Иллюстрированный самоучитель по введению в экспертные системы

При подготовке третьего издания книги Введение в экспертные системы автор старался прежде всего учесть интересы и пожелания читателей четырех основных категорий: | рядовых читателей, желающих познакомиться с новым классом информационных систем на достаточно высоком теоретическом и техническом уровне;

Смысл экспертного анализа
Характеристики экспертных систем
Базовые функции экспертных систем. Приобретение знаний.
Представление знаний
Управление процессом поиска решения
Разъяснение принятого решения
Резюме. Текущее состояние проблемы.
Распределение материала книги по главам
Рекомендуемая литература. Упражнения.

Исследования в области искусственного интеллекта
Классический период: игры и доказательство теорем. Поиск в пространстве состояний.
Эвристический поиск
Романтический период: компьютер начинает понимать. Система SHRDLU.
Схемы представления знаний
Период модернизма: технологии и приложения. В знании сила.
Периоды "зимней спячки" и "пробуждения" в истории искусственного интеллекта
Рекомендуемая литература. Упражнения.

Представление знаний: принципы и методы
Планировщик STRIPS
Таблицы операторов и методика "средство – анализ завершения"
Анализ метода представления и управления в STRIPS
Формулировка подцелей в MYGIN. Лечение заболеваний крови.
База знаний системы MYCIN
Структуры управления в MYCIN
Оценка и сравнение характеристик экспертных систем. Оценка системы MYCIN.
Сравнение MYCIN и STRIPS
Рекомендуемая литература. Упражнения.

Специализированные языки программирования
Символическое представление
Физическая символическая система
Реализация символических структур на языке LISP. Структуры данных в языке LISP.
Структура LISP-программы
Приложение функции и лямбда-исчисление
Обработка списков
Сопоставление с образцом
Почему LISP не является языком представления знаний. Символический уровень и уровень знаний.
LISP и разработка программ. Гипотеза Смита.
Языки представления знаний
Рекомендуемая литература. Упражнения.

Канонические системы
Системы порождающих правил для решения проблем. Синтаксис представления правил.
Рабочая память
Управление функционированием интерпретатора
Разрешение конфликтов
Прямая и обратная цепочки рассуждений
Правила и метаправила
Рекомендуемая литература. Упражнения.

Графы, деревья и сети
Ассоциативные сети. Разделение видов узлов и когнитивная экономия.
Анализ адекватности ассоциативных сетей
Представление типовых объектов и ситуаций. Основные понятия концепции фреймов.
Фреймы и графы
Значения по умолчанию и демоны
Множественное наследование
Сравнение сетей и фреймов
Рекомендуемая литература. Упражнения.

Язык KRL
Языки LOOPS и FLAVORS
Проблема наложения методов
Метаклассы
Языки CLIPS и CLOS. Множественное наследование в CLOS и CLIPS.
Наложение методов в CLOS и CLIPS
Метаклассы в CLOS и CLIPS
Множественное наследование в C++
Объектно-ориентированный анализ и конструирование экспертных систем
Рекомендуемая литература. Упражнения.

Формальные языки
Исчисление высказываний
Исчисление предикатов
Язык PROLOG
Опровержение резолюций. Принцип резолюций.
Поиск доказательства в системе резолюций
Процедурная дедукция в системе PLANNER
PROLOG и MBASE. Правила поиска в языке PROLOG.
Управление поиском в системе MBASE
Рекомендуемая литература. Упражнения.

Источники неопределенности
Экспертные системы и теория вероятностей. Условная вероятность.
Коэффициенты уверенности
Коэффициенты уверенности и условные вероятности
Сомнительность и возможность. Нечеткие множества.
Нечеткая логика
Теория возможности
Неопределенное состояние проблемы неопределенности
Рекомендуемая литература. Упражнения.

Приобретение знаний
Теоретический анализ процесса приобретения знаний. Стадии приобретения знаний.
Уровни анализа знаний
Онтологический анализ
Оболочки экспертных систем. Система EMYCIN.
Сопровождение и редактирование баз знаний с помощью программы TEIRESIAS
Методы приобретения знаний. Использование опроса экспертов для извлечения знаний в системе COMPASS.
Автоматизация процесса извлечения знаний в системе OPAL. Графический интерфейс модели предметной области.
Эффективность программы OPAL
Приобретение новых знаний на основе существующих
Рекомендуемая литература. Упражнения.

Классификация
Классификация задач экспертных систем
Классификация методов решения проблем. Эвристическое сопоставление.
Общность эвристической классификации
Классификация или конструирование?
Рекомендуемая литература. Упражнения.

Инструментальные средства и задачи, решаемые экспертной системой
Эвристическая классификация в системах MUD и MORE. Модель предметной области выполнения буровых работ.
Стратегии приобретения знаний
Использование коэффициентов уверенности в программе MORE
Опыт эксплуатации системы MORE
Совершенствование стратегий. Уроки проекта GUIDON.
Структура задач в системе NEOMYCIN
Рекомендуемая литература. Упражнения.

Влияние сложности пространства гипотез на организацию работы системы
Структурированные объекты в CENTAUR. Структура фреймов в CENTAUR.
Правила, включенные в прототипы
Формирование суждений на базе модели в системе INTERNIST
Представление знаний в дереве заболеваний
Методика выделения правдоподобных гипотез в INTERNIST
Проблемы, обнаруженные в процессе эксплуатации системы INTERNIST
Рабочая среда инженерии знаний TDE
Рекомендуемая литература. Упражнения.

Области применения методов конструктивного решения проблем
Система R1/XCON
Компоненты и ограничения
Использование текущего контекста для управления структурой задачи
Формирование суждений с учетом ограничений: метод Match
Использование знаний, развитие и расширение системы XCON. Извлечение знаний в системе R1/XCON.
Совершенствование и расширение системы R1/XCON
Рекомендуемая литература. Упражнения.

Стратегии конструирования
Архитектура систем планирования и метапланирования
Извлечение, представление и применение знаний о проектировании. Реализация обратного прослеживания в системе VT.
Приобретение знаний с помощью системы SALT
Итоги анализа систем решения проблем конструирования
Рекомендуемая литература. Упражнения.

Формирование пояснений на основе знаний
Подсистема формирования пояснений в MYCIN
Формирование пояснений в системах, производных от MYCIN. Формирование пояснений на основе фреймов.
Организация вывода пояснений в системе CENTAUR
Использование мультимедийного интерфейса для формирования пояснений
Формирование пояснений и автоматическое программирование. Автоматическое программирование в системе XPLAN.
Проект Explainable Expert Systems
Планирование текстов пояснений и модели пользователей в PEA
Перспективы дальнейших исследований методов формирования пояснений
Рекомендуемая литература. Упражнения.

Общая характеристика инструментальных средств для построения экспертных систем
Оболочки экспертных систем
Языки программирования высокого уровня. Языки описания порождающих правил.
Объектно-ориентированные языки
Языки логического программирования экспертных систем
Многофункциональные программные среды
Дополнительные модули
Использование инструментальных средств. Характерные сложности и способы их избежать.
Выбор подходящего инструментария для разработки экспертной системы
Практическое освоение инструментальных средств
Стиль программирования
Некоторые максимы разработки экспертных систем
Рекомендуемая литература. Упражнения.

Принципы организации систем с доской объявлений
Системы HEARSAY, AGE и ОРМ. Почему для HEARSAY-II выбрана такая архитектура.
Использование источников знаний в HEARSAY-II
Система HEARSAY-III – оболочка для создания систем с доской объявлений
Инструментальные среды AGE и ОРМ
Среда с доской объявлений ВВ. Уровни абстракции в среде ВВ.
Системы ВВ1 и ACCORD
Система PROTEAN
Интеграция стратегий логического вывода. Общая характеристика ВВ.
Эффективность и гибкость модели с доской объявлений. Организация доски объявлений в системе GBB.
Компоновка доски объявлений в среде ERASMUS
Организация параллельных вычислений в системах CAGE и POLIGON
Рекомендуемая литература. Упражнения.

Отслеживание зависимостей. Релаксация в сети.
Пересмотр допущений
Пересмотр теорий высказываний
Немонотонное обоснование
Работа со множеством контекстов. Отслеживание истинности предположений, основанное на анализе допущений.
Использование систем отслеживания истинности предположений для диагностирования на основе моделей
Сравнение различных вариантов организации систем отслеживания истинности предположений
Рекомендуемая литература. Упражнения.

Машинное обучение
Индуктивное обучение
Система Meta-DENDRAL
Формирование и уточнение правил
Пространство версий
Алгоритм отсеивания кандидатов
Сопоставление экземпляров с образцами в Meta-DENDRAL
Построение дерева решений и порождающих правил. Структура дерева решений.
Алгоритм формирования дерева решений по обучающей выборке
Уточнение наборов правил
Рекомендуемая литература. Упражнения.

Теория Демпстера-Шефера
Функции доверия
Применение теории Демпстера-Шефера к системе MYCIN
Методика Перла
Сравнение методов неточных рассуждений
Резюме
Рекомендуемая литература. Упражнения.

Рассуждение, основанное на прецедентах
База прецедентов
Программа CHEF
Методы извлечения и адаптации прецедентов
Обучение с помощью компьютера: система САТО. Предметная область программы САТО.
Расследования и рассуждения в юриспруденции
Обучение с помощью системы САТО
Формирование отчетов в системе FRANK
Сравнение систем, основанных на правилах и прецедентах
Рекомендуемая литература. Упражнения.

Гибридные системы
Методы обучения в системе ODYSSEUS
Системы ODYSSEUS и MINERVA. Оболочка экспертной системы MINERVA.
Обучение в системе ODYSSEUS
Использование прецедентов для обработки исключений
Гибридный символический подход и Нейронные сети
SCALIR – гибридная система для извлечения правовой информации
Организация обучения в системе SCALIR
Будущее гибридных систем
Рекомендуемая литература. Упражнения.

Загадка искусственного интеллекта
Представление знаний
Языки программирования систем искусственного интеллекта
Решение практических проблем
Архитектура экспертных систем
Рекомендуемая литература

Краткая история CLIPS
Правила и функции в CLIPS. Факты.
Правила
Наблюдение за процессом интерпретации
Использование шаблонов. Определение функций.
Объектно-ориентированные средства в CLIPS
Задача "Правдолюбцы и лжецы"
Анализ проблемы
Онтологический анализ и представление знаний
Разработка правил
Расширение набора правил – работа с составными высказываниями
Обратное прослеживание и множество контекстов
Обработка метавысказываний
Полный листинг программы
Стиль программирования на языке CLIPS
Упражнения

A | Abelson H., Sussman G. J .and Sussman J. (1996). Structure and Interpretation of Computer Programs. Cambridge MA: MIT Press. | Abu-Hakima S., Halasz M .and Phan S. (1993). An approach to hypermedia in diagnostic systems. In Intelligent Multi-Media Interfaces (Maybury M., eds.).