Интеллектуальные системы (стр. 7 )

= (Тип. Решаемые задачи; проектирование) 100

ENDR

RULE 3

= (Область. Применение; медицина)

= (Тип. Решаемые задачи; диагностика)

DO

= (Метод представления знаний; Правила-продукции с представлением нечетких знаний) 90

ENDR

RULE 4

= (Область. Применение; вычислительная техника)

= (Тип. Решаемые задачи; проектирование)

DO

= (Метод представления знаний; Фреймы) 100

= (Метод представления знаний; Правила-продукции с представлением нечетких знаний) 70

= (Метод представления знаний; Семантические сети) 70

MS(Действие. Сообщение; Доказано правило 4)

ENDR

К порядку следования фреймов и правил-продукций, нумерации правил-продукций жестких требований не предъявляется. Единственное ограничение – неизменность номера правила-продукции на протяжении всего сеанса работы с базой знаний. Начало нумерации и порядок нумерации правил-продукций может быть произвольным, но из соображений целесообразности лучше начинать нумерацию с единицы и нумеровать правила по порядку. Описание фреймов должно предшествовать описанию правил.

База знаний состоит из двух частей: постоянной и переменной. Переменная часть базы знаний называется базой данных (или базой фактов) и состоит из фактов, полученных в результате логического вывода. Факты в базе данных не являются постоянными. Их количество и значение зависит от процесса и результатов логического вывода.

До начала работы с экспертной оболочкой база знаний находится в текстовом файле. В файле с расширением *.klb (KnowLedge Base) хранятся фреймы и правила-продукции (база знаний). При начале работы с программной оболочкой наличие данного файла обязательно. Этот файл создается пользователем с помощью специального редактора EdKB или вручную с помощью какого-либо стандартного тестового редактора (например, "Блокнот" или WordPad). Кроме файла *.klb в базу знаний может входить файл *.lvd, содержащий описания лингвистических переменных (см. раздел 6), если они используются в базе знаний. В файле с расширением *.dtb (DaTa Base) хранятся факты, полученные в процессе логического вывода (база данных). При начале работы с программной оболочкой наличие данного файла необязательно. Файл с базой данных создается программной оболочкой в процессе логического вывода. Первые части имен этих двух файлов совпадают.

При работе с программной оболочкой (после загрузки в оперативную память базы знаний) фреймы и правила-продукции, находившиеся в файле с расширением *.klb, остаются неизменными. Факты, находившиеся в файле с расширением *.dtb, могут изменяться в процессе логического вывода (появляться, удаляться или менять свое значение в результате срабатывания правил-продукций или диалога с пользователем).

ЗАДАНИЯ ДЛЯ САМОСТОЯТЕЛЬНОГО ВЫПОЛНЕНИЯ

Задание 1.

В среде ESWIN (демо-версия) разработать базу знаний экспертной системы продукционно-фреймового типа, советующей по вопросу предоставления кредита.

База знаний должна включать: фрейм-образ кредитополучателя, фрейм цели – предоставление кредита, правила логического вывода заключения о предоставлении кредита.

При принятии решении о предоставлении кредита будем принимать во внимание следующие факторы: среднемесячный доход кредитополучателя, возраст кредитополучателя, срок кредита, количество иждивенцев, источник дохода. Источник дохода принимает одно из значений: заработная плата, предпринимательская деятельность, социальное пособие. Указанные факторы составляют образ кредитополучателя – фрейм "Кредитополучатель".

Для принятия решения о предоставлении кредита использовать следующие правила:

Правило 1. Если доход менее 100 тыс. р., то кредит не предоставляется с уверенностью 100%.

Правило 2. Если возраст кредитополучателя более 55 лет, то кредит не предоставляется с уверенностью 90%.

Правило 3. Если возраст кредитополучателя более 50 лет и срок кредита более 5 лет, то кредит не предоставляется с уверенностью 90%.

Правило 4. Если количество иждивенцев у кредитополучателя более двух и срок кредита более 5 лет, то кредит не предоставляется с уверенностью 70%.

Правило 5. Если количество иждивенцев у кредитополучателя более двух и срок кредита менее 6 лет, то кредит предоставляется с уверенностью 60%.

Правило 6. Если источником дохода является заработная плата, то кредит предоставляется с уверенностью 100%.

Правило 7. Если источником дохода является предпринимательская деятельность, то кредит предоставляется с уверенностью 90%.

Правило 8. Если источником дохода является социальное пособие, то кредит предоставляется с уверенностью 70%.

При задании условий в правилах могут использоваться только четыре операции сравнения: = , >, <, <>.

Сохраните набранный текст базы знаний в файле с именем Кредит. KLB в своей папке. Созданная база знаний является ядром экспертной системы "Кредитополучатель".

Задание 2.

Составить три примера запроса к базе знаний.

Контрольные вопросы

1)  Какие типы фреймов поддерживает пакет ESWin? Опишите синтаксис определения для каждого из них?

2)  Опишите синтаксис определения правил-продукций в пакете ESWIN.

3)  Опишите структуру базы знаний в пакете ESWIN.

Практическая работа № 7, 8, 9, 10.

Методы представления и обработки нечетких знаний (8 ч)

Цель работы

1.  Овладения навыками выполнения операций над нечеткими множествами.

2.  Овладения навыками выполнения операций над нечеткими отношениями.

3.  Овладения навыками введения нечетких и лингвистических отношений исходя из анализа предметной области.

4.  Овладение навыками выполнения операций над нечеткими высказываниями.

5.  Овладение приемами нечеткого вывода в экспертных системах, использующих представление знаний в нечеткой логике.

Краткие теоретические сведения

1. Нечеткие множества.

Определение нечеткого множества. Пусть U – полное множество объектов некоторого класса (Универсум). Нечетким множеством A называется множество упорядоченных пар (x, mA), где xÎU, а mA(x) – функция принадлежности (степень принадлежности), которая ставит в соответствие каждому из элементов xÎU некоторое действительное число из отрезка [0, 1], то есть данная функция определяется в форме отображения mA(x): E ® [0, 1].

Функция принадлежности может быть определена явным образом в виде функциональной зависимости (например, ), либо дискретно (если множество U конечно) – путем задания конечной последовательности значений xÎ{xi} в виде: mA(x) = {mA(x1)/x1 + mA(x2)/x2 + …+ mA(xn)/xn}.

Пустое нечеткое множество Æ - это нечеткое множество с функцией принадлежности mÆ(x) = 0.

Универсум - нечеткое множество с функцией принадлежности mU(x) = 1.

Нечеткие числа – это нечеткие переменные, определенные на числовой оси (U=R).

2. Операции над нечеткими множествами.

Включение. Пусть A и B – нечеткие множества на универсальном множестве U. Говорят, что A содержится в B (A подмножество B), если "xÎU mA(x) ≤ mB(x). Обозначение AÌB.

Равенство. Нечеткие множества A и B равны, если "xÎU mA(x) = mB(x).

Операция дополнения: Пусть A и B – нечеткие множества, заданные на U. A и B дополняют друг друга, если "xÎU mA(x) = 1 - mB(x). Обозначение , .

Операция объединения. Пусть A и B – нечеткие множества, заданные на U. Объединением A и B называется наименьшее нечеткое подмножество, включающее как A, так B, с функцией принадлежности mAÈB(x) = max{mA(x), mA(x)} = mA(x)ÚmA(x). Обозначение AÈB.

Операция пересечения. Пусть A и B – нечеткие множества, заданные на U. Пересечением A и B называется наибольшее нечеткое подмножество, содержащееся одновременно в A и B, с функцией принадлежности mAÇB(x) = min{mA(x), mA(x)} = mA(x)ÙmA(x). Обозначение AÇB.

Разность. Пусть A и B – нечеткие множества, заданные на U. Разностью A и B называется нечеткое множество с функцией принадлежности mA-B(x) = min{mA(x), 1 - mB(x)}. Обозначение A-B.

Симметрическая разность. Пусть A и B – нечеткие множества, заданные на U. Симметрической разностью A и B называется нечеткое множество с функцией принадлежности mADB(x) = min{max{mA(x), mB(x)}, max{1-mA(x), 1-mB(x)}}. Обозначение ADB.

Алгебраическое произведение. Пусть A и B – нечеткие множества, заданные на U. Алгебраическим произведением A и B называется нечеткое множество с функцией принадлежности: "xÎU mA×B(x) = mA(x)×mB(x). Обозначение A×B.

Алгебраическая сумма. Пусть A и B – нечеткие множества, заданные на U. Алгебраической суммой A и B называется нечеткое множество с функцией принадлежности: "xÎU mAB(x) = mA(x) + mB(x) - mA(x)×mB(x). Обозначение AB.

Степень множества. Пусть A – нечеткое множество, заданное на U. Нечеткое множество Aa, где a - положительное число определяется функцией принадлежности: "xÎU mAa(x) = maA(x).

Декартово (прямое произведение). Пусть A1, A2, ….,An – нечеткие подмножества универсальных множеств U1, U2, ….,Un соответственно. Декартово или прямое произведение A = A1 ´A2´ ….´An является нечетким подмножеством множества U = U1´U2´ ….´Un с функцией принадлежности .

Ближайшее четкое к A множество A: .