3.2.1 Алгоритм формирования базы знаний

В данном курсовом проекте для формирования базы был применен алгоритм с прямой цепочкой рассуждений

Пусть iое правило имеет следующую структуру

Если Фi1 = ЗФi1

и Ф i2 = ЗФi2

и Фi3 = ЗФi3

то Вi = ЗВ i.

Здесь i – номер правила, Фi1,2,3 - это факты iго правила, ЗФi1,2,3 – значение факта Фi j,

Вi - название вывода iго правила, ЗВi – содержание или значение вывода Вi

В данном курсовом проекте число условий в одном правиле не ограничено. Пусть есть N правил подобной структуры. Число правил задает эксперт при создании базы знаний.

Чтобы в алгоритме вывода можно было оперировать фактами, значениями фактов, учитывать их связь в определенном правиле и делать выводы, соответствующие данному набору фактов, база данных экспертной системы представляется в виде определенных структур: массив переменных условия (МПУ), массив переменных вывода (МПВ), списки переменных условия (СПУ) и вывода (СПВ), очередь переменных вывода (ОПВ).

Вначале формируем массив переменных условия МПУ и массив переменных вывода МПВ путем переписывания туда содержимого из соответствующих полей формы. Далее, после ввода всех правил строим СПВ и СПУ.

В таблицах 2.1, 2.2 приведена структура МПУ, МПВ, СПУ, СПВ.

 Скачать реферат