Главная страница

ааа. Лабораторная работа №2. Лабораторная работа Разработка эс в программе MiniES


Скачать 93.09 Kb.
НазваниеЛабораторная работа Разработка эс в программе MiniES
Дата16.09.2020
Размер93.09 Kb.
Формат файлаdocx
Имя файлаЛабораторная работа №2.docx
ТипЛабораторная работа
#138192

Подборка по базе: ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА 6.docx, контрольная работа вариант 3.docx, Обязательная контрольная работа.docx, Лабораторная работа №26.doc, ПРАКТИЧЕСКАЯ РАБОТА. ПСИХОЛОГО-ПЕДАГОГИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ ИНКЛЮЗИВНОГ, Курсовая Работа Преступления против государственной власти, инте, Русский язык. Письменная работа.docx, контрольная работа по гидравлике.docx, Лабораторная работа 3 V3.docx

Лабораторная работа № 2. Разработка ЭС в программе MiniES




При выполнении лабораторной работы используется программа Mini Expert System («Малая экспертная система» вер. 1.0), описание работы с которой приведено ниже.

Общее задание на лабораторную работу:

В соответствии с вариантом составить список вопросов, необходимых для получения определенного решения и список вариантов ответов. Списки оформить в виде текстового файла с расширением .DAT (см. примеры из программы Mini Expert System).

Отладить экспертную систему, проверить ее работоспособность на примерах.

Содержание отчета по работе:

  • задание,

  • списки вопросов и вариантов ответов (распечатка .DAT-файла),

  • протоколы проверки работоспособности на примерах.



Варианты заданий работы:

Вариант 1. Идентификация типа транспортного средства (велосипед, мотоцикл, мотороллер, телега, карета, автобус, грузовик, легковые: пикап, седан, хэтчбек, кабриолет…).

Вариант 2. Проведение летнего отдыха (дома, в саду, в пешем походе, в местном санатории, на Черном море, на Средиземном море, в круизе на теплоходе, на горном курорте, в африканских странах и т.д.).

Вариант 3. Выбор принтера (или другой техники по выбору) для покупки (матричного, струйного, лазерного).

Вариант 4. Где поужинать вечером? (дома, у друзей, в столовой, в кафе, в ресторане, в клубе).

Вариант 5. Выбор телевизора для дома (диагональ, тип, цена, марка и т.д.).

Вариант 6. Покупка квартиры в г. Москве (цена, площадь, престижность района, экологическая ситуация в районе, транспорт, тип дома и т.д.).

Вариант 7. Идентификация заглавных букв греческого алфавита.

Вариант 8. Идентификация садовых растений (огурцы, томаты, лук, яблоня, вишня, смородина, крыжовник и т.д.).


1. Подготовка базы знаний


Программа Mini Expert System представляет собой простую экспертную систему, использующую байесовскую систему логического вывода. Она предназначена для проведения консультации с пользователем в какой-либо прикладной области (на которую настроена загруженная база знаний) с целью определения вероятностей возможных исходов и использует для этого оценку правдоподобности некоторых предпосылок, получаемую от пользователя.

На первом этапе создания базы знаний необходимо сформулировать знания о рассматриваемой области в виде двух наборов: Q = {qj} – набор вопросов (симптомов, свидетельств) и V = {vi} - набор вариантов исхода (вариантов решения), а также двух матриц вероятностей: Py = {pyij} и Pn = {pnij} размером m×n, где pyij – вероятность получения положительного ответа на jй вопрос, если i-й исход верен; pnij – вероятность получения отрицательного ответа на j-й вопрос, если i-й исход верен; n и m – количества вопросов и исходов соответственно. Кроме того, каждому исходу ставится в соответствие априорная вероятность данного исхода Р, т.е. вероятность исхода в случае отсутствия дополнительной информации.

В процессе работы ЭС решатель, пользуясь данными наборами и матрицами и теоремой Байеса, определяет апостериорную вероятность каждого исхода, то есть вероятность, скорректированную в соответствии с ответом пользователя на каждый вопрос: - при положительном ответе Pапостер. = Pyij Pi ,

Pyij ⋅Pi + Pnij ⋅(1−Pi )

  • при отрицательном ответе Pапостер. = (1−Pyij )⋅(P1i−+Py(1ij−)Pn⋅Piij)⋅(1−Pi ) ,

  • при ответе «не знаю» апостериорная вероятность равна априорной. То есть вероятность осуществления некой гипотезы при наличии определенных подтверждающих свидетельств вычисляется на основе априорной вероятности этой гипотезы без подтверждающих свидетельств и вероятностей осуществления свидетельств при условиях, что гипотеза верна или неверна.

Исходная информация оформляется в виде текстового файла с расширением .DAT со следующей структурой:

Описание базы знаний, имя автора, комментарий и т.д.

(можно в несколько строк; эта информация выводится после загрузки базы знаний; данная секция заканчивается после первой пустой строки)

Вопрос № 0 (любой текст, заканчивающийся переносом строки)

Вопрос № 1

Вопрос № 2

...

Вопрос № N (после последнего вопроса следует одна пустая строка, и вторая секция заканчивается)

Исход № 0, P [ , i, Py, Pn ]

Исход № 1, P [ , i, Py, Pn ]

Исход № 2, P [ , i, Py, Pn ]

...

Исход № M, P [ , i, Py, Pn ]

В последней секции перечисляются исходы и соответствующие им элементы матриц вероятностей. Каждый исход задаётся в отдельной строке, перечисление заканчивается с концом файла.

В начале описания правила вывода задаётся исход, вероятность которого меняется в соответствии с данным правилом. Это текст, включающий любые символы, кроме запятых. После запятой указывается априорная вероятность данного исхода P. После этого через запятую идёт ряд повторяющихся полей из трёх элементов. Первый элемент i – номер соответствующего вопроса. Следующие два элемента Pyij и Pnij – соответственно вероятности получения ответа «Да» на этот вопрос, если возможный исход верен и неверен. Эти данные указываются для каждого вопроса, связанного с данным исходом.

Примечание: P <= 0.00001 считается равной нулю, а P >= 0.99999 – единице, поэтому не следует указывать такие значения – исход с подобной априорной вероятностью обрабатываться не будет. Например:

Грипп, 0.01, 1,0.9,0.01, 2,1,0.01, 3,0,0.01

Здесь сказано: существует априорная вероятность P = 0,01 того, что любой наугад взятый человек болеет гриппом.

Первому вопросу (i = 1) соответствует запись «1,0.9,0.01». Отсюда следуют значения Pyi1 = 0,9 и Pni1 = 0,01, которые означают, что если у пациента грипп, то он в девяти случаях из десяти ответит «Да» на этот вопрос, а если у него нет гриппа, он ответит «Да» лишь в одном случае из ста (т.е. данный симптом встречается довольно редко при других болезнях). Ответ «Да» подтверждает гипотезу о том, что у него грипп. Ответ «Нет» позволяет предположить, что человек гриппом не болеет.

При положительном ответе «Да» (+5) на первый вопрос апостериорная вероятность для рассматриваемого примера составит:

Pапостер. = Pyij ⋅ PiPy+ Pnij ⋅ ijPi⋅(1− Pi ) = 0.01*0.90+.01(1*−00.9.01)*0.01 = 0,47619.

При отрицательном ответе «Нет» (-5) на первый вопрос апостериорная вероятность для рассматриваемого примера составит:

Pапостер. (1− Pyij) ⋅ P =

= = 0,00102.

При ответе «Не знаю» (0) апостериорная вероятность исхода равна ап-

риорной: Pапостер. = Pi .

При промежуточном ответе h (от -5 до 0 и от 0 до +5) апостериорная вероятность рассчитывается с учетом степени уверенности принадлежности признака и рассчитывается линейной интерполяцией от значений утвердительных ответов «Да», «Нет», «Не знаю».

При отрицательном ответе (-5;0):

Pапостер. = Pi +(Pi −Pапостер.(неЕ))⋅ h . 5

Например, при ответе h= -3:

Pапостер. = 0,00461.

При отрицательном ответе (0;+5):

Pапостер. = Pi + (Pапостер.(Е) − Pi )⋅ h .

5

Например, при ответе h= +3:

Pапостер. = 0,28971.

Для второго вопроса имеем запись «2,1,0.01». То есть, если у человека грипп, то этот симптом обязательно должен присутствовать (Pyi2 = 1) и он обязательно ответит «Да». Соответствующий симптом может иметь место и при отсутствии гриппа (Pni2 = 0,01), но это маловероятно.♦

Примечание: При большом количестве вопросов нет необходимости в каждой строке последней секции перечислять их все, тем более если ответ на какой-либо вопрос не влияет на вероятность данного исхода.

2. Работа с программой Mini Expert System


Запускающим файлом программы является MiniES.exe. После запуска появляется диалоговое окно (см. рисунок 4), кнопки на котором выполняют функции: «Загрузить базу знаний» - загрузка заранее подготовленного .DATфайла; «Начать консультацию» - запуск решателя, ответы на задаваемые вопросы вводятся в нижнее поле по шкале от -5 (однозначно нет) до 5 (однозначно да).



Рисунок 4 – Диалоговое окно программы Mini Expert System


написать администратору сайта