تحقیق طراحی و پیاده سازی یک سیستم خبره جهت ارزیابی ابزار های تأیید و اعتبارسنجی دانش در سیستم های هوشمند

چکیده

در این مقاله به توصیف چگونگی طراحی و پیاده سازی یک سیستم خبره جهت ارزیابی ابزارهای تأیید و اعتبارسنجی دانش    سیستم های هوشمند می پردازیم. امروزه مسائل تأیید و اعتبارسنجی دانش سیستم های هوشمند از اهمیت بالایی برخوردار است که به موجب آن ابزارهای تأیید و اعتبارسنجی دانش سیستم های هوشمند نیز جزء مسائل پر اهمیت محسوب شده و در نتیجه پیاده سازی یک سیستم ارزیابی ابزارهای مذکور از کارهای امروزه محققین در این زمینه می باشد. سیستم خبره طراحی شده علاوه بر تعیین ارزش نهایی هر ابزار تأیید و اعتبارسنجی دانش سیستم های هوشمند، قادر به ارائه تشریح برای کاربر نیز می باشد و می تواند به سؤال های "چرا"[1] و "چگونه"[2] در رابطه با اولویت بندی ابزارها که از طرف کاربر مطرح می شوند پاسخ گوید و همچنین مراحل دستیابی به قوانین ارزش دهی از طریق گزینه "ردیابی"[3] در اختیار کاربر قرار خواهد گرفت. خروجی سیستم خبره ارزیابی به صورت نمودار توسط نرم افزار Microsoft Excel ارائه خواهد شد.

کلمات کلیدی: V&V، سیستم های خبره، سیستم های هوشمند و ارزیابی سیستم.

مقدمه

"تأیید" و "اعتبار سنجی" دانش یکی از مسائل مورد توجه محققان از سال 1984 میلادی تاکنون بوده است. محققین از آن زمان به فکر طراحی ابزاری مناسب جهت "تأیید" و "اعتبارسنجی" دانش برای   سیستم های مبتنی بر دانش بودند.

"تأیید" و "اعتبارسنجی" دانش یک مرحله ترکیبی برای تضمین کیفیت سیستم های نرم افزاری مبتنی بر دانش است. "تأیید" دانش، تضمینی برای درستی از جنبه مفهومی و "اعتبارسنجی" دانش، تضمینی از نظر قابل قبول بودن نرم افزار از طرف استفاده کننده می باشد. برای پیاده سازی و طراحی این مرحله به ابزارها، تکنیک ها و روش هایی نیاز می باشد. سیستم های خبره امروزی غالباً با چنین ابزار، روش و   تکنیک هایی تولید نشده اند.[2]

با توجه به اهمیت "تأیید" و "اعتبارسنجی" دانش در این مقاله به بررسی طراحی و پیاده سازی سیستم خبره جهت ارزیابی ابزارهای تأیید و اعتبارسنجی دانش سیستم های هوشمند می پردازیم. در ابتدا با مطالعه ابزارهای موجود "تأیید" و "اعتبارسنجی"، پارامترهای ارزیابی همراه با مقادیر ممکن آن ها به صورت جدولی ارائه می گردد. مقادیر پارامترهای ارزیابی توسط پرس و جو از کاربر در قالب یک پایگاه داده طراحی شده است. دانش های به دست آورده شده در پایگاه دانشی که دربرگیرنده ارزش پارامترهای این پایگاه داده  می باشند ذخیره می شوند. با استفاده از استنتاج رو به عقب بر روی پایگاه دانش طراحی شده و حقایق کسب شده از پایگاه داده، ارزش نهایی هر ابزار تأیید و اعتبارسنجی دانش ارائه  می گردد. در نهایت توسط نرم افزار Microsoft Excel به صورت نموداری، ارزش کلیه ابزارها رسم می گردد. این نمودار ارزش ابزارهای تأیید و اعتبارسنجی دانش سیستم های هوشمند ارزیابی شده را به صورت تصویری به نمایش  می گذارد. شکل 1 سیستم خبره مورد بررسی را توصیف می کند.

Evaluation Parameters

Verification and Validation Tools

Value of V&V Tools

Evaluation Chart

Evaluation Expert System

Microsoft Excel

شکل 1- ورودی و خروجی سیستم خبره

این سیستم خبره به صورت یک پوسته[4] با استفاده از زبان برنامه نویسی پرولوگ طراحی شده است که قادر به انجام عمل استنتاج برای هر پایگاه دانش متناسب با دامنه مسأله می باشد.

سیستم خبره ارزیابی طراحی شده شامل اجزای زیر  می باشد:

1- پایگاه دانش، محل ذخیره سازی ارزش پارامترها و نیز قوانین مربوط به تعیین ارزش نهایی هر ابزار تأیید و اعتبارسنجی دانش سیستم های هوشمند می باشد.

2- پایگاه داده، به منظور ذخیره سازی جدول ارزیابی ابزارهای تأیید و اعتبارسنجی دانش   سیستم های هوشمند در نظر گرفته شده است.

3- موتور استنتاج، شامل روش استنتاج رو به عقب برای تعیین ارزش نهایی هر ابزار تأیید و اعتبارسنجی دانش سیستم های هوشمند می باشد.

4- واسط کاربر، برقراری ارتباط با کاربر از طریق سؤال و جواب می باشد.

5- تشریح کننده، در بر گیرنده تشریح چگونگی ارزش دهی ابزارهای تأیید و اعتبارسنجی دانش می باشد.

این مقاله شامل بخش های زیر می باشد:

< >تأیید و اعتبارسنجی دانش سیستم های هوشمندسیستم های خبرهبررسی ابزارهای تأیید و اعتبارسنجی دانش سیستم های هوشمندپیاده سازی سیستم خبره ارزیابی ابزارهای تأیید و اعتبارسنجی دانش سیستم های هوشمندنتیجه گیریمنابع و مراجع 

1- تأیید و اعتبارسنجی دانش سیستم های هوشمند

صحت و تأیید پایگاه دانش نقش بسیار مهمی را در استنتاج درست و تصمیم گیری صحیح یک سیستم هوشمند بر عهده دارد و در واقع می توان گفت که یک پایگاه دانش صحیح و تأیید شده، صحیح و کامل بودن یک سیستم هوشمند مانند سیستم خبره را در شرایط مختلف تضمین  می کند.

اعتبارسنجی و تأیید یا به اختصار V&V در واقع یک پروسه ترکیبی برای تضمین کیفیت نرم افزار می باشد. به طور مختصر تأیید تضمینی برای درستی از جنبه تکنیکی و اعتبارسنجی تضمینی از نظر قابل قبول بودن نرم افزار از طرف مشتری یا استفاده کننده می باشد.

در اعتبارسنجی هدف چک کردن این مطلب است که آیا سیستم مورد نظر نیازهای کاربران را برآورده می کند یا نه. در تأیید ما محتوای پایگاه دانش، در واقع دانش های موجود در آن را، از نظر درستی[5]، سازگاری[6] و کامل بودن[7] مورد بررسی قرار می دهیم. هر زمان که دانش جدیدی به پایگاه دانش اضافه می شود، پروسه تأیید و اعتبارسنجی، مخصوصاً مسأله تأیید دانش جدید، دوباره اعمال می شود. [3]

2- سیستم های خبره

یک سیستم خبره، یک برنامه کامپیوتری هوشمند است که از دانش و رویه های استنتاج برای حل مسائلی که به اندازه کافی مشکل هستند و نیاز به هوش بشر برای حل آنها می باشد، استفاده می کنند. به عبارت دیگر، سیستم های خبره، برنامه های کاربردی کامپیوتری هستند که بعضی مهارت های غیر الگوریتمی برای حل انواع مشخصی از مشکلات را شامل می شوند.

بخش های مختلف یک سیستم خبره عبارتند از:

< >پایگاه دانش – محل ذخیره سازی دانش ها که توسط یک روش بازنمایی دانش مانند Rule-based، Semantic Net، Frame و ... ارائه می شوند.اخذ دانش[8]- در فاز اخذ دانش مهندس دانش به کسب دانش از خبره می پردازد.حافظه کاری[9] - محل ذخیره سازی حقایق اولیه یا استنتاج شده توسط سیستم خبره.موتور استنتاج – با استفاده از یک روش استنتاج که به صورت استنتاج رو به جلو یا عقب و یا مخلوطی از هر دو می باشد، عمل استنتاج بر روی پایگاه دانش را انجام داده و دانش های استنتاج شده را به صورت حقایق در حافظه کاری ذخیره می کند. در واقع حل مسأله و پاسخ نهایی سیستم توسط این بخش صورت می گیرد.واسط کاربر – ارتباط بین کاربر و سیستم.تشریح کننده.