Этап 2: разработка прототипной системы

Прототипная система является усеченной версией экспертной системы, спроектированной для проверки правильности кодирования фактов, связей и стратегий рассуждения эксперта. В разработке прототипа участвуют как минимум четыре специалиста: пользователь, инженер по знаниям, эксперт и программист. Роли разработчиков являются постоянными на протяжении всей разработки.

Разработка прототипа состоит из шести последовательно реализуемых стадий.

Идентификация проблемы – знакомство и обучение коллектива разработчиков, а также создание неформальной формулировки проблемы.

На этой стадии уточняется задача, планируется ход разработки прототипа экспертной системы и определяются:

§ необходимые ресурсы (время, люди, ЭВМ и т.д.);

§ источники знаний (книги, дополнительные эксперты, методики);

§ имеющиеся аналогичные экспертные системы;

§ цели (распространение опыта, автоматизация рутинных действий и др.);

§ классы решаемых задач и т.д.

Участвуют: эксперт, инженер по знаниям и пользователь.

Средняя продолжительность 1-2 недели.

Извлечение знаний – получение инженером по знаниям наиболее полного представления о предметной области и способах принятия в ней решений.

На этой стадии происходит перенос компетентности экспертов на инженеров по знаниям с использованием различных методов:

§ анализ текстов;

§ диалоги;

§ экспертные игры;

§ лекции;

§ дискуссии;

§ интервью;

§ наблюдение и др.

Участвуют: эксперт и инженер по знаниям.

Средняя продолжительность 1-3 месяца.

Структурирование или концептуализация знаний – разработка неформального описания знаний о предметной области в виде графа, таблицы, диаграммы или текста, которое отражает основные концепции и взаимосвязи между понятиями предметной области. Такое описание называется полем знаний.

На этой стадии выявляется структура полученных знаний о предметной области, т.е. определяются:

§ терминология;

§ список основных понятий и их атрибутов;

§ отношения между понятиями;

§ структура входной и выходной информации;

§ стратегия принятия решений;

§ ограничения стратегий и т.д.

Участвует инженер по знаниям.

Средняя продолжительность 2-4 недели.

Формализация знаний – разработка базы знаний на языке, который, с одной стороны, соответствует структуре поля знаний, а с другой – позволяет реализовать прототип системы на следующей стадии программной реализации.

На этой стадии строится формализованное представление концепций предметной области на основе выбранного языка представления знаний (ЯПЗ). Традиционно на этой стадии используются:

§ логические методы;

§ продукционные методы;

§ семантические сети;

§ фреймы;

§ объектно-ориентированные языки, основанные на иерархии классов и объектов.

Участвуют: инженер по знаниям и программист.

Средняя продолжительность 1-2 месяца.

Реализация – разработка программного комплекса, демонстрирующего жизнеспособность подхода в целом.

На этой стадии создается прототип экспертной системы, включающий базу знаний и остальные блоки, при помощи одного из следующих способов:

§ программирование на традиционных языках типа Паскаль, Си и др.;

§ программирование на специализированных языках, применяемых в задачах искусственного интеллекта: LISP, FRL, SmallTalk и др.;

§ использование инструментальных средств разработки ЭС типа СПЭИС, ПИЭС;

§ использование «пустых» ЭС или «оболочек» типа ЭКСПЕРТ, ФИАКР и др.

Участвует программист.

Средняя продолжительность 1-2 месяца.

Тестирование – выявление ошибок в подходе и реализации прототипа и выработка рекомендаций по доводке системы до промышленного варианта.

На этой стадии оценивается и проверяется работа программ прототипа с целью приведения в соответствие с реальными запросами пользователей. Прототип проверяется на следующие параметры:

§ удобство и адекватность интерфейсов ввода-вывода;

§ эффективность стратегии управления;

§ качество проверочных примеров;

§ корректность базы знаний (полнота и непротиворечивость правил).