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| UNIVERSIDAD YACAMB� DIRECCI�N DE INVESTIGACI�N Y POSTGRADO Sistemas de Informaci�n Gerencial Tema: Sistemas Expertos Subtema: Componentes de un Sistema Experto Elaborado Por: Maitane I. Fern�ndez U. Caracas, 7de marzo de 2002 |
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| Los sistemas expertos incorporan en la base de conocimiento del sistema el conocimiento de un experto e intentan simular el razonamiento humano por medio de un conjunto de programas de computaci�n. | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
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| Base de conocimientos: contiene una gran cantidad de informaci�n sobre un tema espec�fico, generalmente introducida por un experto en dicho tema, sobre el cual se desarrolla la aplicaci�n. Este conocimiento se codifica seg�n una notaci�n espec�fica que incluye reglas, predicados, redes sem�nticas, frames y objetos. | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
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| El conocimiento experto se puede categorizar como: | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Conocimiento Emp�rico o Heur�stico: conocimiento declarativo y operacional que ayuda al experto a resolver problemas comunes obviando la necesidad de llevar a cabo an�lisis demasiado formales y detallados. Generalmente aportan una soluci�n aprendida en base a la experiencia sin necesidad de entender cabalmente la raz�n por la cual funciona, i.e. heur�sticas o reglas de dedo, thumb rules. | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Conocimiento formal: incluye definiciones precisas, axiomas, leyes generales, principios y relaciones causales formales. Permite modelar dominios complejos que los humanos encuentran dif�ciles de comprender, permitiendo as� refinar y extender el conocimiento que existe alrededor de un �rea o problema espec�fico. | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| El conocimiento puede representarse como: | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| 1 El c�lculo de predicados: es la forma cl�sica de representar el conocimiento en Inteligencia. Artificial. Contiene enunciados traducidos a f�rmulas bien formadas o axiomas. Esta t�cnica resulta adecuada para almacenar conocimiento acerca de una estructura de datos. A esta t�cnica se adecua el lenguaje de programaci�n PROLOG, cuya sintaxis establece las conexiones l�gicas con objeto de encontrar instancias de una o varias variables que satisfagan las funciones (propiedades o relaciones)establecidas. | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| 2) Las redes sem�nticas: Una red sem�ntica es una colecci�n de conceptos (objetos, situaciones, nociones) y relaciones entre conceptos junto con una interpretaci�n. Los nudos representan los conceptos, y los hilos representan relaciones binarias entre esos nudos. Las redes sem�nticas constituyen un buen m�todo para representar conocimiento acerca de propiedades de inclusi�n entre clases, de pertenencia de individuos a clases. | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| 3)Los armazones (frames). T�cnica similar a la anterior. Un armaz�n es una red de nudos organizados en una jerarqu�a: los nudos superiores representan conceptos generales; los nudos inferiores, las instancias espec�ficas de esos conceptos; y los enlaces asociados con un concepto particular son llamados ;ranuras(slots). Las ranuras pueden quedar rellenas, bien con un valor, bien prescribiendo otro armaz�n que supla el valor, bien asignando un procedimiento para computar un valor (en caso de que resulte necesario). El armaz�n constituye, pues, una generalizaci�n de la idea de relaci�n, por cuanto que las ranuras asociadas a un objeto pueden ser consideradas como relaciones, pero no simples: los rellenos de ellas no son at�micos; pueden ser estructuras simples o complejas o un procedimiento (proceso operatorio | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| 4).Otra t�cnica similar a la de los armazones es la de los ;guiones; que� constituyen estructuras que describen secuencias de acontecimientos dentro de un contexto. Son secuencias estereotipadas de acciones que definen situaciones perfectamente conocidas y que no sufren cambios significativos una vez almacenadas. En tanto que los armazones resultan apropiados para representar conocimiento acerca de objetos, los guiones representan mejor el conocimiento de acontecimientos, y resultan as� muy �tiles para la representaci�n a nivel general del significado propio de la comprensi�n y el entendimiento de historias escritas en lenguaje natural. | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| 5) �Reglas generatrices. Las t�cnicas que se han impuesto, por sus muchas ventajas, en la representaci�n del conocimiento son las de tipo procedimental, seg�n las cuales se reduce el conocimiento-base a unos pocos elementos primitivos m�s unas reglas generatrices (o de producci�n) de la forma: si A, entonces B, en donde las variables A y B pueden ser interpretadas de m�ltiples maneras: si son satisfechas ciertas condiciones, entonces se obtienen tales consecuencias; si es verdadero tal enunciado, entonces cabe inferir tal otro; si se da tal caso, entonces resulta apropiada tal acci�n, etc. El antecedente, A, puede ser complejo: una combinaci�n de reglas, por ejemplo, que producen ( generan) el mismo consecuente, B. | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Base de hechos: proporciona al sistema los datos sobre la situaci�n concreta en la cual se va a realizar la aplicaci�n. | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
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| Motor de inferencia: utiliza la base de conocimientos y la base de hechos, los fusiona y los combina realizando de esta manera una serie de razonamientos acerca del problema que se le ha presentado. El motor de inferencia es el que combina los hechos y las preguntas particulares, utilizando la base de conocimiento, seleccionando los datos y pasos apropiados para presentar los resultados. | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
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| La mec�nica inferencial, aunque diferenciable del conocimiento-base, est� estrechamente vinculada con �l; vinculaci�n que var�a en funci�n del tipo de conocimiento y de la manera en que est� organizado en la base. El conocimiento de tipo procedimental es el m�s abundante en la conducta inteligente, y, como ocurre en la mayor�a de los programas m�s relevantes, suele venir organizado en forma de reglas de producci�n. En este sentido, las t�cnicas de inferencia o estrategias de b�squeda m�s usuales en los sistemas expertos han sido extra�das de la l�gica cl�sica bivalente. Las cuales son:� | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| a). Encadenamiento hacia adelante y hacia atr�s : consiste en aplicar al conocimiento-base (organizado en forma de reglas de producci�n), junto con otro conocimiento disponible, el esquema inferencial modus ponens. Esta estrategia se denomina "encadenamiento hacia adelante"; porque comienza con los datos conocidos y aplica el modus ponens sucesivamente hasta obtener los resultados que se siguen. Las reglas se aplican ;en paralelo, i. e., en cualquier iteraci�n una regla toma los datos cuales eran al principio del ciclo, por lo tanto el conocimiento-base y el sistema no dependen del orden en el que las reglas son establecidas, almacenadas o procesadas. Esta t�cnica suele utilizarse cuando la cantidad de datos es potencialmente muy grande, y resulta de inter�s alg�n conocimiento espec�fico tomado en consideraci�n (caso t�pico en los problemas de diagn�stico; MYCIN, por ejemplo). Esta t�cnica se corresponde con el m�todo cl�sico en L�gica de la demostraci�n de un teorema en un sistema axiom�tico. | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| La t�cnica "encadenamiento hacia atras" consiste en tratar de probar un dato (o conocimiento) engarz�ndolo en las reglas-base con el esquema de inferencia modus ponens, i. e., tomando al dato como un consecuente y buscando en el conocimiento-base el correspondiente antecedente, a trav�s de los pasos correspondientes. | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| ;b) M�todo de resoluci�n: es en esencia, el m�todo de las .tablas de verdad.de Beth o de �rbol; de Smullyan, con reglas (de inferencia) de resoluci�n, en vez de con reglas sem�nticas | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| c)� El conocimiento ordinario:Los sistemas basados en. conocimiento (sistemas expertos) organizan �ste en la base. -haciendo estimaci�n de los datos, estableciendo estructuras y reglas generatrices-.; y utilizan t�cnicas l�gicas para, a partir del conocimiento-base, obtener (o generar) otros conocimientos (conclusiones, decisiones, etc.). La organizaci�n del conocimiento-base y la ulterior manipulaci�n (t�cnicas inferenciales) est�n estrechamente unidas; dependen, adem�s, del tipo de conocimiento tomado en consideraci�n, y en funci�n de ello dise�a el ingeniero su sistema experto. | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Interface hombre-m�quina: son m�dulos de interacci�n con el usuario, o sea, posibilitan la f�cil comunicaci�n entre la m�quina y el operador. En la interfase de usuario de un Sistema Experto se pone a disposici�n del usuario dos componentes: | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
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| Un componente activo: que determina el resultado en la interacci�n con el usuario y un componente pasivo: que justifica el resultado (componente explicativo) |
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| Preguntas: | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| �Cu�les son los componentes de un Sistema Experto? | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| �Qu� diferencia existe entre la Base de Conocimiento y la Base de Hechos? | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| �Cu�les son los componentes m�s importantes de un sistema experto? | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| �Cu�les opciones, coloca el Sistema Experto a disposici�n del Usuario? | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
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