Жизненный цикл интеллектуальной системы


Скачать 91.09 Kb.
НазваниеЖизненный цикл интеллектуальной системы
Дата публикации05.05.2013
Размер91.09 Kb.
ТипДокументы
userdocs.ru > Информатика > Документы

Тема: Жизненный цикл интеллектуальной системы

Этап 4: Оценка системы


После завершения этапа разработки промышленной экспертной системы необходимо провести ее тестирование в отношении критериев эффективности. К тестированию широко привлекаются другие эксперты с целью апробирования работоспособности системы на различных примерах. Экспертные системы оцениваются главным образом для того, чтобы проверить точность работы программы и ее полезность. Оценку можно проводить, исходя из различных критериев, которые сгруппируем следующим образом:

- критерии пользователей (понятность и "прозрачность" работы системы, удобство интерфейсов и др.);

- критерии приглашенных экспертов (оценка советов-решений, предлагаемых системой, сравнение ее с собственными решениями, оценка подсистемы объяснений и др.);

- критерии коллектива разработчиков (эффективность реализации, производительность, время отклика, дизайн, широта охвата предметной области, непротиворечивость БЗ, количество тупиковых ситуаций, когда система не может принять решение, анализ чувствительности программы к незначительным изменениям в представлении знаний, весовых коэффициентах, применяемых в механизмах логического вывода, данных и т.п.).
^

Этап 5: Стыковка системы


На этом этапе осуществляется стыковка экспертной системы с другими программными средствами в среде, в которой она будет работать, и обучение людей, которых она будет обслуживать. Иногда это означает внесение существенных изменений. Такое изменение требуетнепременного вмешательства инженера по знаниям или какого-либо другого специалиста, который сможет модифицировать систему. Под стыковкой подразумевается также разработка связей между экспертной системой и средой, в которой она действует.

Когда экспертная система уже готова, инженер по знаниям должен убедиться в том, что эксперты, пользователи и персонал знают, как эксплуатировать и обслуживать ее. После передачи им своего опыта в области информационной технологии инженер по знаниям может полностью предоставить ее в распоряжение пользователей.

Для подтверждения полезности системы важно предоставить каждому из пользователей возможность поставить перед ЭС реальные задачи, а затем проследить, как она выполняет эти задачи. Чтобы система была одобрена, необходимо представить ее как помощника, освобождающего пользователей от обременительных задач, а не как средство их замещения.

Стыковка включает обеспечение связи ЭС с существующими базами данных и другими системами на предприятии, а также улучшение системных факторов, зависящих от времени, чтобы можно было обеспечить ее более эффективную работу и улучшить характеристики ее технических средств, если система работает в необычной среде (например, связь с измерительными устройствами).
^

Этап 6: Поддержка системы


При перекодировании системы на язык, подобный Си, повышается ее быстродействие и увеличивается переносимость, однако гибкость при этом уменьшается. Это приемлемо лишь в том случае, если система сохраняет все знания проблемной области, и это знание не будет изменяться в ближайшем будущем. Однако, если экспертная система создана именно из-за того, что проблемная область изменяется, то необходимо поддерживать систему в инструментальной среде разработки.
^

Тема: Эволюционное моделирование

Виды генетических алгоритмов


Существуют различные модели генетического алгоритма (классический, простой генетический алгоритм, гибридный, CHC генетический алгоритм и др.). Они различаются по стратегиям отбора и формирования нового поколения особей, операторами генетического алгоритма, кодированием генов и т.д.

CHC-алгоритм

CHC (Cross generational elitist selection, Heterogenous recombination, Cataclysmic mutation) был предложен Эсхелманом и характеризуется следующими параметрами:

  1. Для нового поколения выбираются N лучших различных особей среди родителей и детей. Дублирование строк не допускается.

  2. Для скрещивания выбирается случайная пара, но не допускается, чтобы между родителями было мало хэммингово расстояние или мало расстояние между крайними различающимися битами.

  3. Для скрещивания используется разновидность однородного кроссовера HUX (Half Uniform Crossover): ребенку переходит ровно половина битов каждого родителя.

  4. Размер популяции небольшой, около 50 особей. Этим оправдано использование однородного кроссовера.

CHC противопоставляет агрессивный отбор агрессивному кроссоверу, однако все равно малый размер популяции быстро приводит ее к состоянию, когда создаются только более или менее одинаковые строки. В таком случае CHC применяет cataclysmic mutation: все строки, кроме самой приспособленной, подвергаются сильной мутации (изменяется около трети битов). Таким образом, алгоритм перезапускается и далее продолжает работу, применяя только кроссовер.

Genitor

Этот алгоритм был создан Д. Уитли. Genitor-подобные алгоритмы отличаются от классического ГА следующими тремя свойствами:

  1. На каждом шаге только одна пара случайных родителей создает только одного ребенка.

  2. Этот ребенок заменяет не родителя, а одну из худших особей популяции (в первоначальном Genitor – самую худшую).

  3. Отбор особи для замены производится по ее рейтингу, а не по приспособленности.

В Genitor поиск гиперплоскостей происходит лучше, а сходимость быстрее, чем у классического генетического алгоритма, предложенного Холландом.

Гибридные алгоритмы

Идея гибридных алгоритмов (hybrid algorithms) заключается в сочетании генетического алгоритма с некоторым другим методом поиска, подходящим в данной задаче. В каждом поколении каждый полученный потомок оптимизируется этим методом, после чего производятся обычные для генетического алгоритма действия.

Такой вид развития называется ламарковой эволюцией, при которой особь способна обучаться, а затем полученные навыки записывать в собственный генотип, чтобы потом передать их потомкам. И хотя такой метод ухудшает способность алгоритма искать решение с помощью отбора гиперплоскостей, однако на практике гибридные алгоритмы оказываются очень удачными. Это связано с тем, что обычно велика вероятность того, что одна из особей попадет в область глобального максимума и после оптимизации окажется решением задачи.

Параллельные генетические алгоритмы

Генетические алгоритмы можно организовать как несколько параллельно выполняющихся процессов, это увеличит их производительность.

Рассмотрим переход от классического генетического алгоритма к параллельному. Для этого будем использовать турнирный отбор. Заведем N / 2 процесса (здесь и далее процесс подразумевается как некоторая машина, процессор, который может работать независимо). Каждый из них будет выбирать случайно из популяции 4 особи, проводить 2 турнира и скрещивать победителей. Полученные дети будут записываться в новое поколение. Таким образом, за один цикл работы одного процесса будет сменяться целое поколение.

Островная модель

Островная модель (island model, рис. 17) – это тоже модель параллельного генетического алгоритма. Она заключается в следующем: пусть у нас есть 16 процессов и 1600 особей. Разобьем их на 16 подпопуляций по 100 особей. Каждая их них будет развиваться отдельно с помощью некого генетического алгоритма. Таким образом, можно сказать, что мы расселили особи по 16-ти изолированным островам.


Рис. 17. Островная модель генетического алгоритма
Изредка (например, каждые 5 поколений) процессы (или острова) будут обмениваться несколькими хорошими особями. Этот процесс называется миграцией. Миграция позволяет островам обмениваться генетическим материалом.

Так как населенность островов обычно бывает невелика, подпопуляции будут склонны к преждевременной сходимости. Поэтому важно правильно установить частоту миграции. Чересчур частая миграция (или миграция слишком большого числа особей) приведет к смешению всех подпопуляций, и тогда островная модель будет несильно отличаться от обычного генетического алгоритма. Если же миграция будет слишком редкой, то она не сможет предотвратить преждевременного схождения подпопуляций.

Генетические алгоритмы стохастичны, поэтому при разных запусках популяция может сходиться к разным решениям (хотя все они в некоторой степени «хорошие»). Островная модель позволяет запустить алгоритм сразу несколько раз и пытаться совмещать «достижения» разных островов для получения в одной из подпопуляций наилучшего решения.

Ячеистые генетические алгоритмы

Ячеистые генетические алгоритмы (Cellular Genetic Algorithms) – модель параллельных генетических алгоритмов. Пусть дано 2500 процессов, расположенных на сетке размером 50×50 ячеек, замкнутой, как показано на рис. 18 (левая сторона замыкается с правой, верхняя – с нижней, получается тор).



Рис. 18. Ячеистый генетический алгоритм
Каждый процесс может взаимодействовать только с четырьмя своими соседями (сверху, снизу, слева, справа). В каждой ячейке находится ровно одна особь. Каждый процесс будет выбирать лучшую особь среди своих соседей, скрещивать с ней особь из своей ячейки и одного полученного ребенка помещать в свою ячейку вместо родителя.

По мере работы такого алгоритма возникают эффекты, похожие на островную модель. Сначала все особи имеют случайную приспособленность (на рисунке она определяется по цвету). Спустя несколько поколений образуются небольшие области похожих особей с близкой приспособленностью. По мере работы алгоритма эти области растут и конкурируют между собой.

^ Тема: Экспертные системы

Классификация оболочек экспертных систем




Исследовательский образец ЭС

Демонстрационный образец ЭС

Промышленный образец ЭС

Коммерческий образец ЭС


Тема: Применение нечеткой логики в ИИС
^

Пример использования нечетких множеств в ИИС


Рассмотрим задачу вычисления перспективного ассортимента продукции склада. Под перспективным ассортиментом в данном случае понимается набор товаров, которые заведомо будут иметь спрос среди потребителей.

Успешное решение задачи нахождения перспективного ас­сортимента позволяет повысить обоснованность принятия решений при закупках продукции.

В качестве исходной информации для решения задачи потребуется:

— множество товаров.

— множество признаков товаров.

— множество магазинов в которые осуществляются поставки продукции со склада.

Требуется определить перспективный ассортимент склада, то есть набор хj для удовлетворения предполагаемых запросов из Z.

Модель строится при следующих допущениях:

  1. на рынке действуют поставщик и потребители — соот­ветственно склад и магазины.

  2. коммерческие запросы от потребителей рассматриваются и по возможности удовлетворяются независимо от времени их поступления.

  3. обслуживание потребителей определяет­ся весовой функцией розничных организаций с помощью экспертной оценки по итогам предыдущей коммерческой деятель­ности.

  4. товары характеризуются р признаками.

  5. степени принадлежности признаков товарам варьируются между отдельными товарами .

  6. один товар предпочитается другому всякий раз, когда его признаки уi по степени важности более близки к оценке потребителя zi.

Пусть — функция принадлежности не­четкого бинарного отношения R, определяемая с помощью эксперта.

Отношение R представляется в матричной форме следу­ющим образом:



В этой матрице элементы каждой строки выражают от­носительные степени принадлежности признаков определенным товарам. Чем выше значения, тем более важен признак.

Пусть — функция принадлежности не­четкого бинарного отношения S. Для всех и всех равна степени совместимости потребителей с признаком у. Чем выше значения функции, тем более данный признак совместим с конкретным потребителем.

В матричной форме это отношение имеет вид:



Значение матрицы ^ S отражают относительные степени важ­ности признаков yi при принятии магазином zj решения о закупке товара.

Из матриц R и S получаем матрицу Т:



элементы, которой определяются функцией принадлежности:

,

для всех , , .

Сумма равна степени нечеткого подмножества, указывающей число важнейших признаков у, которое присуще товару х с точки зрения клиентов.

Далее строится матрица:

,

где конъюнкция  означает операцию попарного минимума.
Порог разделения l ассортимента ограничивается условием:

.

После того как порог l выбран, можно для любого z определить уровневое множество:

, .

Пусть — весовая функция, задающая для каждого магазина его вес по итогам предыдущей деятельности.

Ассортимент предприятия оптовой торговли описывается объединением уровневых множеств:

.

Вычисление перспективного ассортимента помогает определить:

  1. как оптимизировать товарный ассортимент (какие товары обязательно следует иметь при сохранении сложив­шейся структуры потребителей);

  2. как изменить ассортиментную концепцию при заданном изменении зоны обслуживания, т.е. какие стратегические дей­ствия предпринять в случае выхода из числа обслуживаемых потребителей отдельных магазинов.

Похожие:

Жизненный цикл интеллектуальной системы iconТемы контрольных работ по предмету «Маркетинг инноваций»
Жизненный цикл в теории инноваций (жизненный цикл продукта, товара и инновации)
Жизненный цикл интеллектуальной системы icon6. Жизненный цикл и этапы проектирования базы данных
Процесс проектирования, реализации и поддержания системы базы данных называется жизненным циклом базы данных (жцбд). Процедура создания...
Жизненный цикл интеллектуальной системы iconЗакономерности существования клетки во времени. Жизненный цикл клетки, его
Биологические системы, их фундаментальные свойства. Эволюционно обусловленные уровни организации жизни. Элементарные единицы, элементарные...
Жизненный цикл интеллектуальной системы iconЖизненный цикл товара это
Б период времени, на протяжении которого товар находится в сфере потребления на рынке
Жизненный цикл интеллектуальной системы iconМосковский инженерно-физический институт
Полный жизненный цикл инвестиционного проекта (прединвестиционная, инвестиционная и эксплуатационная фазы проектного цикла)
Жизненный цикл интеллектуальной системы iconОсновы управления интеллектуальной собственностью
Ния и коммерческого использования объектов интеллектуальной собственности в предпринимательской деятельности, даётся общее представление...
Жизненный цикл интеллектуальной системы iconЛекция №2 по дисциплине «Управление проектами» тема «Жизненный цикл...
Проанализировать влияние организационной структуры организации на стиль проектного управления
Жизненный цикл интеллектуальной системы iconВопрос 115. Категории споров по делам о защите интеллектуальной собственности....
Результатами интеллектуальной деятельности и приравненными к ним средствами индивидуализации юридических лиц, товаров, работ, услуг...
Жизненный цикл интеллектуальной системы iconРост и развитие растений. Понятие об онтогенезе, росте и развитии...
Онтогенез является последовательной реализацией наследственной генетической программы развития организма в конкретных условиях внешней...
Жизненный цикл интеллектуальной системы iconК объектам права интеллектуальной собственности, в частности, принадлежат
Личные неимущественные права интеллектуальной собственности принадлежат создателю объекта права интеллектуальной собственности. В...
Вы можете разместить ссылку на наш сайт:
Школьные материалы


При копировании материала укажите ссылку © 2020
контакты
userdocs.ru
Главная страница