Модели, методы и программные средства для построения интегрированных экспертных систем

• Автор: Рыбина, Галина Валентиновна
• Шифр специальности: 05.13.11
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 2004
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 409 с. : ил.

1. Анализ проблемы построения интегрированных экспертных систем

1.1. Анализ проблемы интеграции в современных интегрированных интеллектуальных системах

1.1.1. Интеграция с системами обучения

1.1.2. Интеграция с базами данных

1.1.3. Интеграция с системами приобретения знаний для построения больших баз знаний
1.1.4. Интеграция интеллектуальных систем с разнородными моделями (традиционными пакетами прикладных программ для решения формализованных задач)

1.1.5. Интеграция с гипертекстовыми и ЕЯ-системами

1.1.6. Интеграция с системами поддержки принятия решений

1.1.7. Интеграция с системами имитационного моделирования

1.1.8. Интеграция с системами реинжиниринга бизнес-процессов

1.1.9. Интеграция с другими программными системами

1.2. Особенности методологии и технологии создания программного обеспечения интеллектуальных систем
1.2.1. Особенности методологии и технологии создания традиционного программного обеспечения
1.2.2. Особенности методологии и технологии создания программного обеспечения инте ллектуальных-систем
1.2.3. Анализ тенденций развития современного программного инструментария
1.3. Интегрированные экспертные системы: основные понятия и определения, классификация, современное состояние, проблемы и тенденции
1.3.1. Основные понятия и определения
1.3.2. Многоуровневая модель процессов интеграции в ИЭС
1.3.3. Классификация ИЭС, взаимосвязь процессов интеграции и гибридизации в ИЭС
1.4. Исследование особенностей архитектуры некоторых отечественных и зарубежных ИЭС
1.5. Анализ путей создания методологии и компьютерной технологии
построения ИЭС
1.5.1. Исследование проблемы приобретения знаний в экспертных системах и способов ее решения в современных автоматизированных системах приобретения знаний
1.5.2. Эволюция взглядов на средства автоматизации приобретения знаний, основные проблемы и тенденции
1.5.3. Требования, предъявляемые к инструментальным средствам поддержки разработки прикладных ИЭС
1.5.4. Постановка задачи диссертационного исследования
Выводы
2. Концептуальные основы задачно-ориентированной методологии построения интегрированных экспертных систем
2.1. Семантическая унификация используемых терминов и понятий
2.2. Общая характеристика задачно-ориентированной методологии построения интегрированных экспертных систем
2.3. Концептуальные модели - основа задачно-ориентированной методологии построения интегрированных экспертных систем (онтология концептуальных моделей)
2.4. Методологические и теоретические основы задачно-ориентированной методологии приобретения знаний
2.4.1. Принципы построения задачно-ориентированной методологии приобретения знаний
2.4.2. Применение методов экспертной классификации сложных объектов для извлечения знаний
2.4.3. Извлечение, представление и обработка знаний с НЕ-факторами
2.4.4. Подходы и методы извлечения знаний из баз данных
2.5. Методологические и теоретические основы проектирования программной архитектуры ИЭС
2.5.1. Особенности методологии и технологии построения ИЭС на основе задачно-ориентированной методологии
2.5.2. Формальное описание расширенной информационно-логической модели ИЭС
2.5.3. Информационная модель накопителя данных
2.5.4. Модели и методы интеграции средств представления и обработки знаний и данных в ЗОМ
2.5.5. Модель интеллектуальной среды поддержки разработки ИЭС
2.6. Особенности применения задачно-ориентированной методологии для построения динамических ИЭС
2.6.1. Построение имитационных моделей сложных технических систем
Выводы
3. Теоретические основы задачно-ориентированной методологии построения интегрированных экспертных систем
3.1. Подходы к формальным спецификациям базовых моделей ЗОМ
3.2. Эвристические модели решения типовых задач и методы их реализации
в ЗОМ
3.2.1. Модель задачи диагностики
3.2.2. Модель задачи проектирования
3.2.3. Эвристическая модель задачи управления
3.2.4. Модель задачи планирования
3.2.5. Модель задачи обучения
3.3. Модель комбинированного метода приобретения знаний
3.3.1. Метод прямого извлечения знаний из экспертов
3.3.2. Модель адаптивного метода репертуарных решеток
3.3.3. Формальное описание модели поля знаний и его компонентов
3.3.4. Методы представления и анализа протоколов интервьюирования экспертов
3.4. Модели и методы представления и обработки недостоверных знаний
3.4.1. Извлечение, представление и преобразование знаний, содержащих НЕ-факторы
3.4.2. Модели и методы обработки знаний, содержащих НЕ-факторы
3.4.3. Модели и методы вывода на недоопределенных знаниях
3.5. Лингвистические основы комбинированного метода приобретения знаний
3.5.1. Конкретизация некоторых компонентов модели КМПЗ
3.5.2. Модель входного подъязыка
3.5.3. Принципы анализа лексики системного аналитика
3.5.4. Модель процесса выявления информации о НЕ-факторах в ЕЯ-текстах
3.5.5. Формальное описание словарей
3.5.6. Описание алгоритмов и методов обработки ЕЯ-текстов
3.6. Теоретические основы применения подхода KDD в рамках задачно-ориентированной методологии
3.6.1. Анализ особенностей базовых алгоритмов СЫ2 и ЮЗ
3.6.2. Методы реализации алгоритмов СИ2 и ШЗ
3.7. Формальное описание языка представления знаний в ЗОМ
3.8. Моделирование диалога с пользователем
3.9. Формальное описание модели АТ-ТЕХНОЛОГИИ
3.10. Модели и методы реализации интеллектуальной поддержки процессов построения ИЭС
3.10.1. Алгоритм синтеза макета архитектуры ИЭС
Выводы
4. Архитектура и методы программной реализации инструментальных средств поддержки задачно-ориентированной методологии построения интегрированных экспертных систем
4.1. Функциональные возможности инструментального комплекса АТ-ТЕХНОЛОГИЯ для поддержки построения интегрированных экспертных систем
4.1.1. Общая характеристика этапов жизненного цикла, реализуемых базовыми средствами комплекса АТ-ТЕХНОЛОГИЯ
4.1.2. Особенности реализации средств интеллектуальной поддержки процессов построения ИЭС
4.1.3. Особенности реализации и применения технологии повторно-используемых компонентов и типовых проектных процедур
4.2. Описание базовых принципов разработки программного обеспечения инструментального комплекса АТ-ТЕХНОЛОГИЯ (версия МБ Утс1оуз)
4.2.1. Общая архитектура инструментального комплекса АТ-ТЕХНОЛОГИЯ, состав и структура основных компонентов
4.2.2. Общая характеристика состава и структуры основных подсистем комплекса АТ-ТЕХНОЛОГИЯ
4.3. Особенности проектирования и программной реализации некоторых подсистем комплекса АТ-ТЕХНОЛОГИЯ
4.3.1. Особенности программной реализации подсистем построения ядра прикладной ИЭС
4.3.2. Особенности программной реализации средств построения элементов обучающих ИЭС
4.3.3. Особенности программной реализации подсистемы поддержки проектирования структуры БД
Выводы
5. Внедрение и использование разработанных моделей, методов и инструментальных средств для создания приложений в статических и динамических проблемных областях
5.1. Приложения для задач технической и медицинской диагностики
5.1.1. Общая характеристика статических и динамических ИЭС для диагностики сложных технических систем
5.1.2. Статические ИЭС для диагностики СТС (военные приложения)
5.1.3. Статические ИЭС для медицинской диагностики
5.1.4. Динамические ИЭС для диагностики СТС
5.2. Приложения для задач проектирования уникальных объектов и систем
5.2.1. Прототипы статических ИЭС для проектирования информационно-измерительных систем и анализа систем управления сложными объектами
5.3. Приложения для задач управления электрофизическими комплексами
5.3.1. Применение ЗОМ для разработки семейства прототипов ИЭС РВ для управления электрофизическими комплексами
5.3.2. Общее описание исследовательского прототипа ИЭС РВ для управления электрофизическими комплексами
разработки. С понятием верификации программ связано более общее понятие тестирование, под которым понимается процесс функционирования системы или некоторого компонента при заданных условиях, наблюдение за результатом или его запись, выполнение оценки отдельных аспектов системы или компонента. Применительно к БЗ используется только термин верификация, так как основное внимание уделяется методам и средствам проверки правильности формирования БЗ, и не рассматриваются вопросы ее оценки и использования.
Следует отметить, что результатом верификации как традиционных программ, так и ЭС является выявление определенных отклонений от ожидания. Такие отклонения называются по-разному, в зависимости от типа обнаруживаемых нарушений. В ряде работ различают ошибку (bug, crash, exception, fault, defect, error), вызывающую нарушение нормальной работы традиционной программы [291,292] или ЭС [288,290]; мутацию -предполагаемое резкое изменение поведения программы при наличии мелких ошибок [292]; незначительное изменение в программе [291] или единичную ошибку, допущенную в процессе проектирования ЭС [2]; аномалию - нечто, наблюдаемое в БЗ ЭС, которое отклоняется от ожидания (например, избыточность, противоречивость, неполнота [289]). Другими словами, аномалии можно рассматривать как некоторый признак (или набор признаков), показывающий факт наличия определенных типов ошибок или мутантов в ЭС, причем чаще всего речь идет об аномалиях в продукционных БЗ [289].
Верификация традиционных ЭС связана с целым рядом трудностей, обусловленных спецификой процессов разработки ЭС, а именно: неспособность пользователя полностью определить требования к разрабатываемой системе[286]; отсутствие широко признанного и надежного метода оценки результатов верификации ЭС [286]; неприменимость технологии трассировки к БЗ [287]; невозможность использования методов разбиения на модули, движения сверху вниз, иерархической декомпозиции [287] и др.; Для ИЭС к этим трудностям добавляется целый ряд проблем, таких как: существенное возрастание объемов информации для построения ИЭС, и, соответственно, размеров БЗ; наличие большого числа промежуточных стадий и итераций в моделях ЖЦ построения отдельных компонентов ПС; наличие, как правило, нескольких источников знаний; возрастание доли недостоверной информации, содержащей различные виды НЕ-факторов [161-163].
1.3. Интегрированные экспертные системы: основные понятия и определения, классификация, современное состояние, проблемы и
тенденции
1.3.1 Основные понятия и определения Научный и коммерческий успех в середине 80-х начале 90-х годов ЭС обусловил возрастающую потребность в промышленной разработке прикладных ЭС для широкого