Экспертные системы. Принципы разработки и программирование

Содержание книги «Экспертные системы. Принципы разработки и программирование»:

• 27 Глава 1. Введение в экспертные системы
  • 27 1.1. Введение
  • 27 1.2. Определение понятия экспертной системы
  • 38 1.3. Преимущества экспертных систем
  • 39 1.4. Общие понятия экспертных систем
  • 43 1.5. Характеристики экспертной системы
  • 47 1.6. Разработка технологии экспертных систем
    • 48 Решение задач человеком и продукционные правила
    • 54 Широкое распространение систем, основанных на знаниях
  • 57 1.7. Приложения и предметные области экспертных систем
    • 57 Приложения экспертных систем
    • 61 Наиболее подходящие области применения экспертных систем
  • 65 1.8. Языки, командные интерпретаторы и инструментальные средства
  • 69 1.9. Элементы экспертной системы
  • 77 1.10. Продукционные системы
    • 78 Продукционные системы Поста
    • 81 Марковские алгоритмы
    • 82 Rete-алгоритм
  • 85 1.11. Процедурные подходы
    • 86 Императивное программирование
    • 89 Функциональное программирование
  • 94 1.12. Непроцедурные подходы
    • 94 Декларативное программирование
    • 94 Объектно-ориентированное программирование
    • 96 Логическое программирование
    • 100 Экспертные системы
    • 102 Недекларативное программирование
    • 102 Программирование на основе индукции
  • 103 1.13. Искусственные нейронные системы
    • 105 Задача коммивояжера
    • 106 Элементы искусственной нейронной системы
    • 108 Характеристики искусственной нейронной системы
    • 110 Новейшие достижения в технологии искусственных нейронных систем
    • 113 Приложения технологии искусственных нейронных систем
  • 114 1.14. Коннекционистские экспертные системы и индуктивное обучение
  • 115 1.15. Современное состояние разработок в области искусственного интеллекта
  • 122 1.16. Резюме
    • 124 Задачи
• 127 Глава 2. Представление знаний
  • 127 2.1. Введение
  • 131 2.2. Смысл знаний
  • 139 2.3. Продукции
  • 144 2.4. Семантические сети
  • 149 2.5. Тройки "объект-атрибут-значение"
  • 150 2.6. Язык PROLOG и семантические сети
    • 151 Основные сведения о языке PROLOG
    • 153 Обеспечение поиска в языке PROLOG
  • 157 2.7. Трудности, связанные с использованием семантических сетей
  • 159 2.8. Схемы
  • 162 2.9. Фреймы
  • 167 2.10. Трудности, связанные с использованием фреймов
  • 169 2.11. Логика и теория множеств
  • 172 2.12. Пропозициональная логика
  • 181 2.13. Логика предикатов первого порядка
  • 181 2.14. Квантор всеобщности
  • 184 2.15. Квантор существования
  • 185 2.16. Кванторы и множества
  • 187 2.17. Ограничения логики предикатов
  • 187 2.18. Резюме
    • 188 Задачи
• 193 Глава 3. Методы логического вывода
  • 193 3.1. Введение
  • 194 3.2. Деревья, решетки и графы
  • 199 3.3. Пространства состояний и пространства задач
    • 199 Примеры пространств состояний
    • 205 Пространства слабо структурированных задач
  • 206 3.4. Деревья AND-OR и цели
  • 211 3.5. Дедуктивная логика и силлогизмы
  • 220 3.6. Правила вывода
  • 231 3.7. Ограничения пропозициональной логики
  • 233 3.8. Логика предикатов первого порядка
  • 235 3.9. Логические системы
  • 241 3.10. Резолюция
  • 245 3.11. Системы резолюции и дедукция
  • 248 3.12. Поверхностные и причинные рассуждения
  • 254 3.13. Резолюция и логика предикатов первого порядка
    • 255 Преобразование в форму с логическими выражениями
    • 259 Унификация и правила
  • 262 3.14. Прямой и обратный логический вывод
  • 271 3.15. Другие методы логического вывода
    • 271 Аналогия
    • 274 Метод формирования и проверки
    • 275 Абдукция
    • 278 Немонотонный вывод
  • 284 3.16. Метазнания
  • 285 3.17. Скрытые марковские модели
  • 288 3.18. Резюме
    • 289 Задачи
• 295 Глава 4. Рассуждения в условиях неопределенности
  • 295 4.1. Введение
  • 296 4.2. Неопределенность
  • 301 4.3. Типы ошибок
  • 304 4.4. Ошибки и индукция
  • 308 4.5. Классическая вероятность
    • 308 Определение классической вероятности
    • 312 Выборочные пространства
    • 314 Теория вероятностей
  • 315 4.6. Экспериментальные и субъективные вероятности
  • 317 4.7. Сложные вероятности
  • 321 4.8. Условные вероятности
    • 321 Мультипликативный закон
    • 326 Теорема Байеса
  • 328 4.9. Гипотетические рассуждения и обратная индукция
  • 335 4.10. Временные рассуждения и марковские цепи
  • 341 4.11. Анализ вероятностных систем на основе понятий шансов и убеждений
  • 344 4.12. Достаточность и необходимость
  • 347 4.13. Применение неопределенности при формировании цепей логического вывода
    • 348 Несовместимость коэффициентов, заданных экспертом
    • 349 Неопределенное свидетельство
    • 353 Исправление недостатков, связанных с неопределенностью
  • 354 4.14. Комбинация свидетельств
    • 354 Варианты классификации неопределенных свидетельств
    • 357 Комбинирование свидетельств с использованием нечеткой логики
    • 359 Логическая комбинация свидетельств
    • 359 Эффективные значения правдоподобия
    • 361 Сложности, связанные с использованием условной независимости
  • 362 4.15. Сети логического вывода
    • 363 Система PROSPECTOR
    • 365 Сети логического вывода
    • 368 Отношения логического вывода
    • 373 Архитектура сети логического вывода
  • 377 4.16. Распространение вероятностей
  • 381 4.17. Резюме
    • 383 Задачи
• 389 Глава 5. Нестрогие рассуждения
  • 389 5.1. Введение
  • 390 5.2. Неопределенность и правила
    • 390 Источники неопределенности в правилах
    • 392 Отсутствие надежных теоретических оснований
    • 393 Взаимодействия правил
    • 394 Разрешение конфликтов
    • 397 Обобщение и неопределенность
  • 399 5.3. Коэффициенты достоверности
    • 400 Трудности, связанные с применением байесовского метода
    • 401 Степени доверия и недоверия
    • 404 Меры, применяемые для измерения степени доверия и недоверия
    • 407 Вычисления, проводимые с использованием коэффициентов достоверности
    • 412 Сложности, связанные с использованием коэффициентов достоверности
  • 414 5.4. Теория Демпстера-Шефера
    • 414 Рамки различения
    • 417 Массовые функции и незнание
    • 422 Комбинирование свидетельств
    • 428 Нормализация степени доверия
    • 430 Движущиеся массы и множества
    • 431 Сложности, связанные с применением теории Демпстера-Шефера
  • 432 5.5. Приближенные рассуждения
    • 434 Нечеткие множества и естественный язык
    • 447 Операции с нечеткими множествами
    • 453 Нечеткие отношения
    • 459 Лингвистические переменные
    • 465 Принцип расширения
    • 466 Нечеткая логика
    • 469 Нечеткие правила
    • 473 Композиция max-min
    • 477 Метод максимума и метод моментов
    • 482 Возможность и вероятность
    • 485 Правила преобразования
    • 489 Неопределенность в нечетких экспертных системах
  • 492 5.6. Состояние неопределенности
  • 495 5.7. Некоторые коммерческие приложения нечеткой логики
  • 497 5.8. Резюме
    • 497 Задачи
• 505 Глава 6. Проектирование экспертных систем
  • 505 6.1. Введение
  • 506 6.2. Выбор соответствующей задачи
    • 508 Выбор наиболее приемлемого подхода
    • 509 Выигрыш
    • 509 Инструментальные средства
    • 512 Стоимость
  • 514 6.3. Общее описание процесса разработки экспертной системы
    • 514 Руководство проектом
    • 517 Проблема доставки
    • 519 Сопровождение и развитие
  • 521 6.4. Ошибки, возникающие на различных этапах разработки
  • 529 6.5. Разработка программного обеспечения и экспертные системы
  • 533 6.6. Жизненный цикл экспертной системы
    • 534 Расходы на сопровождение
    • 535 Модель каскадного развития жизненного цикла
    • 537 Модель развития жизненного цикла на основе "кодирования и исправления
    • 537 Инкрементная модель жизненного цикла
    • 538 Модель спирального развития жизненного цикла
  • 538 6.7. Подробная модель жизненного цикла
    • 541 Планирование
    • 542 Определение знаний
    • 544 Проектирование знаний
    • 546 Разработка кода и отладка
    • 546 Верификация знаний
    • 547 Оценка системы
  • 548 6.8. Резюме
    • 549 Задачи
• 551 Глава 7. Введение в CLIPS
  • 551 7.1. Введение
  • 552 7.2. Язык CLIPS
  • 554 7.3. Система обозначений
  • 556 7.4. Поля
  • 559 7.5. Вход и выход из системы CLIPS
  • 561 7.6. Факты
    • 562 Конструкция deftemplate
    • 563 Многозначные слоты
    • 563 Упорядоченные факты
  • 564 7.7. Добавление и удаление фактов
  • 568 7.8. Модификация и дублирование фактов
  • 570 7.9. Команда watch
  • 571 7.10. Конструкция deffacts
  • 573 7.11. Компоненты правила
  • 576 7.12. Рабочий список правил и выполнение программы
    • 577 Отображение рабочего списка правил
    • 578 Правила и релаксация правил
    • 579 Отслеживание активизаций, правил и статистических данных
  • 581 7.13. Команды, применяемые для манипулирования конструкциями
    • 581 Отображение списка элементов указанной конструкции
    • 582 Отображение текстового представления указанного элемента конструкции
    • 583 Удаление указанного элемента конструкции
    • 584 Удаление всех конструкций из среды CLIPS (очистка среды)
  • 585 7.14. Команда printout
  • 586 7.15. Использование нескольких правил
    • 587 Отражение в правиле свойств реального мира
    • 587 Правила с несколькими шаблонами
  • 589 7.16. Команда set-break
  • 590 7.17. Загрузка и сохранение конструкций
    • 590 Загрузка конструкций из файла
    • 591 Отслеживание операций компиляции
    • 592 Сохранение конструкций в файле
  • 592 7.18. Комментирование конструкций
  • 593 7.19. Переменные
  • 595 7.20. Многократное использование переменных
  • 596 7.21. Адреса фактов
  • 599 7.22. Однозначные подстановочные символы
  • 601 7.23. Мир блоков
  • 608 7.24. Многозначные подстановочные символы и переменные
    • 608 Многозначные подстановочные символы
    • 609 Многозначные переменные
    • 611 Применение нескольких различных способов согласования с шаблонами
    • 612 Реализация стека
    • 613 Еще один вариант программы для мира блоков
  • 615 7.25. Резюме
    • 615 Задачи
• 625 Глава 8. Развитые средства сопоставления с шаблонами
  • 625 8.1. Введение
  • 626 8.2. Ограничения полей
    • 626 Ограничение поля not
    • 627 Ограничение ноля or
    • 628 Ограничение поля and
    • 628 Совместное применение ограничений полей с другими конструкциями
  • 630 8.3. Функции и выражения
    • 630 Элементарные математические функции
    • 633 Переменное количество параметров
    • 634 Определение приоритета и уровня вложенности выражений
  • 635 8.4. Суммирование значений с использованием правил
  • 638 8.5. Функция bind
  • 639 8.6. Функции ввода-вывода
    • 639 Функция read
    • 640 Функция open
    • 642 Функция close
    • 643 Чтение из файла и запись в файл
    • 644 Функция format
    • 646 Функция readline
  • 648 8.7. Игра в палочки
  • 651 8.8. Предикативные функции
  • 652 8.9. Условный элемент test
  • 654 8.10. Предикативное ограничение поля
  • 656 8.11. Ограничение поля для возвращаемого значения
  • 658 8.12. Программа Sticks
  • 659 8.13. Условный элемент or
  • 662 8.14. Условный элемент and
  • 664 8.15. Условный элемент not
  • 667 8.16. Условный элемент exists
  • 670 8.17. Условный элемент forall
  • 673 8.18. Условный элемент logical
  • 678 8.19. Резюме
    • 679 Задачи
• 693 Глава 9. Модульное проектирование, управление выполнением и эффективность правил
  • 693 9.1. Введение
  • 694 9.2. Атрибуты def template
    • 694 Атрибут type
    • 696 Статическая и динамическая проверка ограничений
    • 698 Атрибуты допустимого значения
    • 699 Атрибут range
    • 699 Атрибут cardinality
    • 700 Атрибут default
    • 702 Атрибут default-dynamic
    • 704 Конфликтующие атрибуты слота
  • 704 9.3. Значимость
  • 708 9.4. Фазы и управляющие факты
  • 714 9.5. Неправильное употребление подхода на основе значимости
  • 717 9.6. Конструкция defmodule
    • 719 Способы задания имен модулей в командах
  • 722 9.7. Импорт и экспорт фактов
  • 726 9.8. Модули и управление выполнением программы
    • 728 Команда focus
    • 730 Манипулирование стеком фокусов и его изучение
    • 732 Команда return
    • 734 Средство auto-focus
    • 735 Отказ от фаз и управляющих фактов
  • 737 9.9. Rete-алгоритм сопоставления с шаблонами
  • 741 9.10. Сеть шаблонов
  • 744 9.11. Сеть соединений
  • 748 9.12. Важность правильного выбора порядка расположения шаблонов
    • 749 Учет характеристик правила match-1
    • 750 Учет характеристик правила match-2
    • 752 Команда matches
    • 754 Наблюдение за изменяющимся состоянием
  • 755 9.13. Упорядочение шаблонов в целях повышения эффективности
    • 756 Первоочередное размещение наиболее конкретных шаблонов
    • 756 Размещение в последнюю очередь шаблонов, согласующихся с непостоянными фактами
    • 757 Первоочередное размещение шаблонов, сопоставляющихся с наименьшим количеством фактов
  • 757 9.14. Многозначные переменные и эффективность
  • 758 9.15. Условный элемент test и эффективность программы
  • 760 9.16. Встроенные ограничения сопоставления с шаблонами
  • 761 9.17. Сравнение общих правил с конкретными правилами
  • 763 9.18. Сравнение простых правил со сложными правилами
  • 766 9.19. Резюме
    • 768 Задачи
• 779 Глава 10. Процедурное программирование
  • 779 10.1. Введение
  • 779 10.2. Процедурные функции
    • 780 Функция if
    • 781 Функция while
    • 782 Функция switch
    • 784 Функция loop-for-count
    • 786 Функция progn$
    • 787 Функция break
    • 787 Функция halt
  • 788 10.3. Конструкция deffunction
    • 790 Функция return
    • 792 Еще один вариант программы Sticks
    • 794 Рекурсия
    • 794 Предварительные объявления
    • 796 Отслеживание работы конструкций deffunction
    • 798 Параметр с подстановочным символом
    • 799 Команды для работы с конструкцией deffunction
    • 801 Функции, определяемые пользователем
  • 802 10.4. Конструкция defglobal
    • 804 Команды, применяемые наряду с конструкциями defglobal
    • 805 Принципы сброса (переустановки) значения переменной defglobal
    • 806 Отслеживание значений переменных defglobal
    • 807 Переменные defglobal и сопоставление с шаблонами
    • 808 Использование конструкций defglobal
  • 811 10.5. Конструкции defgeneric и defmethod
    • 813 Еще один вариант конструкции deffunction с именем check-input
    • 817 Приоритеты методов
    • 824 Ограничения запроса
    • 828 Отслеживание работы универсальных функций и методов
    • 829 Команды defmethod
    • 830 Команды defgeneric
    • 831 Перегруженные функции и команды
  • 832 10.6. Процедурные конструкции и конструкции defmodule
  • 835 10.7. Полезные команды и функции
    • 835 Загрузка и сохранение фактов
    • 836 Команда system
    • 837 Команда batch
    • 839 Команды dribble-on и dribble-off
    • 839 Выработка случайных чисел
    • 840 Преобразование строки в поле
    • 841 Поиск символа
    • 841 Сортировка списка полей
  • 843 10.8. Резюме
    • 844 Задачи
• 851 Глава 11. Классы, экземпляры и обработчики сообщений
  • 851 11.1. Введение
  • 852 11.2. Конструкция defclass
  • 853 11.3. Создание экземпляров
  • 854 11.4. Обработчики сообщений, определяемые системой
  • 857 11.5. Конструкция definstances
  • 858 11.6. Классы и наследование
    • 862 Разрешение конфликтов между определениями слотов
    • 865 Абстрактные и конкретные классы
    • 866 Команды, относящиеся к конструкции defclass
  • 869 11.7. Сопоставление с шаблоном объекта
    • 871 Сопоставление с шаблоном объекта и наследование
    • 872 Ключевые слова is-a и name
    • 875 Активизация шаблонов объектов
    • 877 Атрибут сопоставления с шаблонами
    • 878 Шаблоны объектов и условный элемент logical
    • 881 Шаблон initial-object
  • 882 11.8. Обработчики сообщений, определяемые пользователем
    • 884 Сокращенные ссылки на слоты
    • 887 Отслеживание процесса передачи сообщений и функционирования обработчиков сообщений
    • 889 Команды defmessage-handler
  • 890 11.9. Доступ к слоту и создание обработчика
  • 894 11.10. Обработчики сообщений before, after и around
    • 896 Обработчики before и after
    • 899 Обработчики around
    • 903 Перекрытие параметров обработчика сообщений
    • 906 Порядок вызова обработчиков на выполнение
  • 915 11.11. Создание экземпляра, инициализация и удаление обработчиков сообщений
    • 917 Атрибут storage
  • 919 11.12. Модификация и дублирование экземпляров
  • 924 11.13. Классы и универсальные функции
  • 925 11.14. Функции запроса множества экземпляров
    • 926 Определение того, успешно ли выполнен запрос
    • 928 Определение экземпляров, удовлетворяющих запросу
    • 929 Выполнение действий над экземплярами, удовлетворяющими запросу
  • 931 11.15. Множественное наследование
    • 933 Конфликты, связанные с множественным наследованием
    • 935 Сохранение и восстановление значений слотов
  • 939 11.16. Конструкции defclass и defmodule
  • 942 11.17. Загрузка и сохранение экземпляров
  • 944 11.18. Резюме
    • 945 Задачи
• 949 12. Примеры проектов экспертных систем
  • 949 12.1. Введение
  • 949 12.2. Коэффициенты достоверности
  • 955 12.3. Деревья решений
    • 957 Деревья решений с несколькими ребрами
    • 959 Деревья решений, позволяющие проводить обучение
    • 961 Программа для работы с деревом решений, основанная на правилах
    • 967 Пошаговая трассировка программы обучения дерева решений
  • 972 12.4. Обратный логический вывод
    • 972 Алгоритм работы программы обратного логического вывода
    • 975 Представление правил обратного логического вывода в языке CLIPS
    • 978 Машина обратного логического вывода на языке CLIPS
    • 980 Поэтапная трассировка работы программы обратного логического вывода
  • 986 12.5. Задача текущего контроля
    • 987 Формулировка задачи
    • 990 Уточнение деталей, с которого должна начинаться разработка
    • 992 Определения структур представления знаний
    • 995 Управление работой программы
    • 995 Чтение бесформатных показаний датчиков
    • 1004 Распознавание тенденций
    • 1008 Формирование предупреждающих сообщений
  • 1011 12.6. Резюме
    • 1012 Задачи
• 1015 Приложение А. Некоторые широко применяемые эквивалентности
• 1017 Приложение Б. Некоторые элементарные кванторы и их значение
• 1019 Приложение В. Некоторые свойства множеств
• 1021 Приложение Г. Информация о поддержке CLIPS
• 1023 Приложение Д. Общие сведения о командах и функциях CLIPS
• 1059 Приложение Е. Определение языка в нормальной форме Бэкуса-Наура
• 1069 Приложение Ж. Программные ресурсы
• 1119 Приложение З. Литература
• 1125 Предметный указатель