Теория и методика профессионального образования - Педагогические науки - Сортировка материалов по секциям - Конференции - Академия наук
Приветствую Вас, Гость! Регистрация RSS

Академия наук

Вторник, 06.12.2016
Главная » Статьи » Сортировка материалов по секциям » Педагогические науки

Теория и методика профессионального образования
Использование среды разработки экспертных систем CLIPS в практической подготовке будущих инженеров
 
Авторы:
 
Зелинский Сергей Сергеевич, аспирант, Луганский национальный университет имени Тараса Шевченко, преподаватель, Краснодонский промышленно-экономический колледж
 
Шулика Татьяна Игоревна, студент, Краснодонский промышленно-экономический колледж
 
Внедрение информационно-коммуникационных технологий во все сферы жизнедеятельности человека влияет на требования к подготовке специалистов в системе высшего профессионального образования. Формирование компетенций будущих инженеров в области знания информационно-коммуникационных технологий позволит повысить их конкурентоспособность на рынке труда. Изучение систем для разработки экспертных систем является одной из приоритетных задач высшего профессионального образования.
К настоящему времени разработан ряд сред и оболочек для создания экспертных систем: CLIPS, РС+, VP-Expert, KEE, ART. Перечисленные системы нашли применение в разных областей знания, таких, например, как: медицина, генные и молекулярные исследования, анализ конфигурации вычислительных машин, образование и многие другие практические приложения.
Программная среда для разработки экспертных систем CLIPS (от англ. C Language Integrated Production System) зарекомендовала себя и получила достаточно широкое распространение и представляет собой оболочку, базирующуюся на предикатах, как и популярный язык искусственного интеллекта PROLOG.
Вопросы, связанные с методикой изучения среды CLIPS отражены в работах Г. Пушкаревой, А. Козлова. Вопросами изучения информационно-коммуникационных технологий занимался Дж. Лодон. Однако, приходится констатировать, что в работах описаны основы работы и некоторые задачи которые можно решить с помощью языков программирования и программной среды разработки экспертных систем CLIPS. Поэтому, опираясь на специфику подготовки и требования к компетенции будущих инженеров необходимо изучать среду CLIPS, учитывая специфику инженерного образования.
Цель статьи заключается в использовании среды CLIPS для моделирования профессиональных задач.
По мнению А. Козлова работа экспертной системы основывается на базе знаниях. В Clipse составными частями базы знаний являются: факты, правила, функции. Факт – это фундаментальное понятие теории экспертной системы, факты предназначены для использования в правилах системы, вместе с которыми являются знаниями. Каждый факт представляет фрагмент данных, помещенных в текущий список фактов системы. Сами факты подразделяются на упорядоченные и неупорядоченные. Упорядоченные факты – это последовательность из нуля или более значений типа symbol. Факт заключается в круглые скобки, а значения в последовательности отделяются друг от друга пробелами. Первое поле упорядоченного факта определяет отношение или связь факта [2]. Таким образом, автор описал основные элементы среды разработки CLIPS и методику использования состава среды, на которые следует опираться при разработке экспертной системы.
В работе Г. Пушкаревой изложены теоретические и практические вопросы реализации систем искусственного интеллекта в среде CLIPS, описан оригинальный LISP-подобный язык, ориентированный на разработку экспертных систем. Материал сопровождается множеством примеров программ и предложены задания к выполнению. В процессе описания среды разработки CLIPS, автор приводит примеры аналогичных функций в языках программирования Паскаль и С++ [1].
По мнению Дж. Лодона, в современном мире открываются широкие перспективы использования информационно-коммуникационных технологий, доказательством чего, является использование их во всех сферах жизнедеятельности общества, в том числе и образовании, при изучении различных учебных дисциплин. В то же время единой доминирующей теории здесь не существует. Следуя техническому подходу к информационно-коммуникационным технологиям, можно отметить, что, для их изучения используют математические модели, которые также помогают в освоении технических возможностей различных информационных систем. Экспертные системы созданные с помощью среды разработки CLIPS демонстрируют новые подходы к анализу данных и повышение роли информационно-коммуникационных технологий при принятии решений [3].
Проанализировав работы А. Козлова, Г. Пушкаревой и собственные наработки в области создания экспертных систем, мы сформулировали основные возможности программной среды CLIPS:
– представление знаний в виде правил и фактов;
– моделирование системы в качестве прямого логического вывода;
– создание программы имитирующей принятие решений экспертом;
– возможность интегрировать CLIPS в программы на языке С++;
Машина логического вывода CLIPS сопоставляет определенные факты и правила и выясняет, какие из правил можно активизировать. Это выполняется циклически, причем каждый цикл состоит из трех шагов:
– сопоставление фактов и правил;
– выбор правила, подлежащего выполнению;
– выполнение действий, предписанных правилом.
В качестве реализации экспертной системы в среде разработки CLIPS нами была создана экспертная система по определению неисправности блоков питания персонального компьютера. Разработанная экспертная система предназначена для помощи студентам с нехваткой знаний в области ремонта компонентов персонального компьютера.
Модель поиска неисправности представлена в виде древовидной структуры с множеством альтернативных вариантов и поиск неисправности происходит последовательно начиная от корня дерева. В процессе прохождения по дереву алгоритма экспертная система задает вопросы о состоянии устройства. В случае нахождения решения ответ выдается пользователю, в противном случае продолжается опрос пользователя о состоянии диагностируемого устройства. В результате создания данной экспертной системы было установлено, во-первых, поиск неисправности стал возможен неквалифицированным пользователем; во-вторых, подобная система может использоваться в сервисных центрах по ремонту персональных компьютеров.
Таким образом, система CLIPS имеет большие возможности по созданию экспертных систем. Разработка экспертных систем средствами  CLIPS в учебном процессе позволит сформировать у студентов профессиональный стиль мышления и повлияет на формирование информационной компетентности.
 
Литература:
1.Пушкарева Г.В. Системы искусственного интеллекта: программирование в среде CLIPS. Учебное пособие. – Новосибирск: Изд-во НГТУ, 2006. – 73 с.
2.Материалы студенческой конференции. Козлов А.Л. Разработка экспериментальной экспертной системы. http://e-lib.gasu.ru/konf/sssk/arhive/2006/01/R_5_3.html
3.Лодон Дж., Лодон К. Управление информационными системами. 7-е изд. /Пер. с англ. под ред. Д.Р. Трутнева. – СПб.: Питер, 2005. – 912 с.: ил. – (Серия «Классика МВА»).
Категория: Педагогические науки | Добавил: ivan_babenko (12.11.2012)
Просмотров: 825 | Рейтинг: 5.0/1
Всего комментариев: 0
Добавлять комментарии могут только зарегистрированные пользователи.
[ Регистрация | Вход ]