Реферат: Искуственный интеллект

TOBJECT и имеет следующие поля и методы:

    - поле SLOT - номер помеченного в поле MARK значения;

    - поле CON - поле-метка для определения предпосылки  или  заключе-

ния;

    - метод LOAD - конструктор для загрузки данного объекта из потока;

    - метод STORE - процедура для сохранения объекта в потоке.

    Следует отметить, что каждый из этих объектов имеет методы LOAD  и

STORE, поскольку предполагается, что БЗ будет сохранена в файле ресур-

сов, который представляет собой индексированный поток (поток с  произ-

вольным доступом к объектам по ключам).

         3.3. Программная реализация составных частей системы

              3.3.1. Реализация интерфейса системы и СУБЗ

    Интерфейс системы создается следующим образом. Объявляется  объект

TEXPERT - потомок от стандартного объекта из  библиотеки  Turbo-Vision

TAPPLICATION, в котором уже содержатся  такие  необходимые  компоненты

любой программы (приложения), как вывод строк меню и статуса,  рабочей

поверхности, поддержка мыши и команды "Выход". Потомок перекрывает та-

кие методы TAPPLICATION, как INITSTATUSLINE для  создания  собственной

строки статуса, INITMENUBAR - для создания собственной строки "выпада-

ющих" меню, RUN - для вывода на рабочую поверхность окна банка  знаний

и установки новой палитры, INIT - для подключения к  системе  ресурсов

(то есть инициализации файлов EXPERT.AIR и EXPERT.BLC)  и  регистрации

объектов в этих ресурсах, HANDLEEVENT -  для  обработки  нестандартных

команд.

    Главное (верхнее) меню системы имеет следующую структуру  (см.рис.

1).

        СИСТЕМА                            БАЗА

      ┌─────────────┐                    ┌──────────────┐

      │ ПАУЗА       │                    │ ОТКРЫТЬ      │

      │ MS-DOS      │                    │ НОВАЯ        │

      │ О ПРОГРАММЕ │                    │ ПЕРЕИМЕНОВАТЬ│

      │ ВЫХОД       │                    │ РЕДАКТИРОВАТЬ│

      └─────────────┘                    │ УДАЛИТЬ      │

                                         └──────────────┘

        ОКНА                               СЕРВИС

      ┌────────────┐                     ┌─────────────┐

      │ РАСПАХНУТЬ │                     │ ПАРОЛЬ      │

      │ ДВИЖЕНИЕ   │                     │ КАЛЕНДАРЬ   │

      │ ЗАКРЫТЬ    │                     │ КАЛЬКУЛЯТОР │

      │ СЛЕДУЮЩЕЕ  │                     │ ИГРА        │

      │ ПРЕДЫДУЩЕЕ │                     └─────────────┘

      └────────────┘

              Рисунок 1. Структура меню "Консультанта"

    Меню СИСТЕМА содержит наиболее общие опции работы в системе,  БАЗА

- операции управления базами знаний, ОКНА - операции над окнами, нахо-

дящимися на рабочей поверхности, СЕРВИС -  некоторые  инструментальные

средства, упрощающие работу пользователя в  системе.  Каждая  операция

меню программно связана с командой, которая затем обрабатывается в ме-

тоде HANDLEEVENT. Так, например, операция  НОВАЯ  связана  с  командой

CMNEW. Процедура - обработчик событий HANDLEEVENT содержит строку:

                        ... CMNEW:NEWBASE ...  ,

    которая означает, что при поступлении этой команды (событие -  вы-

бор операции подсвеченной полосой или двойной щелчок "мышью") обработ-

чик запускает процедуру с именем NEWBASE, которая  вызывает  из  файла

ресурсов окно создания базы (объект TNEWWINDOW), считывает  из  строки

ввода введенное имя базы, записывает его в  файл  EXPERT.BLC,  создает

на диске новый файл с расширением "PRO", связывает его  имя  с  именем

базы и затем уничтожает окно TNEWWINDOW на экране.

    Ниже приводится список всех операций, и, минуя  команды,  процеду-

ры, с которыми связаны эти операции через обработчик событий:

    - ПАУЗА, процедура PAUSE (осуществляет гашение экрана на время от-

лучения пользователя);

    - MS-DOS, процедура DOSCALL (осуществляет временный выход в DOS  и

возврат в систему по команде EXIT);

    - О ПРОГРАММЕ, процедура ABOUT (вызывает из файла ресурсов окно  с

краткими сведениями о данной программе);

    - ВЫХОД, стандартная команда Turbo-Vision;

    - ОТКРЫТЬ, процедура OPENBASE (ищет на  диске  файл,  связанный  с

именем выбранной для открытия (работы) базы, извлекает из  файла  базу

знаний и вызывает основную процедуру машины  вывода  OUTPUTMACHINE  из

файла EXPERT.OVR);

    - НОВАЯ, см. выше;

    - ПЕРЕИМЕНОВАТЬ, процедура RENAMEBASE (удаляет имя  активной  базы

из списка баз файла EXPERT.BLC, извлекает из файла ресурсов окно пере-

именования, считывает из строки ввода окна новое имя,  записывает  его

в EXPERT.BLC и связывает это имя с базой);

    - РЕДАКТИРОВАТЬ, процедура EDITING (для  активной  базы  считывает

из из файла ресурсов диалоговое окно  установок  редактора,  запрещает

все команды пользователя до получения установок из  данного  окна  или

команды на его отмену);

    - УДАЛИТЬ, процедура ERASEBASE (после второго подверждения пользо-

вателя о его окончательном решении удаляет имя активной базы из  спис-

ка имен баз файла EXPERT.BLC, затем уничтожает связанный с  этим  име-

нем файл БЗ на диске);

    - операции меню ОКНА, стандартные процедуры работы с окнами библи-

отеки Turbo-Vision;

    - ПАРОЛЬ, процедура PAROLE (устанавливает на  выбранную  базу  па-

роль для защиты ее от других пользователей;

    - КАЛЕНДАРЬ, процедура EXPCALEND (вызывает из файла ресурсов  окно

календаря);

    - КАЛЬКУЛЯТОР, процедура EXPCALC (извлекает из файла ресурсов  ок-

но калькулятора);

    - ИГРА, процедура EXPGAME (выводит окно  игры-головоломки  на  эк-

ран, предварительно считав его из файла ресурсов системы EXPERT.AIR).

    Все данные процедуры инкапсулированы в  объект  TEXPERT,  то  есть

объявлены как его методы.

    В строке статуса содержатся наиболее  часто  используемые  команды

(операции) и их "горячие" клавиши. Описание этих команд приводится вы-

ше, исключение составляет команда МЕНЮ, активизирующая строку  верхне-

го меню - это стандартная команда Turbo-Vision.

    Рабочая поверхность представляет собой окно со списком имен БЗ,  в

котором одна в данный момент времени активна. На экран окно  выводится

процедурой DRAWBANKLIST, которая вызывается непосредственно из  проце-

дуры TEXPERT.RUN и, в свою очередь, вызывает из  файла  ресурсов  окно

банка знаний, вставляет в него список имен БЗ из файла EXPERT.BLC.

                                                            Таблица 5.

             Новые или перекрытые методы объекта TEXPERT

┌─────────────────────────┬──────────────────────────────────────────┐

│          Метод          │            Назначение метода             │

├─────────────────────────┼──────────────────────────────────────────┤

│INIT                     │Вывод оболочки системы на экран, иницииро-│

│                         │вание файлов EXPERT.AIR и EXPERT.BLC, ре- │

│                         │гистрирование объектов этих файлов,наст-  │

│                         │ройка оверлейного файла,установка палитры.│

│                         │                                          │

│INITSTATUSLINE           │Вывод на экран новой строки статуса.      │

│                         │                                          │

│INITMENUBAR              │Вывод на экран новой строки верхнего меню.│

│                         │                                          │

│HANDLEEVENT              │Обработка нестандартных команд (событий). │

│                         │                                          │

│RUN                      │Извлечение из файла EXPERT.BLC списка     │

│                         │имен баз знаний, запуск программы на ис-  │

│                         │полнение.                                 │

│                         │                                          │

│DRAWBANKLIST             │Вывод на экран окна банка знаний.         │

│                         │                                          │

│IDLE                     │Обновление индикатора кучи.               │

│                         │                                          │

│PAUSE                    │Гашение экрана.                           │

│                         │                                          │

│CALLDOS                  │Временный выход в MS-DOS.                 │

│                         │                                          │

│CALLWIN                  │Временный выход в Windows 3.х.            │

│                         │                                          │

│CALLNC                   │Временный выход в Norton Commander.       │

│                         │                                          │

│ABOUT                    │Информация о программе.                   │

│                         │                                          │

│OPENBASE                 │Открытие выбранной базы знаний для кон-   │

│                         │сультации.                                │

│                         │                                          │

│NEWBASE                  │Создание новой базы.                      │

│                         │                                          │

│RENAMEBASE               │Переименование базы.                      │

│                         │                                          │

│EDITING                  │Редактирование базы.                      │

│                         │                                          │

│ERASEBASE                │Удаление базы.                            │

│                         │                                          │

│PAROLE                   │Установка пароля на выбранную базу.       │

│                         │                                          │

│EXPCALEND                │Вывод календаря.                          │

│                         │                                          │

│EXPCALC                  │Вывод калькулятора.                       │

│                         │                                          │

│EXPGAME                  │Вывод игры.                               │

│                         │                                          │

│DONE                     │Удаление программы из оперативной памяти, │

│                         │выход в MS-DOS.                           │

└─────────────────────────┴──────────────────────────────────────────┘

                 3.3.2. Реализация редактора знаний

    Как уже упоминалось, при выборе в меню  БАЗА  операции  РЕДАКТИРО-

ВАТЬ запускается управляющая процедура EDITING. Данная процедура,  как

и прочие, инкапсулированая в объект TEXPERT, по имени  активной  (выб-

ранной) базы находит связанный с ней файл, извлекает из  него  объекты

DATABASE и RULEBASE, затем из файла ресурсов вызывает и выводит на эк-

ран диалоговое окно установок редактора. Это окно имеет:

    - статический текст, показывающий, какая база будет редактировать-

ся;

    - группы переключаемых опций (в терминах Turbo-Vision -  кластеры)

двух видов (в библиотеке  Turbo-Vision  это  объекты  TRADIOBUTTONS  и

TCHECKBOXES);

    - командные кнопки.

    Группы опций выполняют следующие установки:

    - группа ВИД БАЗЫ позволяет установить конфигурацию БЗ  и  порядок

вывода из нее информации;

    - группа ИНТЕРФЕЙС конфигурирует факты и  правила  таким  образом,

чтобы машина вывода могла их вывести в том или ином виде;

    - группа ВИД РЕДАКТОРА устанавливает один из двух приведенных  ти-

пов редакторов знаний;

    - группа РЕСУРСЫ позволяет сделать установки типа объектов,  кото-

рые будут обрабатываться БЗ. Это могут быть либо строки либо текст;

    - группа СОСТАВЛЯЮЩИЕ вызывает любой  из  редакторов,  входящих  в

состав редактора БЗ и представляющих собой редакторы отдельных элемен-

тов БЗ (объектов, вопросов об объектах, возможных  значений  объектов,

правил);

    - группа РЕКВИЗИТЫ БАЗЫ позволяет включить в состав  проектируемой

база знаний дополнительные компоненты.

    Ниже групп в окне раполагаются четыре командные кнопки:

    1. Кнопка ПУСК вызывает из оверлейного файла EXPERT.OVR  процедуру

SELECTOR (см. ниже).

    2. Кнопка СБРОС приводит переключаемые опции в группах в  первона-

чальное положение.

    3. Кнопка ОТМЕНА позволяет удалить окно с  рабочей  поверхности  и

выйти из режима редактирования.

    4. Кнопка ПОМОЩЬ выдает контекстную справку о том, как пользовать-

ся окном.

    Как уже упоминалось выше, по  команде  ПУСК  вызывается  процедура

SELECTOR. Эта процедура обрабатывает полученную  из  диалогового  окна

установок редактора информацию и позволяет вызвать ту или иную  проце-

дуру в зависимости от этой информации.Например, при начальных установ-

ках   по   умолчанию   вызывается   редактор   объектов   и   вопросов

ATRIBUTEDITOR  (слово  OBJECT  внутри  ЭС  "Консультант"  заменено  на

ATRIBUT, поскольку OBJECT - зарезервированное слово  языка  Турбо-Пас-

каль 6.0).

    Рассмотрим на уровне процедур процесс создания новой базы. В  окне

установок редактора выберем установки по умолчанию. Первым после нажа-

тия кнопки ПУСК (или клавиши <ENTER> на клавиатуре) на экран посредст-

вом процедуры ATRIBUTEDITING (именно эту процедуру  запустит  SELECTOR

по умолчанию) выведется окно редактора объектов,  вызванное  из  файла

EXPERT.AIR. Редактор объектов представляет  собой  диалоговое  окно  с

двумя строками ввода и восьмью управляющими командными кнопками.  Каж-

дая кнопка связана с определенной процедурой  посредством  обработчика

событий окна TATRIBUTEDITOR.HANDLEEVENT. Все эти процедуры  инкапсули-

рованы в объект TATRIBUTEDITOR. Словом, эти кнопки генерируют  различ-

ные действия как с информацией, считанной из  строк  ввода  процедурой

TINPUTLINE.GETDATA, так и поведения редактора объектов в теле редакто-

ра БЗ, составляющей которого он является. Так, например, кнопка  ВВЕС-

ТИ включает полученные из строк ввода окна объект и вопрос о нем в ба-

зу фактов, кнопка ЗАПИСЬ сохраняет объекты или вопросы на диске в фай-

ле создаваемой или редактируемой БЗ, кнопка ДАЛЕЕ позволяет перейти  к

следующему шагу редактирования - редактору значений, а кнопка НАЗАД  -

к предыдущему (окно установок редактора). Все эти действия  описывают-

ся методами объекта TATRIBUTEDITOR (его предок - объект  TDIALOG)  со-

ответственно INBASE, RECBASE, NEXT, PREVIOUS.

    Как уже упоминалось выше, по команде  ДАЛЕЕ  вызывается  процедура

NEXT, которая запускает процедуру VALUEEDITING. VALUEEDITING -  проце-

дура, управляющая процессом ввода или редактирования значений.  Редак-

тор значений - это ряд последовательно  сменяющихся  диалоговых  окон,

аналогичных редактору объектов; отличие составляют:

    - наличие статического текста, указывающего,  для  какого  объекта

идет редактирование значений,

    - имеется одна строка ввода вместо двух,

    - имеется дополнительная кнопка ДРУГОЙ, позволяющая  по  окончании

редактирования одного объекта перейти  к  редактированию  другого  (то

есть, сменить окно).

    Следует отметить, что редактор значений  выдает  такое  количество

окон, сколько имеется объектов в базе знаний.

    По команде ДАЛЕЕ окна редактора значений редактор БЗ  переходит  к

следующему этапу редактирования - редактору правил. Последний  постро-

ен по принципу электронной таблицы и представляет собой матрицу, верх-

няя строка которой - имена объектов (FACT^.ATRIBUT), под каждым из ко-

торых в столбец выведены разрешенные значения. Перемещение по  таблице

осуществляется клавишами управления курсором или "мышью", выбор значе-

ния для предпосылки - клавишей <ENTER>, выбор значения для  заключения

- комбинацией клавиш <CTRL+ENTER>. Подробнее: выбор какого-либо значе-

ния клавишей <ENTER> равносилен записи в правило следующего пункта:

 ...ЕСЛИ <ОБЪЕКТ - заголовок столбца  выбранного  значения>=<выбранное

ЗНАЧЕНИЕ>...   ,

    выбор другого значения из другого столбца добавляет в правило сле-

дующую строку:

 ...И <ОБЪЕКТ 2>=<выбранное ЗНАЧЕНИЕ 2>...   ,

    то выбор какого-либо значения из какого-либо другого столбца  ком-

бинацией <CTRL+ENTER> добавит в правило строку:

 ...ТО <ОБЪЕКТ 3>=<выбранное ЗНАЧЕНИЕ 3>...   .

    Необходимо отметить, что особенности синтаксиса баз знаний, разра-

батываемых в системе "Консультант", позволяют в данном правиле для од-

ного объекта выделить только одно значение, а в самом правиле -  толь-

ко одно заключение (предпосылок может быть сколь угодно много).

    Редактор правил реадизуется процедурой RULEEDITING, которая загру-

жает из файла ресурсов EXPERT.AIR объект TRULEEDITOR, в который инкап-

сулированы все процедурыуправления событиями внутри него. Помимо  мат-

рицы (таблицы) редактор правил имеет также командные кнопки, такие  же

как и в предыдущих редакторах. При нажатии кнопки ВНЕСТИ  инкапсулиро-

ванная процедура INRULE вызывает процедуру  RULESFORMER,  обрабатываю-

щую помеченные в таблице значения и переводящая их во внутренний  фор-

мат базы правил.

    По окончании заполнения или редактирования базы правил  с  помощью

команды ДАЛЕЕ на экран выводится  диспетчер  редактора.  Его  вызывает

процедура CALLDISPECTHER, которая извлекает окно диспетчера  из  файла

ресурсов и выводит его на рабочую поверхность. Диспетчер  редактора  -

диалоговое окно с четырьмя командными кнопками, которые связаны с про-

цедурами,   аналогично   предыдущим   инкапсулированными   в    объект

TDICPETCHER.

    - Кнопка УПАКОВКА вызывает на исполнение процедуру PACKADER,  поз-

воляющую удалить из базы фактов незадействованные  при  редактировании

правил значения и объекты.

    - Кнопка ОПТИМИЗАЦИЯ связана с  процедурой  OPTIMIZE,  позволяющей

без нарушения логики знаний исправить базу правил таким образом,  что-

бы сократить ее размеры до минимальных и, следовательно, в  дальнейшем

при ее использовании уменьшить время  сеанса  консультации  (например,

удаление одинаковых правил, сокращение размеров логических цепей и  т.

д.).

    - Кнопка ПРОВЕРКА запускает процедуру LOOKFOR,  которая  проверяет

смысл введенных правил (например, устраняет зацикливание  правил  (см.

далее), указывает на неоднозначность (см.далее) и т. д.).

    - Кнопка СОХРАНИТЬ вызывает процедуру SAVEBASE, которая  выполняет

две функции: сохранение созданной или отредактированной БЗ на диске  и

выход из режима редактирования в основной режим (СУБЗ).

    Следует заметить, что если пользователь желает в  дальнейшем  про-

должить проектирование недоработанной БЗ,  ему  не  следует  применять

операции УПАКОВКА и ОПТИМИЗАЦИЯ по  отношению  к  незаконченной  базы,

поскольку часть фактов, значений и правил, возможно необходимых ему  в

дальнейшем, процедуры могут счесть ненужными. Эти  факты,  значения  и

правила будут безвозвратно потеряны.

                   3.3.3. Реализация машины вывода

    Входящая в систему "Консультант" машина вывода имеет  ряд  особен-

ностей, отличающей ее от машин других ЭС:

    - обработка правил, хранящихся в матричной форме (правила  в  дру-

гих ЭС имеют обычно текстовое представление);

    - использование стратегии комбинированного вывода (см. ниже);

    - возможность в ходе консультации возврата к предыдущему шагу.

    Машина вывода физически предсавляет собой комплекс процедур, выра-

батывающих маршрут оптимального движения к поставленной  пользователем

цели в зависимости от ответов на задаваемые ей вопросы.

    На экране машина вывода  -  это  ряд  последовательно  выводящихся

окон, в каждом из которых содержится вопрос пользователю и список воз-

можных ответов на него.  Стандартное  окно  машины  вывода  процедурой

INITOUTPUTWINDOW извлекается из  файла  ресурсов  системы,  вопрос  об

Страницы: 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7