Коллективная монография американских специалистов, отражающая состояние исследований в новом направлении искусственного интеллекта, в так называемых экспертных системах. Это — программные комплексы, предназначенные для отображения и использования знаний в той или иной области при решении различных задач. Книга содержит большой фактический материал, интересный с теоретической и практической точек зрения.
Для научных работников и инженеров, работающих в области искусственного интеллекта.
От редактора перевода
Принято считать, что направление экспертных систем оконча-тетьно сформировалось в самом начале 80-х годов. Исторически первыми здесь были системы DENDRAL, MYCIN и HEARSAY-II. Эти системы подробно разбираются, например, в книге П. Уинстона «Искусственный интеллект», вышедшей в США в 1977 году (перевод: М.: Мир, 1980), но там они еще не называются экспертными. В трудах же международной объединенной конференции по искусственному интеллекту, проходившей в 1981 году в Канаде, содержится значительное число докладов с соответствующим названием, а .в трудах следующей такой конференции (1983 г., ФРГ) экспертным системам посвящена почти четверть всех представленных докладов.
Не так часто в науке и технике можно столкнуться со столь стремительным развитием и самого направления, и его популярности. Сегодня трудно встретить человека, который не знает про экспертные системы и не осознает их важной роли.
Но что такое экспертная система? Не прав ли известный ученый Ж- К. Симон (Франция), который в 1981 году говорил: «Экспертные системы! Ну, а чем же мы занимались до сих пор?!». Чтобы ответить на подобные вопросы, необходимо сказать несколько слов о той плодородной почве, на которой развились экспертные системы — об области искусственного интеллекта.
Когда крупнейший специалист по искусственному интеллекту Н. Нильсон в 1971 году (Н. Нильсон, «Искусственный интеллект, методы поиска решений».— М.: Мир, 1973) написал: «Моя точка зрения состоит в том, что искусственный интеллект представляет собой (или скоро будет представлять собой) инженерную дисциплину, поскольку его первоначальной целью является создание конструкций»,— то он имел в виду, прежде всего, создание интеллектуальных роботов. В дальнейшем именно исследования роботов, обладавших как «электронным мозгом», так и «глазами», «ушами», «осязанием», т. е. способных контактировать с реальным физическим миром, позволили сформулировать и решить целый ряд принципиальных для искусственного интеллекта задач.
На этом пути были созданы изощренные системы планирования поведения и решения проблем с применением дедуктивных систем.
Для интеллектуальных роботов были разработаны системы общения. Так, в программе Т. Винограда (Т. Виноград. Программа, понимающая естественный язык.— М.: Мир, 1976) естественный язык использовался не просто для сообщения искусственной систе-ме приказов-команд, а для налаживания «взаимопонимания»
вГЛАВЛЕНИЕ
От редактора перевода....................... Ь
Предисловие............................ 9
Часть 1. Введение ...................... 14
Глава 1. Обзор области экспертных систем . ,........... 14
1.1. История вопроса..................... 17
1.2. Основы инженерии знаний................ 22
1.3. Конструирование экспертных систем............ 34
1.4. Заключение и некоторые замечания............ 38
Глава 2. Что такое экспертные системы?............. 41
2.1. История.......................... 42
2.2. Фундаментальные свойства экспертных систем...... 52
2.3. Обзор характеристик существующих экспертных систем . . 62
2.4. Итоговые наблюдения................... 67
Глава 3. Основные понятия, используемые при построении экспертных
систем.......................... 70
3.1. Основные термины и понятия............... 71
3.2. Классификация экспертных задач............. 95
Часть II. Построение экспертной системы.......... ЮО
Глава 4. Архитектура экспертных систем............. 100
4.1. Малое пространство поиска, надежные знания и данные . . 102
4.2. Ненадежные данные или знания.............. 104
4.3. Данные, изменяющиеся во времени............ 108
4.4. Большое, но факторизуемое пространство решений .... 111
4.5. Невозможна оценка частичных решений.......... 114
4.6. Отсутствует фиксированное разбиение на подзадачи .... 117
4.7. Взаимодействующие подзадачи............... 119
4.8. Необходимо выдвигать гипотезы.............. 123
4.9. Единственной линии рассуждений недостаточно...... 128
4.10. Единственного источника знаний недостаточно...... 130
4.11. Универсальные методы представления недостаточно эффективны ........................... 134
4.12 Резюме рассмотренных примеров применения инженерии
знаний ..................... ..... 137
Глава 5. Конструирование экспертной системы.......... 141
5.1. Процесс приобретения знаний............... 142
5.2. Основные стадии приобретения знаний........... 154
5.3. Программные средства для приобретения знаний..... 163
5.4. Автоматизация приобретения знаний............ 169
5.5. Принципы построения экспертных систем......... 174
Глава 6. Сравнительный анализ средств, используемых для построения экспертных систем.................. 183
6.1. Исследование....................... 185
6.2. Исследуемые примеры................... 186
6.3. Сопоставление проведенных исследований.......... 215
6.4. Выводы из приведенного исследования........... 227
Часть III. Оценка работы экспертной системы....... 233
Глава 7. Рассуждение о рассуждении................ 233
7.1. Пример: метазнание выбирает правила........... 237
7.2. Пример: метазнание содержит сведения о необходимых фактах, касающихся знаний................. 240
7.3. Пример: метазнание оправдывает правила......... 241
7.4. Метазнание обнаруживает простые ошибки в правилах . . . 244
7.5. Используемое представление является формой метазнания . 245
7.6. Метазнание оправдывает архитектуру программы ..... 246
7.7. Метазнание помогает системе приспосабливаться к складывающейся ситуации..................... 249
7.8. Метазнание моделирует возможности программы..... 250
7.9. Достигнутые результаты.................. 251
7.10. Заключение....................... 253
Глава 8. Оценка работы экспертных систем: проблемы и примеры . . 256
8.1. Развитие экспертной системы: долгосрочный процесс с обратной связью........................ 256
8.2. Зачем оценивать экспертные системы?.......... 259
8.3. Проблемы планирования для оценивания экспертных систем 269
8.4. Иллюстративный пример: система R1.......... 283
8.5. Иллюстративный пример: проблема утечки в Национальной лаборатории в Окридже................. 289
8.6. Заключения и рекомендации................ 295
Часть IV. Средства, используемые в экспертных системах 299
Глава 9. Языки и инструментальные средства для работы со знаниями 299
9.1. Универсальные языки программирования.......... 300
9.2. Скелетные системы.................... 30!
9.3. Универсальные языки представления знаний........ 302
9.4. EMYCIN......................... 303
9.5. Система KAS....................... 307
9.6. EXPERT......................... 315
9.7. OPS5 . . ......................... 319
9.8. HEARSAY-III....................... 326
9.9. RLL........................... 333
9.10. ROSIE.......................... 341
9.11. AGE............................ 346
9.12 Использование инструментальных средств для построения
экспертных систем.................... 355
Часть V. Типичная задача для экспертных систем..... ?63
Глава 10. Действия в критической ситуации утечки нефтепродуктов или вредных химических веществ как пример задачи для инженерии знаний..................... 368
10.1. Общее представление о проблеме............. 369
10.2. Обнаружение и оповещение................ 375
10.3. Характер утечки..................... 378
10.4. Отчет об утечке..................... 391
10.5. Анализ случая утечки.................. 392
Приложение 1........................... 396
1.1. Распечатка работы программы EMYCIN......... 396
1.2. Распечатка работы программы KAS............ 398
1.3. Распечатка работы программы EXPERT........ . 401
1.4. Распечатка работы программы OPS5........... 405
1.5. Схема канализационной системы в Окриджской национальной лаборатории....................... 406
1.6. Распечатка работы программы ROSIE с моделью утечки . . 406
1.7. Распечатка работы программы RLL........... 412
Литература............................ 415
Словарик............................. 429
Предметный указатель....................... 435
Цена: 300руб.
