Как недостаток фреймовых систем следует отметить их относительно высокую сложность, что проявляется в снижении скорости работы механизма вывода и в увеличении трудоемкости внесения изменений в родовидовую иерархию. Кроме того, во фреймовых системах затруднена обработка исключений.
Семантические сети
Семантическая сеть, по мнению специалистов, - наиболее общий способ представления знаний, причем она появилась, по-видимому, ранее других. В ней понятия и классы, а также отношения и связи между ними представлены в виде сети. Семантическая сеть отображает совокупность объектов предметной области и отношений между ними, при этом объектам соответствуют вершины (или узлы) сети, а отношениям - соединяющие их дуги. В качестве объектов могут выступать события, действия, обобщенные понятия или свойства объектов. Свойства представляются в сети также в виде вершин и служат для описания классов объектов. Вершины сети соединяются дугой, если соответствующие объекты предметной области находятся в каком-либо отношении.
Как и в системе, основанной на фреймах, в семантической сети могут быть представлены родовидовые отношения, которые позволяют реализовать наследование свойств от объектов-родителей. Это обстоятельство приводит к тому, что семантические сети приобретают большинство недостатков и достоинств представления знаний в виде фреймов. Но основное преимущество семантических сетей заключается в их наглядности и непосредственной связанности понятий через сеть, которая позволяет быстро находить связи понятий и на этой основе управлять принимаемыми решениями. Именно этот формализм был использован в данной работе в качестве формализма для представления знаний в БЗ. Основной недостаток сетей - сложность обработки исключений. Таким образом, используя данные понятия, наша ПО на языке microLISP представляется следующим образом:
((1 "общее недомогание")
(2 "сухость, першение, саднение")
(3 "кашель сначала сухой, затем с мокротой")
(4 "голос хриплый или беззвучный")
(5 "иногда боль при глотании")
(6 "головная боль")
(7 "повышение температуры тела")
(8 "быстрая утомляемость голоса")
(9 "периодический кашель с мокротой")
(10 "охриплость с афонией")
(11 "ощущение неловкости")
(12 "жжение в горле")
(13 "кашель при обострении")
(14 "сухой кашель")
(15 "слизистая покрыта густой слизью ")
(16 "откашливание с прожилками крови"))
(("ларингит острый" (1 2 3 4 5 6 7))
("ларингит хронический катаральный" (1 2 4 8 9))
("ларингит хронический гипертрофический" (1 10 11 12 13))
("ларингит хронический атрофический" (1 2 4 14 15 16)))
4. Разработка меню экспертной системы
обеспечивающего заданные режимы
Для обеспечения наиболее понятной работы с программой разработана иерархическая структура меню.
Система пользовательского интерфейса обеспечивает взаимодействие между экспертной системой и пользователем. Это взаимодействие обычно включает несколько функций:
1. Обработка данных, полученных с клавиатуры, и высвечивание водимых и выводимых данных на экране.
2. Поддержка диалога между пользователем и системой.
3. Распознавание ситуации непонимания между пользователем и системой.
4. Обеспечение "дружественности" по отношению к пользователю.
Система интерфейса с пользователем должна эффективно обрабатывать ввод и вывод. Для этого необходимо обрабатывать вводимые и выводимые данные быстро, в ясной и выразительной форме. Необходимо также включить возможность работы с дополнительными средствами такими, как магнитные диски и дополнительные файлы данных.
Кроме того, система интерфейса должна поддерживать соответствующий диалог между пользователем и системой. Диалог - это общая форма консультации с экспертной системой.
Консультация должна завершаться ясным утверждением, выдаваемым системой, и объяснением последовательности вывода, приведшей к этому утверждению.
6. Описание программы на micro-LISP
Структурная схема программы на Лиспе изображена на рис.2. Об основных процедурах написано в разделе "Разработка процедур оболочки", в котором представлены схемы алгоритмов их работы.
Теперь перейдем непосредственно к описанию программы. Главная процедура start запускает процедуру mainmenu (она представлена в виде бесконечного цикла do, также представлены и все подменю: menufiles, menubd и т.д.). Mainmenu рисует главное меню и здесь же с помощью выражения cond и eq? организованно получение выбора и запуск выбранной процедуры.
Процедура saving осуществляет запись БД в файл с помощью встроенного выражения with-output-to-file и функции write (все это организованно в виде lambda-выражения).
Загрузка файла (процедура loading) происходит с помощью встроенных with-input-from-file и read (причем БД болезней представлена в виде списка *it_is*, а симптомов в виде списка *simptom*).
Постановка диагноза осуществляется с помощью функции experting. Из БД выбирается болезнь ill, берется список ее симптомов spis_num и с помощью функции exp_ill (spis_num,ill) определяется, есть ли у пользователя эти симптомы. Если эта функция будет ложной (на запрос пользователь ответил отрицательно), то произойдет рекурсивный вызов функции experting от конца списка болезней (т.е. в дальнейшем будет выбрана следующая и т.д.).В процессе работы функции с помощью функции set! формируются списки положительных и отрицательных ответов пользователя *yes* и *no*. Если функция experting выполнила свою работу и диагноз поставлен успешно, то функция log_out (объяснение логического вывода) выводит на экран название определенной болезни и ее симптомы (функция использует для этого функцию cond и рекурсию).
В режиме просмотра списка болезней и симптомов (view_ill) используется cond и рекурсивный вызов функции от хвоста списка, что позволяет вывести все содержимое БД на экран.
В режиме добавления болезней (add_ill) и симптомов (add_sym) используется встроенная функция append (для соединения списков), а рекурсивный вызов функции addsyms обеспечивает возможность добавления к болезни нескольких симптомов. При редактировании болезней (red_ill) и симптомов (red_sym) старое значение удаляется с помощью функции delete! (удаление элемента из списка), а новое обавляется с помощью append.
Удаление болезней (del_ill) осуществляется с помощью функции delete!. При удалении болезни автоматически удаляются и все ее симптомы (рекурсивно вызывая сама себя от конца удаляемого списка признаков функция delsyms последовательно удаляет все симптомы этой болезни).
Удаление симптома (del_sym) также осуществляется с помощью delete!, но при этом с помощью функции append формируется новый список симптомов болезни, симптом которой удаляется. Затем происходит удаление болезни со старым списком симптомов {(set! *it_is* (delete! (list ill spis_nums) *it_is))} и добавление к списку *it_is* этой же болезни с новым списком.
7. Краткое описание встроенных предикатов и функций microLISP,используемых в программе
Окна
Окна являются объектами, подобными "портам", которые представляют собой прямоугольные области на экране. Предикат WINDOW? определяет, действительно ли заданный объект является портом, представляющим окно на экране. Все интерактивные окна ввода-вывода представляются посредством окон, включая ввод-вывод, обеспечиваемый портами STANDARD-INPUT и STANDARD-OUTPUT. Новые окна-порты создаются и открываются с помощью MAKE-WINDOW; их атрибуты доступны с помощью WINDOW-GET-ATTRIBUTE и модифицируются WINDOW-SET-ATTRIBUTE!
Окна до тех пор не выводятся на экран, пока область для них не очистится с помощью WINDOW-CLEAR. WINDOW-DELETE очищает область экрана, занятого окном. WINDOW-POPUP и WINDOW-POPUP-DELETE выдают несколько перекрывающихся окон.
Позиция окна на экране и размер его строк и столбцов устанавливаются WINDOW-GET-POSITION и WINDOW-GET-SIZE, соответственно; модификация выполняется WINDOW-SET-POSITION! и WINDOW-SET-SIZE!.
Модификация позиции и размеров окна может быть выполнена перед тем, как окно изначально выводится на экран по WINDOW-CLEAR. Позиция курсора устанавливается с помощью WINDOW-GET-CURSOR и изменяется WINDOW-SET-CURSOR!. Курсор появляется на экране только тогда, когда ввод производится с клавиатуры.
FLUSH-INPUT
Процедура FLUSH-INPUT чистит буфер вводного порта.
Формат (FLUSH-INPUT {port})
Параметр port- вводной порт (необязательный аргумент).
Объяснение:
FLUSH-INPUT отбрасывает любые литеры и включает следующую "последовательность конца строки" (end-of-line) в буфер ввода, который связан с port, если он задан, или с текущим вводным портом. Выдается неопределенное значение.
LAST-PAIR
Возвращает последнюю пару непустого списка.
LIST
Композиции пар, связанных через их cdr-компоненты, называются списками. Пустой список, обозначаемый как (), также является списком. Когда цепочка cdr-связей в паре оканчивается пустым списком, тогда пара называется "собственным списком". Процедура LIST обеспечивает такой список, состоящий из значений его аргументов. LIST* обеспечивает похожий список, но имеющий значение его последнего аргумента в cdr-компоненте последней пары цепочки.
MEMBER
MEMBER, MEMQ, MEMV
Процедура
Данные процедуры выдают подсписок, начинающийся с некоторого специфического объекта в собственном списке.
Формат (MEMBER оbj list)
(MEMQ оbj list)
(MEMV оbj list)
Параметры obj - любой объект в "ЛИСП-МИКРО";
list - собственный список
Объяснение:
Данные процедуры ищут первое появление obj в list, используя EQVAL? для сравнения (в случае MEMBER); при MEMQ используется EQ?; при MEMV - EQV? Если obj найден, подсписок, содержащий obj как первый элемент, выдается как результат. Если obj не найден в list, выдается "ложь".
DO
Специальное выражение
DO обеспечивает наиболее общую возможность вычисления итераций.