Методы диагностирования силовых трансформаторов тяговых подстанций (стр. 16 )

б) на организацию знаний, обеспечивающую эффективную работу ЭС;

в) на представление знаний в виде, понятном для ЭС.

Процесс приобретения знаний осуществляется инженером по знаниям на основе деятельности эксперта.

На этапе тестирования эксперт и инженер по знаниям с использованием диалоговых и объяснительных средств проверяют компетентность ЭС. Процесс тестирования продолжается до тех пор, пока эксперт не решит, что система достигла требуемого уровня компетентности. На этапе опытной эксплуатации проверяется пригодность ЭС для конечных пользователей. По результатам этого этапа возможна существенная модернизация ЭС.

Процесс создания ЭС не сводится к строгой последовательности этих этапов, так как в ходе разработки приходится неоднократно возвращаться на более ранние этапы и пересматривать принятые там решения.

4.2 Представление знаний в экспертных системах

При построении ЭС с особой остротой встал вопрос о том, какие знания должны быть в них представлены и в какой форме. Структура знаний зависит от сферы их использования и может быть довольно сложной. Существуют несколько моделей представления знаний, из которых мы выделим четыре: логические исчисления, фреймы, семантические сети и продукционные системы.

4.2.1 Логические исчисления

В основе логических моделей [18] лежит понятие формальной теории, задаваемой четверкой: S=< B, F, A, R>.

Здесь B - счетное множество базовых символов (алфавит теории S). Конечные последовательности базовых символов называются выражениями теории S.

F - подмножество выражений теории S, называемых формулами теории. Обычно имеется эффективная процедура построения выражений, являющихся формулами. Можно эту процедуру рассматривать как множество синтаксических правил, позволяющих строить из B синтаксически правильные выражения, то есть формулы.

A - выделенное множество формул, называемых аксиомами теории S, то есть множество априорно истинных формул.

R - конечное множество отношений между формулами, называемых правилами вывода. Для каждого существует целое положительное число j такое, что для каждого множества, состоящего из j формул, и для каждой формулы f эффективно решается вопрос о том, находятся ли данные j формул в отношении с формулой f. Если отношение выполняется, то f называется непосредственным следствием данных формул по правилу .

Следствием (выводом) формулы в теории S называется всякая последовательность формул такая, что для любого i формула есть либо аксиома теории S, либо непосредственное следствие каких-либо предыдущих формул по одному из правил вывода. Правила вывода позволяют расширять множество формул, которые считаются истинными в рамках данной теории. Формальная теория называется разрешимой, если существует единая эффективная процедура, позволяющая узнать для любой данной формулы, существует ли ее вывод в S.

Формальная система S называется непротиворечивой, если не существует формулы A такой, что A и выводимы в S.

Наиболее распространенной формальной системой, используемой для представления знаний, является исчисление предикатов.

Алфавит исчисления предикатов состоит из следующего набора символов:

1) знаков пунктуации {(,).};

2) пропозициональных связок {};

знаков кванторов {}; символов переменных , k=1,2,...; n-местных функциональных букв: ( называют константными буквами); n-местных предикатных букв (символов):

В дальнейшем в примерах для упрощения будем вместо писать u, v, x, y, z...;

вместо - a, b,c, d...; вместо - f, g,h,...; а вместо - P, Q, R, S, T, V, W....

Из символов алфавита можно строить различные выражения. Выделяют термы, элементарные формулы (атомы) и правильно построенные формулы (или просто формулы).

Всякий символ переменной или константной формулы есть терм. Если - термы, то и является термом.

Если - предикатная буква, а - термы, то и - элементарная формула (атом). Атом является правильно построенной формулой. Если A и B - правильно построенные формулы, то есть правильно построенные формулы. Если A - правильно построенная формула и x - переменная в A, то и - правильно построенные формулы.

Выражение является правильно построенной формулой, только если оно получено с соблюдением перечисленных выше правил.

В выражениях и называются областью действия квантора всеобщности (общности) и квантора существования соответственно. При этом переменная x называется связанной, если она находится в области действия квантора, примененного к этой переменной. Переменная свободна, если она не связана. Примером формулы является следующее выражение: . В этой формуле переменная x связана, а переменная y свободна. Формула называется замкнутой, если она не содержит свободных переменных.

Для того, чтобы придать формуле содержание, ее интерпретируют как утверждение, касающееся рассматриваемой предметной области. Под интерпретацией понимают всякую систему, состоящую из непустого множества D, называемого областью интерпретации, и какого-либо соответствия, относящего каждой предикатной буквенекоторое n-местное отношение в D, а каждой функциональной букве - некоторую n-местную функцию, отображающую , и каждой константной букве - некоторый элемент из D. При заданной интерпретации переменные мыслятся пробегающими область D этой интерпретации. При заданной интерпретации всякой элементарной формуле приписывается значение “истинно” (И) или “ложно” (Л).

Приписывание значения элементарной формуле осуществляется по следующему правилу: если термы предикатной буквы соответствуют элементам из D, удовлетворяющим отношению, определяемому данной интерпретацией, то значением элементарной формулы будет истина, в противном случае - ложь.

Значение неэлементарной формулы можно вычислить рекуррентно, исходя из значений составляющих ее формул. При этом, если A и B - формулы, то значения формул определяются по таблице истинности:

_____________________________________________________________

A B

_____________________________________________________________

И И Л И И И

Л И И И Л И

И Л Л И Л Л

Л Л И Л Л И

_____________________________________________________________

Формула обозначает утверждение: “для любого значения x из области D значение формулы A истинно (выполнено)”, а формула обозначает утверждение: “существует такое значение x из области D, что значение формулы A истинно (выполнено)”. Приведенные выше утверждения могут быть как истинны, так и ложны. В случае конечных областей значения истинность таких формул можно установить с помощью таблиц истинности. Очевидно, что некоторые формулы могут быть истинными или ложными в зависимости от выбранной интерпретации.