بنام خداوند همیشه بخشنده و با همه مهربان

خبرهسیستم های محمدرضا فدوی امیریدرس هوش مصنوعی

Expert System

Expert System

2

فهرست مطالبتاریخچه.1تعاریف سیستم خبره.2مفاهیم اساس ی سیستم خبره.3اجزاء سیستم خبره.4انواع استنتاج. 5روند کار سیستم خبره.6ابزارهای سیستم خبره .7نگهداری سیستم خبره.8وجه تمایز سيستم خبره . 9

مزاياي سيستم هاي خبره . 10روش برخورد با عدم قطعيت. 11

سيستم هاي خبره همكار. 12انواع کاربرد های سیستم خبره.13نتیجه گیری .14

آینده سیستم های خبره.15محمدرضا فدوی امیری / درس هوش مصنوعی

Expert System

3

تاریخچه

سیستم های مبتنی بر دانش یا سیستم های خبره مرهون رشته دیگری ازمطالعات که همان هوش مصنوعی است

.می باشد

هه ایده های هوش مصنوعی به عنوان یک زمینه جدید برای بررس ی و مطالعه در د.شکوفا شد1940

ر یک جان مک کارتی برای نخستین مرتبه اصطالح هوش مصنوعی را د1956درسال .کنفرانس مورد استفاده قرار داد

محمدرضا فدوی امیری / درس هوش مصنوعی

Expert System

4

یک برنامه هوشمند با عالیترین1986واترمن در سال کیفیت و دانش مشخص در دامنه مسئله ایجاد نمود که

نامیدند اصل دانشآنرا بعدها

حل مسئله پیچیده باید بر اساس دانسته های: اصل دانشکافی نسبت به محیط باشد

که در نبود دانش همه آنچه که مشخص میشود بر اساس جستجو و استدالل

این کافی نیست

دارای دانش یا سیستم های دانش می گویند زیرامبتنی بر دانشبه این سیستم ها سیستم ها ی

.مربوط به محدوده های خاص می باشند

KBS (Knowledge Based System)

محمدرضا فدوی امیری / درس هوش مصنوعی

Expert System

5

انواع تعاریف سیستم های خبره

سیستم خبره به برنامه ی کامپیوتری گفته می شود که

دارای خبرگی در حوزه ی خاص ی است و میتواند در آن

.حوزه برای تصمیم گیری یا کمک به خبره به کار رود

:و برای حل مسائلی به کار میروند که

.نداردبرای حل آن مسائل وجودالگوریتم خاص ی.1

.داردبرای حل آن مسائل وجود دانش صریح.2

-1

محمدرضا فدوی امیری / درس هوش مصنوعی

Expert System

6

سیستمهای خبره دسته ای از برنامه های کامپیوتری 2-

هستند که قادر به راهنمایی ، تحلیل، دسته بندی، مشاوره،

کاوش ، پیش بینی ، ایجاد مفاهیم ، شناسایی ، تفسیر ، کنترل،

مسائلی این برنامه ها معموال به.برنامه ریزی ، زمان بندی ، توجیه و آزمایش هستند

.داردمتخصصان انسانیمی پردازند که حل آنها نیاز به

انواع تعاریف سیستم های خبره

محمدرضا فدوی امیری / درس هوش مصنوعی

Expert System

7

انواع تعاریف سیستم های خبره

برنامه هايي هستند که رفتار يک انسان متخصص در

اين برنامه از. يک زمينه بخصوص را تقليد مي کنند

ها ذخیره مي کند جهت اطالعاتي که استفاده کننده در آن

.اعالم يک عقيده در يک موضوع بخصوص استفاده مي کند

ما مطابقت سيستم هاي خبره تا هنگامي که بتوانند موضوعي را که با پاسخ هاي ش.داشته باشد بيابند به سوال کردن از شما ادامه مي دهند

3-

محمدرضا فدوی امیری / درس هوش مصنوعی

Expert System

8

:دانش بیشترین اهمیت را در سیستم های خبره دارد

برنامه های کامپیوتری = ساختار داده ها +الگوریتم ها

سیستم های خبره= دانش + استنتاج

محمدرضا فدوی امیری / درس هوش مصنوعی

Expert System

9

اجزاء سیستم خبره

موتور استنتاج

(Inference Engine) حافظه کاری

(واقعیات )Knowledge

Baseپایگاه دانش

(قواعد )

امکانات توضیحامکانات کسب دانش

Explanation Facilities

بخش ارتباط با کاربر

User Interface

محمدرضا فدوی امیری / درس هوش مصنوعی

Expert System

10

:(Knowledge Base)پایگاه دانش

برای محلی که دانش خبره به صورت کدگذاری شده و قابل فهم

.سیستم ذخیره می شود

فردی که دانش خبره را کد گذاری می کند و در: مهندس دانش

.پایگاه دانش قرار می دهد

ش در پایگاه دان( قوانین)به صورت عبارات شرطی و قواعد: بیان دانش

.ذخیره می شود

!است آنگاه متوقف شوقرمزاگر چراغ

محمدرضا فدوی امیری / درس هوش مصنوعی

Expert System

11

(Inference Engine)موتور استنتاج

موتور استنتاج برنامه ای است که قانون را در پایگاه دانش

.تفسیر می کند تا نتیجه را حاصل نماید

موجود در حقایقو پایگاه دانشموجود در دانشو منطقبا استفاده از قواعد

.، اقدام به انجام کار خاص ی می کندحافظه کاری

افزودن حقایق جدید به پایگاه دانش.1

اعالم نتیجه برای کاربر.2

انجام کاری خاص.3

محمدرضا فدوی امیری / درس هوش مصنوعی

Expert System

12

استراتژی های استنتاج

موتور استنتاج به این صورت عمل می کند که یک قانون برای تست انتخاب می کند و بررس ی میکنند که آیا

این شرایط ممکن است .شرایط این قانون برقرارهستند یا خیر

که از طریق سوال ازکاربر بررس ی شود

شود پیدا دانش را در پایگاه دانش یافته و قوانینی را که از دانش می تواند برداشت

.نموده تحلیل را گزارش میدهد

:حرکت رو به عقب

:حرکت رو به جلو

مسائل تشخیص ی

مسائل پیش بینی ،نظارت و کنترل

محمدرضا فدوی امیری / درس هوش مصنوعی

Expert System

13

اطالعات به دست آوردن اطالعات

رسیدن به هدف با واقعیت ها

قواعد و استنتاجات

مکانیسم استنتاج واقعیتهای جدید را نتیجه گیری می کند

.تا درستی رسیدن به هدف را بررس ی کند

Backward Chaining

Forward Chainingمحمدرضا فدوی امیری / درس هوش مصنوعی

Expert System

14

((Explanation Facilitiesامکانات توضیح

برای نشان دادن مراحل نتیجه گیری سیستم خبره

بهربرای یک مساله خاص با واقعیت خاص به کارب

.زبان قابل فهم برای کاربر به کار می رود

:فوایده شده توسط که کاربر با دیدن مراحل استنتاج اطمینان بیشتری به تصمیم گرفت.1

. سیستم خواهد داشت

ه خبره ای که دانش او وارد پایگاه دانش شده است اطمینان حاصل خواهد کرد ک.2.دانش او به صورت صحیح وارد پایگاه دانش شده است

محمدرضا فدوی امیری / درس هوش مصنوعی

Expert System

15

واسط کاربر

باید از قدرت ًواسط کاربر یک سیستم خبره،طبیعتا

تبادلی باالیی برخوردار باشد تا ساختار تبادل اطالعات.به شکل گفتگوی یک متقاض ی و انسان خبره صورت گیرد

ت پاسخ دهد واسط کاربر سیستم خبره نه تنها کاربر را قادر می سازد تا به سواالد بلکه کاربر را مجاز می سازد عملیات اجرایی سیستم را با پرسش در مور

.توضیحات داده شده قطع نماید

ژیت نمار منبرای مثال اگر به یک کاربر سیستم خبره پزشکی گفته شود که بیبه این نتیجه دارد کاربر ممکن است بخواهد بداند که سیستم چگونه

.رسیده است

محمدرضا فدوی امیری / درس هوش مصنوعی

Expert System

محمدرضا فدوی امیری / درس هوش مصنوعی

Expert System

17

امکانات کسب دانش

دانش غیر انسانی .1

اغلب در کتابها،مراجع،مستندات، مشاهده،مطالعات

اما از آنجایی که . موردی و امثال آن یافت می شوند

( به روزنیستند)این منابع دانش به سرعت کهنه می شوند

.نیاز می باشدبه

دانش انسانی.2

کسب دانش از انسان های خبره و ماهر

مصاحبه با افراد متخصص

محمدرضا فدوی امیری / درس هوش مصنوعی

Expert System

18

برای پیکر بندی سیستم هایXCON/RIسیستم :مثال DEC VAXکامپیوتری

اگر

زمینه ی فعلی، تخصیص ابزار به نمونه هایunibusاست ویک درایو دیسک دو دریچه ای وجود دارد ونوع کنترل کننده مود نیاز مشخص است ودو کنترل کننده وجود دارد که به هیچ یک از آن ها ابزاری تخصیص

نیافته است وخص استتعداد ابزار هایی که این کنترل کننده ها می توانند از آن ها پشتیبانی کنند مش

آنگاهبه هر یک از کنترل کننده ها درایو دیسک تخصیص دهید و

یک توجه داشته باشید که دو کنترل کننده با هم ارتباط دارند و هر دوی آنهای از.درایو پشتیبانی می کنند

محمدرضا فدوی امیری / درس هوش مصنوعی

Expert System

19

:انواع استنتاج عبارتند از

هنر واقعی یک سیستم خبره استفاده از ظرفیتش این دقیقا همان چیزی است که. جهت استنتاج است

.سیستم خبره را هوشمند می سازد

استنتاج قیاس ی

استنتاج استقرایی

استنتاج انتزاعی

محمدرضا فدوی امیری / درس هوش مصنوعی

Expert System

20

استنتاج قیاس ی این است که این نوع استنتاج ازمزیت

پیش به این معنی که اگر قضایای.نظر منطق ریاض ی کامال درست است.فرض درست باشند نتیجه به دست آمده نیز مطمئنا درست است

استنتاج قیاس ی

.علی یک برنامه نویس است(1).همه برنامه نویس ها شاد هستند( 2).بنابراین علی شاد است( 3)

محمدرضا فدوی امیری / درس هوش مصنوعی

Expert System

21

استنتاج استقرایی

در استنتاج استقرایی از دانش ناش ی از حواس

به این دلیل است که چنین .پنجگانه استفاده می شود

این چنین .استنتاجی استنتاج استقرایی نامیده می شود

تباه استنتاجی دقت ریاض ی ندارد و همیشه این احتمال وجود دارد که نتایج اشا استنتاج استقرایی در سیستم های خبره عمومیت دارد چرا که ب. باشد

. استنتاجهای انسان درجهان حقیقی هماهنگی و سنخیت دارد

:مثال

.مینسکی یک گربه است( 1)

.بنابراین مینسکی چهار پا دارد( 2)

محمدرضا فدوی امیری / درس هوش مصنوعی

Expert System

22

استنتاج انتزاعی

استنتاج انتزاعی از معلول به علت می رسد و از

این نظر با استنتاج استقرایی که از علت به معلول

استنتاج انتزاعی از نظر ریاض ی . می رسد تضاد دارد

.به اندازه استدالل استقرایی هم صحت و دقت ندارد

:برای مثال قانون زیر

.اگر هوا بارانی باشد آنگاه چمن خیس میشود

این قانون به صورت کلی پذیرفته شده است حتی اگر تضمینی برای .درستی آن وجود نداشته باشد

محمدرضا فدوی امیری / درس هوش مصنوعی

Expert System

23

قلمرو مسئله

تحلیل و بررس ی قلمرو مسئله

تحلیل و بررس ی نیازمندیها و

تعیین مشخصات

شرح مشخصات

دانش محیط

مدل کردن دانش و ایجاد یک سیستم

جهت اخذ دانش

اخذ دانش و

پایگاه دانشایجاد

طراحی سیستم و نمایش دانش

پیاده سازی سیستم نمونه

سیستم نمونه

آزمون و ارزیابی

ایجاد سیستم مقصدمحمدرضا فدوی امیری / درس هوش مصنوعی

Expert System

24

هابزارهای سیستم خبر

ابزارهای کمکی

ساخت سیستمنرم افزار هابزارهای پشتیبانی توسع

توسعه سیستم

موتورهای استقرایی و

غیره

امکانات ویرایشگرها

توضیح

ابزار کمکی

اشکال زدایی

وسایل ورودی و

ابزارهای هوشخروجی

مصنوعیزبانهای برنامه پوسته ها

نویس ی

Level 5،ART-IM،

LoopsوKEE

Vp-Expert،Crystalو

Leonardo

Smalltalk،C

،Ada وC++PROLOGو

Lisp

زبان هایهوش مصنوعی

محمدرضا فدوی امیری / درس هوش مصنوعی

Expert System

25

0

5

10

15

20

25

30

35

40

45

1965 1975 1980 1990

ت خسا

ن ما ز

ن میخت

(فر

ن-

الس

)

PROSPECTORDENDRAL XCON LINKMAN

مانخبره با گذشت ز نمودار زمانی توسعه سیستم های

محمدرضا فدوی امیری / درس هوش مصنوعی

Expert System

26

نگهداری سيستم های خبره

عدم نگهداري سيستم هاي خبره یکی از عواملی

.است که مانع از پذیرش سیستم خبره می شود

:هستنددو فاکتور مهم که در قابلیت نگه داري سيستم هاي خبره موثر

قابلیت ادراک

قابلیت ایجاد تغییر

محمدرضا فدوی امیری / درس هوش مصنوعی

Expert System

27

نگهداری سیستم های خبره

زمان

دقت

انسان خبره

سیستم خبره

محمدرضا فدوی امیری / درس هوش مصنوعی

Expert System

28

تفاوت بین سيستم خبره وسيستم هاي پشتيباني تصميم

DSS (Decision Support System)گیري

به اصالح فرایند تصمیم گیری با گسترش توانایی مدیران

به مدیریت برای گرفتن تصمیمDSSو در جهت کمک

میمات درست می باشد ولی سيستم های خبره در این موارد خودشان می توانند تصورد تحلیل سیستم های پشتیبانی تصمیم گیری اغلب به انسان در م.اتخاذ کنند

انشینی در حالی که سیستم های خبره سعی در ج.های کیفی و کمی کمک می کنند

.انسان متخصص دارند

محمدرضا فدوی امیری / درس هوش مصنوعی

Expert System

29

DSSسیستم های خبره

جایگزین توانایی انسانکمک در تصمیم گیری

محدودپیچیده-بزرگ

محمدرضا فدوی امیری / درس هوش مصنوعی

Expert System

30

روش برخورد با عدم قطعيت

:دو دلیل برای شک و تردید و عدم قطعیت وجود دارد

کاربر پاسخ را به طور قطعی نمی داند. 1.

ضایای تضمین نمی شود نتیجه قانون همواره درست باشد حتی اگرفرض ها و ق. 2.آن قانون همگی درست باشند

همیشه واقعیت ها درست یا غلط نیستند

محمدرضا فدوی امیری / درس هوش مصنوعی

Expert System

31

:روش های بررس ی عدم قطعیت

روشهای عددی

(غیر عددی)روشهای منطقی

بیزین. 1فرم احتمال نابرابر. 2

فاکتور های قطعیت. 3

انجام میشود عمل استنتاج با روش عدم قطعیت. 1عمل استنتاج در محدوده عدم قطعیت انجام میشود. 2

محمدرضا فدوی امیری / درس هوش مصنوعی

Expert System

32

تکنیک ویژگی مزایا معایب

عددی میزان عدم قطعیت ه بوسیله وزن های مربوط

مشخص می شود

ی دقیق و مبتنبر احتماالت

ریاض ی

ریاضیات پیچیده یک مشکل پیاده سازی در سیستم های عملی

محسوب می شود

غیرعددی تاکید بر روی استدالل

در محدوده عدم قطعیتواضح و دقیق له شدیدا به توصیف مسئ

وابسته است

محمدرضا فدوی امیری / درس هوش مصنوعی

Expert System

33

سيستم هاي خبره همكار

Co Operative Expert Systems

طراحی سیستم های خبره با ویژگی مشارکت با.1

یکدیگر در حل مسئله

تجزیه یک مسئله به زیر مسئله های کوچکتر.2

:مزایا

کاهش هزینه. 1انعطاف پذیری . 2

افزایش تحمل خطا.3

محمدرضا فدوی امیری / درس هوش مصنوعی

Expert System

34

مزاياي سيستم هاي خبره چيست؟

نگه داري دانش

توزيع دانشآموزشرقابت

كاهش قيمت

مزایای سازمانی

مزایای فردی

دسترس ی به دانش

سازگاری

آموزش

محمدرضا فدوی امیری / درس هوش مصنوعی

Expert System

35

!تهیه یک نرم افزار هوشمند یک کار تیمی است

محمدرضا فدوی امیری / درس هوش مصنوعی

Expert System

36

نام مبدا سال محدوده کار

DENDRAL دانشگاه

استانفورد1965 تعیین ساختار

مولکولی

MACSYMA امریکا-هیات 1968 حل مسائل ریاض ی

PROSPECT

OR

ی موسسه تحقیقات

استانفورد1974 ن پیشگویی در زمی

شناس ی

MYCIN دانشگاه

استانفورد1976 تعیین نوع آنتی

بیوتیک

XCON DEC 1980 در کامپیوتر

DECمحمدرضا فدوی امیری / درس هوش مصنوعی

Expert System

37

نام توسعه دهنده سال تکمیل شرح

GPSS NASA,USA 1993 خه یک سیستم خبره زمانبندی که چر ک عملیات را برای فضاپیمای شاتل ازی

.ندپرواز تا پرواز بعدی زمانبندی می ک

FRAUD WATCH

Touché

Ross, Uk

1992 ط سیستم خبره نمایش که توسبرای تشخیص Barclaysبانک

ایی کالهبرداری در کارت های شناس

.استفاده می شود

Dart DARPA,

USA

1990 ه ریزی سیستم خبره که برای برنام

.منطقی به کار میرودمحمدرضا فدوی امیری / درس هوش مصنوعی

Expert System

38

محیط های موفق

تشخیص

طراحی

برنامه ریزی

پیکر بندی

زمانبندی

محمدرضا فدوی امیری / درس هوش مصنوعی

Expert System

39

:کاربرد سیتم خبره در کتابخانه

PROSPECTORسیستم خبره زمین شناس ی

محمدرضا فدوی امیری / درس هوش مصنوعی

Expert System

40

اين سيستم خبره برنامه اي است. ارائه گرديد1956در سال براي استنتاج ساختمان مولکولي يک جسم با استفاده از

شامل فرمول شيميائي يک ماده، ورودياطالعاتي که به عنوان .طيف جرمي ماده آلي و اطالعات مربوط به ان ماده مي باشد

قش يک بزرگترين دستاورد اين سيستم خبره نشان دادن توانائي رايانه ها در ارائه نراي دکتاين سيستم قادر بود در حد يک . متخصص در يک زمينه خاص و محدود بود

.يا حتي بهتر عمل نمايدشيمي

(Dendral) يسيستم خبره و تحليل گر شيميائ

محمدرضا فدوی امیری / درس هوش مصنوعی

Expert System

41

MYCINسیستم خبره

باشد وميهاي خبرهيكي از اولین سيستم

اش نفوذ قدرتمندي درطراحيطراحي

هايهاي خبره و پوستهديگرسيستم

. سيستم خبره داشت

طراحيدر دانشگاه استنفورد70ي در دههي درمانكارش تشخيص و توصيه. شده بود

هاي خوني خاص ي بودبراي عفونت

محمدرضا فدوی امیری / درس هوش مصنوعی

Expert System

42

پزشکان براي تشخيص مناسب،

به كشت ميكروب در آزمايشگاه

.از عضو عفونت يافته نیازداشتند

گرفت و اگر پزشكان تا اين ميساعت وقت48متاسفانه اين عمل !!!كردند، ممكن بود بيمارشان بمیردموقع صبر مي

محمدرضا فدوی امیری / درس هوش مصنوعی

Expert System

43

هيچگاه درMYCINدر حقيقت .

اين كاربخاطر. عمل استفاده نشد

ضعفي در عملش نبود در حاليكه

بارها توسط دانشگاه استنفورد

اين بخاطرمسايل. امتحان شده بود

اخالقي و اعمال قانوني براي

.استفاده از كامپيوتر در پزشكي بود

بايست موردداد چه كس ي ميتشخيص ي اشتباه ميMYCINاگر گرفت؟قرار ميبازخواست

محمدرضا فدوی امیری / درس هوش مصنوعی

Expert System

44

آلودگی و چرک بدن صد در صد منفیاگر

.هیکل و ریخت بدن قوی استو

سیستم تنفس ناجور و بدون اکسیژن و

مدرکی وجود دارد که داللت میکند بدن بهپس

.دارای باکتری است8/0اندازه

محمدرضا فدوی امیری / درس هوش مصنوعی

Expert System

45

MYCINنسخه های دیگری از

NEOMYCIN

EMYCIN

MEOMYCIN:براي آموزش دكترها طراحي شده بود

سیستم خبره ي جدید كهPUFFنامیده مي شود، با استفادهطراحي شده بود تا بیماري قلبي را EMYCINاز

تشخیص دهد

محمدرضا فدوی امیری / درس هوش مصنوعی

Expert System

46

ا و به تواناييهشناخت و آگاهى نسبتهاى خبره محدوديتهاى سيستم

شناختی كامل از حوزه وسيع فقهاسالمى

هسیستم تصمیم گیرند

انواعسیستم مشاور

سیستم خبره در فقه اسالمی

محمدرضا فدوی امیری / درس هوش مصنوعی

Expert System

47

مزایا

باال بردن سرعت و دقت در.1

استنباط حکم

رفع اشتباهات ناش ی از غفلت از.2

مبانی

موانععام.1

خاص.2

محمدرضا فدوی امیری / درس هوش مصنوعی

Expert System:نتیجه گیری

ما نبايد به سيستم هاي خبره به عنوان دارويي كه همة بيماري ها را

سيستم هاي خبرةكنوني داراي محدوديت ها و . شفا مي دهد بنگريم

. است (پايگاه دانش )موانع جدي هستند كه مهم ترين ِآن ها ،میزان و حد

همچنین در اصطالحات و مفاهيمي كه به يكديگر نزديك و متقارن همتند

دچار مشكالت زيادي هستند

48

رشد شگفت انگیز علوم و سرعت رشد دانش وتحولی عظیم در دانش فراوانی متقاضیان و کاربران

در در ديناي تجارت ،سيستم هاي خبره به عنوان وسايلي كه براي سازمان ها و شركت ها،آمدزا و با صرفه هستند

گسترش مرزهای دانش

مقياس محدود و در اموري كه وابسته به كامپيوتر و هوش مصنوعي مي باشد ،عملكرد اين در.سيستم ها بهتر از انسان بوده است

سيستم هاي خبره مي توانند حافظ اين اطالعات و اندوخته ها باشند .

غیره اين مسئله باعث شده كه سرمايه گذاري هاي كالن براي سيستم هاي خبره ،هوش مصنوعي و. صورت پذيرد

محمدرضا فدوی امیری / درس هوش مصنوعی

Expert System

49

آینده سیستم های خبره درخشان

.و روشن به نظر می رسد

پیشرفت ابزارهای مهندس ی دانش

موجب می شود که ساخت سیستم های

.خبره به تجربه کمتری نیاز داشته باشد

اخته که به پیشرفت های سخت افزاری مانند کامپیوترهای پنتیوم،سیستم های خبره را قادر س.عنوان یک محیط عملیاتی واسط کاربر گرافیکی استفاده شوند

به .باشدتکنولوژی ساخت مراحل مختلف سیستم های خبره در حال اصالح و بهبود کیفیت میواري هر حال تا تحقق نياز هاي انسان توسط سيستم هاي خبره راه بسيار دش

باقي است

آینده سیستم های خبره

محمدرضا فدوی امیری / درس هوش مصنوعی

Expert System

50 محمدرضا فدوی امیری / درس هوش مصنوعی