پاورپوینت ابزارهای تایید و اعتبارسنجی دانش در سیستم های هوشمند

ابزارهای تایید و اعتبارسنجی دانش در سیستم های هوشمند

مباحث مطرح شده در گزارش
مقدمه ای بر سیستمهای خبره
تایید و اعتبارسنجی دانش در سیستم های هوشمند
مشکلات تایید و اعتبارسنجی در سیستم های خبره
پارامترهای ارزیابی ابزارهای تایید و اعتبارسنجی دانش
نتیجه گیری
مراجع

مقدمه ای بر سیستمهای خبره

تعریف یک سیستم خبره
برنامه کامپیوتری هوشمند
استفاده از دانش و رویه های استنتاج
مسائل به اندازه کافی مشکل
نیاز به هوش بشر

خصوصیات یک سیستم خبره
شامل دانشهای ساختیافته حقایق، ارتباط، و استنتاج
در ارتباط با یک مهارت
حل مسائل پیچیده فرد خبره
حل مسائل حداقل با همان کیفیت یک متخصص انتظار: مهارت بهتر
قادر به نتیجه گیری و استنتاج
توجه به نحوه دستیابی به راه حل مساله و تصمیم گیری توسط بشر
مجزا بودن دانشهای ذخیره شده از مکانیزمهای نتیجه گیری
توانایی تشریح پاسخ مکانیزم تشریح

حداقل خصوصیات سیستم خبره سیستم On-Line واسط کاربر

ساختمان کلی سیستم خبره

تایید و اعتبارسنجی دانش در سیستم های هوشمند
پروسه ترکیبی برای تضمین کیفیت نرم افزار
تایید[محتوای پایگاه دانش]
تضمینی برای درستی از جنبه تکنیکی
بررسی محتوای پایگاه دانش از نظر درستی، سازگاری، و کامل بودن
اعتبارسنجی[ساختار سیستم]
تضمینی بر قابل قبول بودن نرم افزار از طرف مشتری یا استفاده کننده
آیا سیستم نیازهای کاربران را تامین می کند؟
اضافه شدن دانش جدید به پایگاه دانش تکرار پروسه V & V(مخصوصاً تایید دانش جدید)

نتیجه: اهمیت بسیار بالای ابزار V & V

مشکلات تایید و اعتبارسنجی در سیستم های خبره

مشکلات در زمینه اعتبارسنجی
فقدان معیارهای پذیرش و تعیین نیازها
پیچیدگی عمل مقایسه در اعتبارسنجی

مشکلات در زمینه تایید
کامل بودن قوانین
مقدار غیر ارجاعی پارامتر
مقادیر غیر قانونی پارامتر
نتایج میانی غیر قابل حصول
هدف غیر قابل حصول
شرط غیر قابل حصول
ناسازگاری میان قوانین
قوانین زیادی
قوانین متضاد
قوانین زیرمجموعه
شرایط غیر لازم
قوانین دوره ای

شرح علائم
{P(k)}: مجموعه شرایط برای قوانین
{C(k)}: مجموعه نتایج برای قوانین
p{k}: یک شرط از مجموعه {P(k)}
c{k}: یک نتیجه از مجموعه {C(k)}
{S} = {T}: برابری مجموعه S با مجموعه T

قوانین زیادی
قانون 1با توجه به قانون 2 اضافی است:
Rule 1: If A=X
And B=Y
Then C=Z
Rule 2: If B=Y
And A=X
Then C=Z
And W=D
قانون r با توجه به قانون s زیادی است اگر:
{P(s)} = {P(r)} و
{C(r)} حاوی {C(s)} باشد.

قوانین متضاد
دو قانون زیر با هم در تضاد می باشند:
Rule 1: If A=X
And B=Y
Then C=Z
Rule 2: If B=Y
And A=X
Then W=C
قانون r با قانون s در تضاد است اگر:
{P(r)}={P(s)} و
{C(r)} متضاد با {C(s)} باشد.

ادامه قوانین متضاد
دو قانون در تضاد یکی اشتباه بوجود آمده
در صورت وجود پارامترهای چندمقداری احتمال تضاد قوانین و درست بودن هر دو وجود دارد:
Rule 1: If red spots are observed
And fever is noted
Then the patient is allergic to medicine A
Rule 2: If red spots are observed
And fever is noted
Then the patient is allergic to medicine B
مریض دارای علائم مشابه برای دو نوع آلرژی عدم وجود علائم کافی برای متمایز کردن این دو نوع آلرژی

قوانین زیرمجموعه
قانون 1 زیرمجموعه قانون 2
Rule 1: If A=X
And B=Y
Then C=Z
Rule 2: If A=X
Then C=Z
قانون r زیرمجموعه قانون s است اگر:
{C(r)}={C(s)} و
{P(s)} زیرمجموعه {P(r)} باشد.
قانون r از پایگاه دانش حذف

شرایط غیر لازم
دو قانون زیر بدون توجه به مقدار پارامتر B، نتیجه یکسانی را تولید می کنند:
Rule 1: If A=X
And B=Y
Then C=Z
Rule 2: If A=X
And B=Not Y
Then C=Z
این دو قانون توسط قانون زیر جایگزین می شوند:
Rule 1: If A=X
Then C=Z
قوانین s,r دارای شرایط غیر لازم می باشند اگر:
{C(r)}={C(s)} و
بعضی از p(r) ها با p(s) ها در تضاد و بقیه شروط برابر باشند.

قوانین دوره ای
قوانین 1 تا 3 در زیر این مساله را بیان می کنند:
Rule 1: If A=X
Then B=Y
Rule 2: If C=Z
And B=Y
Then Decision=yes
Rule 3: If Decision=yes
Then A=X
اگر هدف = Decision و روش = زنجیره ای رو به عقب انتخاب قانون 2 برای برقراری نتیجه این قانون باید شرایط آن برقرار شود(یکی از شرایط، نتیجه قانون 1) برقراری شرط قانون 1، انتخاب قانون 3 شرط قانون 3 یک دوره با هدف ایجاد می کند.
مجموعه ای از قوانین دوره ای هستند اگر زنجیره ای از نتایج آنها در داخل یک دوره یا حلقه باشد.

مقدار غیر ارجاعی پارامتر
اگر کاربر مقدار Medium را برای این پارامتر پاسخ دهد، در آنصورت سیستم هیچگاه به نتیجه نخواهد رسید و یا اینکه جواب اشتباهی را ارائه می دهد.
Rule 1: If Interest Rates are High
Then invest in bonds
Rule 2: If Interest Rates are Low
Then invest in stocks
اطلاع به مهندس دانش
مقادیر مجاز برای Interest Rates، Low، Medium، و High
می باشد.

مقادیر غیر قانونی پارامتر
مقدار غیر قانونی Very High برای پارامتر
Interest Rates:
Rule: If Interest Rates are Very High
Then invest in gold stocks

نتایج میانی غیر قابل حصول
در قانون زیر اگر نتیجه میانی R=W در شرط هیچ قانونی نباشد، این اتفاق رخ می دهد.
Rule: If A=X
Then R=W
زمانیکه یک نتیجه میانی در هیچیک از شرایط قوانین وجود نداشته باشد، ایجاد می شود.

هدف غیر قابل حصول
اگر پایگاه دانش فقط حاوی قوانین زیر باشد و فرض کنید که برای شرط E هیچ پرسشی وجود نداشته باشد شرط E غیر قابل حصول به نتیجه نهایی هرگز نخواهیم رسید.
Rule 1: If A=U
Then C=W
Rule 2: If C=W
Then D=X
Rule 3: If E=Q
Then Goal=yes
هیچ پرسشی برای شرط آن نتیجه موجود نباشد.
شرط آن نتیجه از هیچیک از قوانین دیگر استنتاج نشود. در واقع آن شرط نتیجه قانونی نباشد.

شرط غیر قابل حصول
شرط E از قانون سه در صورت عدم وجود پرسش برای آن، شامل این حالت می شود:
Rule 3: If E=Q
Then Goal=yes
هیچ پرسشی برای آن شرط موجود نباشد.
آن شرط از هیچیک از قوانین دیگر استنتاج نشود. در واقع آن شرط نتیجه قانونی نباشد.

پارامترهای ارزیابی ابزارهای تایید و اعتبارسنجی دانش
با بررسی تعاریف و مشخصات هر کدام از ابزارهای تایید و اعتبارسنجی دانش به شرح زیرند:
پایگاه دانش : نوع پایگاه دانش مورد V & V
سرعت : مدت زمان لازم برای کشف وجود یا عدم وجود دانشهای غیرمعتبر در سیستم اندازه گیری با اجرای کامل هر سیستم
زمان اعمال : زمانی که V & V روی سیستم اجرا می شود
نوع V & V
نوع عمل : نوع عمل سیستم از لحاظ استاتیک یا پویا بودن
زمان توقف : بستگی به پارامتر "نوع عمل"
نحوه تشریح : مقدار "بله" یا "خیر"
نحوه تصحیح : روشی که ابزار مورد بررسی به منظور بازنمایی دانش خود استفاده می کند.

جدول ارزشیابی ابزارهای V & V

پیاده سازی سیستم ارزیابی ابزارهای تایید و اعتبارسنجی دانش سیستم های هوشمند
اخذ دانش
مصاحبه با فرد خبره
فرمت ذخیره قوانین در پایگاه دانش
پایگاه داده
موتور استنتاج
واسط کاربر
تشریح کننده

پایگاه داده
هر حقیقت در پایگاه داده شامل ساختاری مشابه ساختار زیر است:
Fact(av(Attribute,Value),Hist)
فاز اخذ دانش در این پروژه شامل دو بخش مستند و غیر مستند

موتور استنتاج
موتور استنتاج زنجیره ای رو به عقب
تابع findgoal
مقدار صفت مورد نظر به صورت یک حقیقت در پایگاه داده موجود است.
باید مقدار صفت را از کاربرسیستم خبره سوال کند.
قوانینی وجود دارند که کاهش آنها باعث رسیدن به مقدار صفت مورد بررسی می شود.

واسط کاربر
به صورت گفت و گو با کاربر
مقادیر صفات مورد نیاز برای استنتاج از کاربر سوال
در پایگاه داده ذخیره

تشریح کننده
ردیابی قوانین که گزارشی از پیشرفت مشاوره را در بر دارد.
تشریح اینکه سیستم "چگونه" به یک نتیجه خاص دست یافته است.
تشریح اینکه "چرا" سیستم سوالی را مطرح می کند.

نتیجه گیری (بررسی اعمال انجام شده برای پروژه “ابزارهای تایید و اعتبارسنجی دانش در سیستمهای هوشمند”)
هدف از این پروژه: طراحی و ساخت یک سیستم خبره ارزشیابی ابزارهای مختلف V & V [با یکسری معیارهای ارزیابی استاندارد] تهیه گزارش برای کاربر نهایی

مراجع
[1] R. M. O’Keefe, O. Balci, and E. P. Smith, “Validating Expert System Performance,” IEEE Expert, vol. 2, no. 4, pp. 81-90, Winter 1987.
[2] Suzzane Smith, and Abraham Kandel, Verification and Validation of Rule-Based Expert Systems, 1993.
[3] James Ignizio, The Development and Implementation of Rule-Based Expert Systems, 1991.
[4] سامرویل، یان. مهندسی نرم افزار. ترجمه مهندس عین الله جعفرنژاد قمی. مشهد: جهاد دانشگاهی مشهد، بهار 1375.
[5] عبدالله زاده بارفروش، احمد، و دادخواه، چیترا. طراحی و ساخت سیستم خبره جهت اعتبارسنجی دانش در سیستمهای هوشمند، گزارش نهایی طرح پژوهشی مستقل(فاز 1و2)، دانشکده مهندسی کامپیوتر و فن آوری اطلاعات، دانشگاه صنعتی امیرکبیر، بهمن ماه 1379.