71
Tudásbázisok, Tudásbázisok, szakértői rendszerek szakértői rendszerek Könyvtári szolgáltatások Könyvtári szolgáltatások menedzselése I. menedzselése I. Tóth Máté Tóth Máté [email protected] [email protected]

Tudásbázisok, szakértői rendszerek Könyvtári szolgáltatások menedzselése I

  • Upload
    kimo

  • View
    39

  • Download
    0

Embed Size (px)

DESCRIPTION

Tudásbázisok, szakértői rendszerek Könyvtári szolgáltatások menedzselése I. Tóth Máté thmate @ oszk.hu. Mai menetrend. Probléma, problémamegoldás A szakértői rendszer, szerkezete, jellemzői Szakértői rendszerek korlátai Szakértői rendszerek típusai Szakértői shellek Tudásbázisok. - PowerPoint PPT Presentation

Citation preview

Page 1: Tudásbázisok, szakértői rendszerek  Könyvtári szolgáltatások menedzselése I

Tudásbázisok, szakértői Tudásbázisok, szakértői rendszerek rendszerek

Könyvtári szolgáltatások menedzselése I.Könyvtári szolgáltatások menedzselése I.

Tóth MátéTóth Máté

[email protected]@oszk.hu

Page 2: Tudásbázisok, szakértői rendszerek  Könyvtári szolgáltatások menedzselése I

Mai menetrendMai menetrend

• Probléma, problémamegoldás

• A szakértői rendszer, szerkezete, jellemzői

• Szakértői rendszerek korlátai

• Szakértői rendszerek típusai

• Szakértői shellek

• Tudásbázisok

Page 3: Tudásbázisok, szakértői rendszerek  Könyvtári szolgáltatások menedzselése I

Probléma - problémamegoldásProbléma - problémamegoldás

• Probléma:– olyan megoldásra váró elméleti vagy gyakorlati kérdés,

amelyet meglévő tapasztalataink, ismereteink alapján nem tudunk megoldani.

• Problémamegoldás – az élet minden területén (matematikai probléma,

gazdasági életben, vállalatirányításban döntéshozatal)

• A szakértői rendszerek feladata a problémamegoldás

• A kiindulási pont az emberi gondolkodás.

Page 4: Tudásbázisok, szakértői rendszerek  Könyvtári szolgáltatások menedzselése I

Probléma - problémamegoldásProbléma - problémamegoldás

• Az emberi problémamegoldást az alábbi képességek segítik (a MI szempontjai szerinti csoportosításban):– hatékony problémamegoldási képesség - bonyolult,

több alternatív lehetőséget magában rejtő problémák esetén is;

– kommunikációs képesség• magyarázatadási képesség

• természetes nyelven történő információcsere

• érzékelési képesség,

• környezetmanupilációs képesség

Page 5: Tudásbázisok, szakértői rendszerek  Könyvtári szolgáltatások menedzselése I

Probléma - problémamegoldásProbléma - problémamegoldás

– bizonytalan szituációk kezelése;

– kivételek kezelésének képessége;

– tanulás• korábbi tapasztalatok alapján az ismeretanyag bővítése,

• a problémamegoldási képesség növelése.

• A MI ezeket különböző súllyal próbálja megvalósítani.

• A történeti fejlődés során ezek automatizálására önálló kutatási területek alakultak ki.

Page 6: Tudásbázisok, szakértői rendszerek  Könyvtári szolgáltatások menedzselése I

Probléma - problémamegoldásProbléma - problémamegoldás

• 60-as évek:– A kutatók a gondolkodás bonyolult folyamatát úgy

igyekeztek utánozni, hogy általános , széles körű problémamegoldásra képes módszereket kerestek.

• 70-es évek– olyan módszereket kutattak, amelyeket specializált

feladatok megoldására lehet alkalmazni.

• 80-as évek– A program feladatmegoldó képessége nagyobb részt

származtatható a benne foglalt ismeretekből, mint a következtetési szabályokból.

Page 7: Tudásbázisok, szakértői rendszerek  Könyvtári szolgáltatások menedzselése I

A szakértői rendszerA szakértői rendszer

• Szakértői rendszer– A tudásalapú rendszerek közül azok, amelyek szakértői

ismeretek felhasználásával magas szintű teljesítményt nyújtanak egy szűk problémakör kezelésében.

• A problémakör mérete a legfőbb korlátja a szakértői rendszereknek.

• A szakértői rendszerek problémákra adott válasza: – szakvélemény, – tanács, – konkrét értékelés

Page 8: Tudásbázisok, szakértői rendszerek  Könyvtári szolgáltatások menedzselése I

A szakértői rendszerA szakértői rendszer

• A szakértői rendszer előnyei az emberi szakértővel szemben:– több szakértő tudását integrálja magában, így jobb

döntésekre képes;

– gyorsabban ad megoldást mint az ember (néhány perc szemben a több órával);

– a probléma megoldása mindig ugyanaz;

– független a külső körülményektől, hangulatoktól.

Page 9: Tudásbázisok, szakértői rendszerek  Könyvtári szolgáltatások menedzselése I

A szakértői rendszerA szakértői rendszer

– A szakértői rendszer egymás után több problémát is meg tud oldani, az emberi szakértőnek hosszabb idő kell, míg belemélyed egy másik problémakörbe.

– A szakértői rendszer alkalmazásának nincsenek helyi, időbeli korlátjai, az ember adott helyen, adott időben dolgozik.

– Az emberi szakértőnek állandó fizetése van, a szakértői rendszer egyszeri befektetés (viszont amortizálódik)

Page 10: Tudásbázisok, szakértői rendszerek  Könyvtári szolgáltatások menedzselése I

A szakértői rendszerA szakértői rendszer

• Hátrányok az emberi szakértővel szemben:– Csak egy szűk szakterületen, speciális problémák

megoldására fejlesztik és más céllal nem használható;

– Nem tud „józan ésszel” gondolkozni, csak a megadott szabályok szerint;

– Nem veszi észre a határait. Az ember észleli, ha a tudása végéhez ért, és az adott problémakörben megfelelően reagál. A szakértői rendszer ilyen esetekben a szabályok szerint helytelen megoldást ad.

Page 11: Tudásbázisok, szakértői rendszerek  Könyvtári szolgáltatások menedzselése I

A szakértői rendszerek A szakértői rendszerek szerkezeteszerkezete

• A szakértői rendszereknek 3 fő összetevője van:– Tudásbázis– Következtető gép– Felhasználói interfész

Page 12: Tudásbázisok, szakértői rendszerek  Könyvtári szolgáltatások menedzselése I
Page 13: Tudásbázisok, szakértői rendszerek  Könyvtári szolgáltatások menedzselése I

A szakértői rendszerek A szakértői rendszerek szerkezeteszerkezete

• Tudásbázis– A rendszer legfontosabb része

– Felépülhet szabályokból, frame-ekből

– Az egyszer bevitt tudásbázis a működés során változatlan marad (aktualizálható, kiegészíthető, bővíthető)

– A tudásbázishoz hozzá lehet férni lekérdezéssel.

Page 14: Tudásbázisok, szakértői rendszerek  Könyvtári szolgáltatások menedzselése I

A szakértői rendszerek A szakértői rendszerek szerkezeteszerkezete

• Következtető gép:– A rendszer válaszadó része.

– Hozzáfér a tudásbázishoz, onnan állítja elő a szükséges kapcsolatokat, összefüggéseket, következtetéseket.

– A szabályok típusa és száma nem befolyásolja a következtető gép működését.

– A tudásbázist a következtető gépre való hatás nélkül meg lehet változtatni.

Page 15: Tudásbázisok, szakértői rendszerek  Könyvtári szolgáltatások menedzselése I

A szakértői rendszerek A szakértői rendszerek szerkezeteszerkezete

• Felhasználói interfész:– Fontos, hogy minden rendszert könnyen lehessen

használni.

– Észlelhetők legyenek a hibák

– Rendelkezésre álljon egy segítő program

– A rendszerbe legyenek beépítve a következő komponensek:

• Magyarázatadó

• Segítő

• Dialógus

Page 16: Tudásbázisok, szakértői rendszerek  Könyvtári szolgáltatások menedzselése I

A szakértői rendszerek A szakértői rendszerek jellemzőijellemzői

• A legfontosabb jellemzők négy szempont köré szerveződnek:– Szakértelem

– Szimbolikus következtetés

– Mélység

– Önismeret

Page 17: Tudásbázisok, szakértői rendszerek  Könyvtári szolgáltatások menedzselése I

A szakértői rendszerek A szakértői rendszerek jellemzőijellemzői

• Szakértelem– A szakértői rendszernek el kell érnie ugyanazt a szintet

mint egy humán szakértő• Jó megoldásokat kell adni

• Gyorsan kell adni jó megoldásokat.

– Ellenállónak és robusztusnak kell lennie• Hiányos vagy hibás adatokkal találkozva szilárd alapelvekkel

és törvényszerűségekkel kell rendelkezni.

• Ez a jelenlegi rendszerek leggyengébb pontja.

Page 18: Tudásbázisok, szakértői rendszerek  Könyvtári szolgáltatások menedzselése I

A szakértői rendszerek A szakértői rendszerek jellemzőijellemzői

• Szimbolikus következtetés– A humán szakértő rendszerint nem egyenletekkel old

meg problémákat,

– szimbólumokat használ a fogalmak reprezentálására, és különböző stratégiákat és heurisztikákat használva végez műveleteket a szimbólumokkal.

– Szimbólum:• Egy karaktersorozat, amely egy valós világból származó

fogalmat reprezentál.

Page 19: Tudásbázisok, szakértői rendszerek  Könyvtári szolgáltatások menedzselése I

A szakértői rendszerek A szakértői rendszerek jellemzőijellemzői

– A szimbólumok kombinációjával a fogalmak közötti viszonyok fejezhetők ki.

– Szimbólumstruktúra• A szimbólumok közötti relációkat kifejező kombinációk.

– Az ismeretreprezentáció során választják ki a szimbólumokat, ekkor rendezik őket struktúrába.

– Egy szakértő számára a problémát tetszőleges módon meg lehet fogalmazni, amelyet ő átfogalmaz a saját nyelvére.

• Ez a jelenlegi szakértői rendszerekből hiányzik

Page 20: Tudásbázisok, szakértői rendszerek  Könyvtári szolgáltatások menedzselése I

A szakértői rendszerek A szakértői rendszerek jellemzőijellemzői

• Mélység:– A szakértői rendszerek szűk tárgykörben működnek,

ahol azonban bonyolult struktúrákat jelenítenek meg

– A gyakorlati problémák esetében nem szabad élni a leegyszerűsítéssel (mint pl. a játékproblémáknál)

– Amikor egy összetett feladat leegyszerűsítésével készítenek megoldó rendszert, akkor lehetetlenség megoldani, hogy az eredeti feladatra is alkalmazható legyen.

Page 21: Tudásbázisok, szakértői rendszerek  Könyvtári szolgáltatások menedzselése I

A szakértői rendszerek A szakértői rendszerek jellemzőijellemzői

• Önismeret– A rendszerek a saját működésmódjukra vonatkozó

ismereteket is tartalmaznak.

– Önreflexivitás (ennek érdekében a rendszert igyekeznek egyszerűre tervezni)

– Tipikus példa az önismeretre, hogy ha a rendszert szabályhalmaz formájában szervezték meg, akkor képes

• megvizsgálni a következtetési láncot, amely elvezetett a megoldáshoz,

• ellenőrizni a következtetés megbízhatóságát,

• elmagyarázni a következtetési folyamatot.

Page 22: Tudásbázisok, szakértői rendszerek  Könyvtári szolgáltatások menedzselése I

A szakértői rendszerek A szakértői rendszerek jellemzőijellemzői

– Metatudás

– A szakértői rendszerek tartalmaznak egy érvelő magyarázó alrendszert.

• Párbeszédes formában a felhasználó irányításával.

– A magyarázatadás a bizalom alapja• Általában nem több mint a levezetési lánc feltárása.

• Valamint annak feltárása, hogy miért használt egy bizonyos következtetési eljárást.

Page 23: Tudásbázisok, szakértői rendszerek  Könyvtári szolgáltatások menedzselése I

A szakértői rendszerek A szakértői rendszerek jellemzőijellemzői

• A magyarázatadási képesség előnyei:– A felhasználók jobban elfogadják az eredményeket;

– A rendszer fejlesztése rövidebb időt vesz igénybe, egyszerűbb a hibakeresés és a hangolás;

– A rendszer műveletei mögött rejlő előfeltevések felszínre kerülnek;

– Könnyebb előre megbecsülni és kiértékelni egy-egy változtatás hatását a rendszer működésére.

Page 24: Tudásbázisok, szakértői rendszerek  Könyvtári szolgáltatások menedzselése I

A szakértői rendszerek korlátaiA szakértői rendszerek korlátai

• Zártvilág effektus– A következtetés és döntés csak az adott pillanatban

explicit formában rendelkezésre álló tudásbázis-tartalom alapján történhet.

• Egy szintű következtetés problémája– Nem lehetséges az absztrakció és a leszármaztatás.

• Adaptivitási készség hiánya– A rendszer ismeretkészletének és a

problémamegoldási módszerének a konkrét esetekhez való igazításának hiánya.

Page 25: Tudásbázisok, szakértői rendszerek  Könyvtári szolgáltatások menedzselése I

A szakértői rendszerek korlátaiA szakértői rendszerek korlátai

• Zártvilág feltevés:– Egy rendszerben ábrázolt

információ abszolút teljes.

– A matematikai logika zárt, ezzel szemben a valós életproblémák nyitottak

– Pl. detektívregény, menetrend.

Page 26: Tudásbázisok, szakértői rendszerek  Könyvtári szolgáltatások menedzselése I

A szakértői rendszerek típusaiA szakértői rendszerek típusai

• A szakértői rendszerek különböző tudásábrázolási módszerekkel bírnak, ami más-más következtetési eljárást tesz szükségessé.

• Ennek megfelelően különböző felépítésű a tudásbázis és a következtető gép

• Szakértői rendszer típusok:– Szabályalapú

– Frame-alapú

– Induktív

– Hibrid

– Blackboard rendszerek

Page 27: Tudásbázisok, szakértői rendszerek  Könyvtári szolgáltatások menedzselése I

A szakértői rendszerek típusaiA szakértői rendszerek típusai

• Szabály-alapú szakértői rendszerek– A problématerület tényeit a munkamemóriában, a

szabályokkal megfogalmazott ismereteket pedig a tudásbázisban tárolja.

– A következtető mechanizmus ezek alapján határoz meg újabb ismereteket.

– Tudásábrázolás:• Tények és szabályok formájában történik.

• A tények állítások

• A szabályok pedig Ha… Akkor felépítésűek

• Hivatkozhat külső programokra, adatbázisok, táblázatkezelők adataira.

Page 28: Tudásbázisok, szakértői rendszerek  Könyvtári szolgáltatások menedzselése I

A szakértői rendszerek típusaiA szakértői rendszerek típusai

– Következtető rendszer• A következtetés vagy adatvezérelt, vagy célvezérelt módon

történhet.

• Vannak olyan rendszerek, amelyek a kétféle mechanizmust egyszerre alkalmazzák.

– Célvezérelt következtetés:• Egy vagy több célt kell kijelölni, és a rendszer megkísérli

bebizonyítani valamelyik cél állítását.

• Azon tényeket, amelyeket nem tud levezetni, megkérdezi a felhasználótól.

Page 29: Tudásbázisok, szakértői rendszerek  Könyvtári szolgáltatások menedzselése I

A szakértői rendszerek típusaiA szakértői rendszerek típusai

– Adatvezérelt következtetés• A rendszer a kezdőadatokat a használótól kérdezi meg.

• Az adatok származhatnak adatbázisból vagy korábbi következtetések adataiból is.

• A következtetés során azon szabályok, amelyek feltétel része illeszkedik a munkamemória adataihoz, aktivizálódik.

• A konklúzió által kijelölt akciók végrehajtásra kerülnek,

• Az új tények bekerülnek a munkamemóriába.

• Addig folytatódik a következtetés, ameddig van aktivizálódó szabály,illetve, amíg el nem ér egy megadott célt.

Page 30: Tudásbázisok, szakértői rendszerek  Könyvtári szolgáltatások menedzselése I

A szakértői rendszerek típusaiA szakértői rendszerek típusai

• Frame-alapú szakértői rendszerek– A 80-as években jelentek meg.

– Egyre szélesebb körben elterjednek.

– Tudásábrázolás:• Frame-formában történik: egy objektum tulajdonságai

adatstruktúrában tárolódnak.

• A tulajdonságok értékeit, az értéktartományt, az esetleges korlátozásokat a kiegészítő lista tartalmazza.

• Ez események definiálását teszi lehetővé.

• A Frame-ek lehetővé teszik osztályok definiálását (tulajdonságok öröklődése)

Page 31: Tudásbázisok, szakértői rendszerek  Könyvtári szolgáltatások menedzselése I

A szakértői rendszerek típusaiA szakértői rendszerek típusai

– Következtető rendszer• Várakozás-vezérelt következtetés

• Olyan esetekre várakozik, amelyek a kiegészítő listában kerültek megadásra.

• A következtetés mehet cél- és adatvezérelt módon.

• Ha értékeket adunk meg, akkor a változások működésbe hozzák a várakozó eljárások sorát, ami az adatvezérelt következtetéshez hasonló következtetési folyamatot eredményez.

• Ha célt adunk meg, akkor a célhoz szükséges érték meghatározása hozhatja működésbe a várakozó eljárásokat.

Page 32: Tudásbázisok, szakértői rendszerek  Könyvtári szolgáltatások menedzselése I

A szakértői rendszerek típusaiA szakértői rendszerek típusai

• Hibrid rendszerek– A 90-es évektől kezdve

– A frame tudásábrázolás mellett megengedték a szabályok alkalmazását is.

– Tudásábrázolás• Mind frame- mind pedig szabályalapú tudásábrázolási

lehetőséggel bírnak

• Lehetőség van arra, hogy akár együttesen, akár külön alkalmazzuk a szabályokat és/vagy a frame-eket.

Page 33: Tudásbázisok, szakértői rendszerek  Könyvtári szolgáltatások menedzselése I

A szakértői rendszerek típusaiA szakértői rendszerek típusai

– Következtetési rendszer• A vezérlési stratégia mind frame-, mind pedig szabályalapú

következtetést megenged.

• Mindkét esetben lehet adatvezérelt és célvezérelt.

– Frame és szabály kapcsolat• Az a formalizmus, amely megengedi, hogy egy frame

tulajdonságaira szabályokban hivatkozhatunk.

• Illetve az a lehetőség, amellyel szabályok alkalmazásával létrehozhatunk vagy törölhetünk egy frame-et.

Page 34: Tudásbázisok, szakértői rendszerek  Könyvtári szolgáltatások menedzselése I

A szakértői rendszerek típusaiA szakértői rendszerek típusai

• Induktív rendszerek– Eseteket feldolgozó rendszer.

– Viszonylag kevés szakértői rendszer dolgozik ilyen megközelítéssel.

– A gépi tanulás egyik módszerén alapul:• Példák alapján történő tanuláson.

• A tudást egy véges példahalmaz tartalmazza, és a példákból generál szabályokat a rendszer.

Page 35: Tudásbázisok, szakértői rendszerek  Könyvtári szolgáltatások menedzselése I

A szakértői rendszerek típusaiA szakértői rendszerek típusai

– Tudásbázis• A tudás rendszerint egy táblázatos formában meglévő

példasor.

• Egy algoritmus generál szabályokat ez alapján.

• A szabályok maguk is bekerülnek a tudásbázisba.

– Következtető rendszer• Egy új problémánál a legjellemzőbb szempontok szerint keres

hasonló példát, és a példához tartozó megoldás lesz az eredmény.

• Ha nincs hasonló példa, akkor a gép nem ad eredményt a kérdésünkre.

Page 36: Tudásbázisok, szakértői rendszerek  Könyvtári szolgáltatások menedzselése I

A szakértői rendszerek típusaiA szakértői rendszerek típusai

– Az induktív rendszer példákat dolgoz fel.

– Indukcióval jut el az eredményre.

– A példákat térben ábrázolja, ahol a csomópontok a tulajdonságok, az élek pedig a tulajdonságok értékei.

– Fa-struktúrájú irányított gráf a felépítmény (döntési fa)

– A problémamegoldás lényegében ezen a döntési fán való keresés:

• Olyan út keresése, amely megfelel az adott problémának.

Page 37: Tudásbázisok, szakértői rendszerek  Könyvtári szolgáltatások menedzselése I

A szakértői rendszerek típusaiA szakértői rendszerek típusai

• Blackboard rendszerek– Tábla rendszer.

– A szakértői rendszerek külön csoportját jelentik.

– Olyan komplex problémák megoldásánál segítenek, amelyek több szakértő, több tudásforrás együttes munkáját igénylik.

– Ilyen problémák:• Egy vita koordinálása

• Egy kép részleteiből való felismerés

• Élő beszéd megértése

Page 38: Tudásbázisok, szakértői rendszerek  Könyvtári szolgáltatások menedzselése I

A szakértői rendszerek típusaiA szakértői rendszerek típusai– Az eddigi típusokban közös volt, hogy

• Tudásbázis-tartalom alapján következtetéseket von le.

• Az eredmények, input-adatok a munkamemóriába kerülnek

• A munkamemória alapján addig von le újabb következtetéseket, míg célt nem ér.

– Ez az eddigiek továbbfejlesztett változata.

– A tudás önálló modulokban található.

– A modulok maguk rendelkeznek következtetési mechanizmussal.

– A modulok tetszőleges tudásábrázolást és hozzá kapcsolódó következtetési eljárást alkalmazhatnak.

Page 39: Tudásbázisok, szakértői rendszerek  Könyvtári szolgáltatások menedzselése I

A szakértői rendszerek típusaiA szakértői rendszerek típusai

– A modulok kommunikálnak egymással, ehhez van egy közös munkamemória.

– A blackboard modell komponensei:• Tudásforrás: a probléma megoldásához szükséges tudás egy

modulja. Önálló tudásbázissal ill. következtető géppel rendelkezik, amely önálló következtetést folytat.

• Blackboard adatstruktúra: átfogó adatbázis, amely a problémamegoldás adatait, állapotait tartalmazza. A modulok az adatbázis révén kommunikálnak egymással.

• Vezérlő komponens: az egyes modulok működésétkülönböző ellenőrző adatok alapján összehangolja.

Page 40: Tudásbázisok, szakértői rendszerek  Könyvtári szolgáltatások menedzselése I

A szakértői shellekA szakértői shellek

• A szakértői shellek (keretrendszerek) – azon fejlesztőeszközök, amelyek tudásbázisból, következtető

gépből és felhasználói interfészből épülnek fel, támogatják a tudásalapú rendszerek fejlesztését és tudásbázisuk üres.

• A shell tudásbázisának feltöltése működőképes szakértői rendszert eredményez.

• Vannak, amelyek rendelkeznek különböző környezeti eszközökkel, amelyek barátságosabb használatot tesznek lehetővé.

• Vannak, amelyek mint fejlesztői környezetek együttműködnek más programokkal, adatbázisokkal.

Page 41: Tudásbázisok, szakértői rendszerek  Könyvtári szolgáltatások menedzselése I

A szakértői shellekA szakértői shellek

• A szakértői shellek típusai:– általános

• induktív,

• szabályalapú,

• frame-alapú,

• hibrid;

– problémafüggő;

– szakterületfüggő.

Page 42: Tudásbázisok, szakértői rendszerek  Könyvtári szolgáltatások menedzselése I

A szakértői shellekA szakértői shellek

• Általános shellek– A használatuk nem függ a problémától, illetve a

szakterülettől, ahol alkalmazzák.

• Induktív shell– Az induktív rendszerek keretrendszere.

– Egy vagy több szabályt generál a példák alapján, amelyeket egy algoritmussal dolgoz fel.

– A rendszer nem alkalmas összetett tudás leírására.

Page 43: Tudásbázisok, szakértői rendszerek  Könyvtári szolgáltatások menedzselése I

A szakértői shellekA szakértői shellek

• Szabályalapú shellek– Szabályalapú szakértői rendszer fejlesztését teszi

lehetővé.

– Két altípusa van:

– Egyszerű:• Nem használ segédeszközt a struktúrák definiálására.

– Strukturált:• Szabálycsoportok definiálhatók.

• A szabálycsoportok kapcsolata fastruktúrával írhatók le, és öröklődés van a kapcsolatok között.

Page 44: Tudásbázisok, szakértői rendszerek  Könyvtári szolgáltatások menedzselése I

A szakértői shellekA szakértői shellek

• Frame-alapú shellek– Frame-alapú szakértői rendszerek fejlesztését teszi

lehetővé.

– Adatbázisok, más programok hívhatók a rendszerből

– Az objektumok kapcsolata grafikusan szemléltethető, módosítható.

Page 45: Tudásbázisok, szakértői rendszerek  Könyvtári szolgáltatások menedzselése I

A szakértői shellekA szakértői shellek

• Hibrid shellek– Hibrid szakértői rendszerek fejlesztését teszi lehetővé.

– A Frame- és szabályalapú tudásábrázolás lehetősége.

– Ezen kívül további lehetőségek:• Adatbázisok, más programok hívhatók be

• Grafikus elemek használata

• Kényelmes felhasználói felület stb.

– Nagy teljesítményűek, összetett problémákat kezelnek.

– Csak nagy fejlesztéseknél gazdaságosak.

Page 46: Tudásbázisok, szakértői rendszerek  Könyvtári szolgáltatások menedzselése I

A szakértői shellekA szakértői shellek

• Problémafüggő shellek– Egy adott problématerületre készült rendszer (pl.

diagnosztika, irányítás, szimuláció)

– A fejlesztés a speciális tudásábrázolási igényekhez alkalmazkodik.

– Szemben az általános shellekkel ezek nem igénylik egy programozási nyelv ismeretét.

– Példák: • orvosi diagnosztika,

• jogi szabályoknál kivételek kezelése.

Page 47: Tudásbázisok, szakértői rendszerek  Könyvtári szolgáltatások menedzselése I

A szakértői shellekA szakértői shellek

• Szakterületfüggő shellek– Egy szűk szakterület alapismeretével rendelkeznek

– A fejlesztés a speciális ismeretek megadását, kiegészítését jelenti.

– Példák:• Villanymozdonyok, repülők, telefonkészülékek működési

hibáinak diagnosztizálása,

• Pénzügyi tanácsadás.

Page 48: Tudásbázisok, szakértői rendszerek  Könyvtári szolgáltatások menedzselése I
Page 49: Tudásbázisok, szakértői rendszerek  Könyvtári szolgáltatások menedzselése I

TudásbázisokTudásbázisok

• Knowledge Base, KB

• A tudásbázis– Speciális adatbázis, amely digitális formában rögzített tudás

menedzselését, szervezését és visszakeresését segíti.

• Valamennyi szakértői rendszer hátterében van egy tudásbázis.

• Van egy szakértői rendszerek világán kívüli értelmezése is.– Géppel olvasható tudásbázisok

– Ember által olvasható tudásbázisok

Page 50: Tudásbázisok, szakértői rendszerek  Könyvtári szolgáltatások menedzselése I

TudásbázisokTudásbázisok

• Gépi olvasásra szánt tudásbázisok– Géppel olvasható formában rögzített tudást

tartalmaznak.

– Rendszerint következtetésekhez használják.

– Logikailag konzisztens módon írják le a tudást (adatok és szabályok formájában)

– Rendszerint egy ontológia írja le a tárolt adatok struktúráját és az egyes fogalmak közötti viszonyt.

Page 51: Tudásbázisok, szakértői rendszerek  Könyvtári szolgáltatások menedzselése I

TudásbázisokTudásbázisok

• Logikai operátorok – ÉS, VAGY, DE NEM

– Ezek segítségével lehet felépíteni a tudásbázist kisebb információ-elemekből.

• Következtetésekre ad lehetőséget.– Szakértői rendszerek

– Szemantikus web

• Tudásszervezési rendszerek (tezauruszok, ontológiák).

Page 52: Tudásbázisok, szakértői rendszerek  Könyvtári szolgáltatások menedzselése I

TudásbázisokTudásbázisok

• Emberi olvasásra szánt tudásbázisok

• Úgy lettek kialakítva, hogy visszakereshetővé és hasznosíthatóvá tegyék a tudást.

• Rendszerint vállalati tudásmegosztásban használatosak. – Problémamegoldásra szánt információk;

– Használati utasítások;

– Cikkek;

– FAQ

• Keresőmotorral vagy tárgyszavak szerint kereshetők.

Page 53: Tudásbázisok, szakértői rendszerek  Könyvtári szolgáltatások menedzselése I

TudásbázisokTudásbázisok

• A tudásábrázolásnak több módszere is van:– Logika

• ítélet-kalkulus

• predikátumkalkulus

– Szabályok– Szemantikus háló– Frame

Page 54: Tudásbázisok, szakértői rendszerek  Könyvtári szolgáltatások menedzselése I

TudásbázisokTudásbázisok

• Logika• A legrégibb tudásábrázolási technika, amelyet

szakértői rendszerek is alkalmaznak.• Kijelentések, tények megfogalmazását teszi

lehetővé, amihez a matematika két területét használja fel:– Kijelentés (ítélet)-kalkulus

– predikátumkalkulus

Page 55: Tudásbázisok, szakértői rendszerek  Könyvtári szolgáltatások menedzselése I

TudásbázisokTudásbázisok

• Kijelentés-kalkulus (ítélet kalkulus)– kijelentéseket tartalmaz a problémák leírására.

– Egyértelműen igaz vagy hamis mondatokat ír le.

– A kijelentéseket szimbólumokkal jelöli:• S = Pécsett ma koncertezik a U2

• V = Pécsett megnyílt az új tudásközpont.

– A kijelentéseket relációk kapcsolják össze• konjunkció (és)

• diszjunkció (vagy)

• negáció (nem)

• implikáció (ha akkor)

Page 56: Tudásbázisok, szakértői rendszerek  Könyvtári szolgáltatások menedzselése I

TudásbázisokTudásbázisok

• A műveletek egy vagy több kijelentésből képeznek egy olyan kifejezést, amely vagy egyértelműen igaz, vagy egyértelműen hamis.

• Példa:– A = hideg van

– B = esik az eső

– C = nem lehet kirándulni

• Kijelentés: „Ha hideg van és esik az eső, akkor nem lehet kirándulni”– A és B C.

Page 57: Tudásbázisok, szakértői rendszerek  Könyvtári szolgáltatások menedzselése I

TudásbázisokTudásbázisok

• A kijelentés-kalkulus megmarad a természetes nyelvi struktúránál, csak– kijelentések helyén

szimbólumokat használunk (változókat)

– alkalmazunk logikai műveleteket.

• A logikai műveletek szabályokkal adhatók meg.

Page 58: Tudásbázisok, szakértői rendszerek  Könyvtári szolgáltatások menedzselése I

TudásbázisokTudásbázisok

• Predikátumkalkulus– vagy elsőrendű predikátumkalkulus

– Több lehetőséget hordoz a kijelentés-kalkulusnál • hiszen nem csak kijelentésekkel lehet dolgozni, hanem

alkalmazhatók nyílt mondatok és kvantorok is.

– Nyílt mondat (predikátum)• olyan mondat, amelyben egy vagy több olyan változó szerepel,

amelynek helyébe konkrét értékeket behelyettesítve kijelentést kapunk.

Page 59: Tudásbázisok, szakértői rendszerek  Könyvtári szolgáltatások menedzselése I

TudásbázisokTudásbázisok

• Predikátumok:– ember (x) Az „x egy ember” nyílt mondatot

jelöli.

– Hasonló (x,y) Az „x hasonlít y-ra” nyílt mondatot jelöli, ahol x és y

emberek.

– Ember (Balázs), ember (Zsolt) az ember (x) predikátum konstansokkal.

– Hasonló(Balázs, Zsolt) jelentése: Balázs hasonlít Zsoltra.

Page 60: Tudásbázisok, szakértői rendszerek  Könyvtári szolgáltatások menedzselése I

TudásbázisokTudásbázisok

• Kvantorok– a változók értelmezési tartományát módosítják.

– Általános kvantor (univerzális kvantor). • A változó minden értékére kiterjeszti a kifejezés érvényességét

• jelölése: x

• Pl. x hasonló(x, János) - mindenki hasonlít Jánosra.

– Egzisztencia kvantor (egzisztenciális kvantor)• Van olyan értéke a változónak, amelyre a kifejezés érvényes

• jelölése: x

• Pl. x hasonló(x, Elvis) - létezik olyan, aki hasonlít Elvisre.

Page 61: Tudásbázisok, szakértői rendszerek  Könyvtári szolgáltatások menedzselése I

TudásbázisokTudásbázisok

• Egy tetszőleges kifejezésben a kijelentés-kalkulus lehetőségein túl használhatunk – konstansokat,

– változókat,

– függvényeket,

– predikátumokat és

– kvantorokat is!

• Ezt a logikai ábrázolási technikát támogatja például a PROLOG nyelv.

Page 62: Tudásbázisok, szakértői rendszerek  Könyvtári szolgáltatások menedzselése I

TudásbázisokTudásbázisok

• Példa:– apa(Balázs) = Zsolt

• a kifejezés egy függvény, amely szerint Balázs apja Zsolt,

• a kifejezésben Balázs és Zsolt konstansok

x apa(x) = Zsolt hasonló(x, Zsolt)• a kifejezés szerint Zsoltra minden gyereke hasonlít.

Page 63: Tudásbázisok, szakértői rendszerek  Könyvtári szolgáltatások menedzselése I

TudásbázisokTudásbázisok

• Szabály– A leggyakoribb tudásábrázolási forma.

– A programozási nyelvek feltételes utasításaival azonos szerkezetű:

• IF/HA feltétel (premissza)

• THEN/AKKOR következmény

– Példa:• HA nyár van és jó meleg az idő

• AKKOR szívesen fürdök a Balatonban

Page 64: Tudásbázisok, szakértői rendszerek  Könyvtári szolgáltatások menedzselése I

TudásbázisokTudásbázisok

• Példa:– Van egy jegyem a következő mozielőadásra. A moziba

mehetek gyalog, taxival, sőt eső esetén sétálhatok esernyővel is. Hogyan menjek moziba?

– A döntést a következők befolyásolják:• A mozi távolsága (3 km felett autó kell)

• A mozi helye (a belvárosban nehéz parkolni)

• Az időjárás (esőben lehet sétálni esernyővel)

• Az előadás kezdetéig rendelkezésre álló idő (ha 15 percnél több idő van a kezdésig, akkor lehet gyalogolni)

Page 65: Tudásbázisok, szakértői rendszerek  Könyvtári szolgáltatások menedzselése I

TudásbázisokTudásbázisok

• HA– Távolság 3km

– Távolság 1 km és percek 15

– Távolság 1 km és percek 15

– K. mód autó és a mozi helye a belváros

– K. mód autó és a mozi helye a külváros

– K. mód gyalog és időjárás szép

– K. mód gyalog és időjárás rossz

• AKKOR– K. mód autó

– K. mód autó

– K. mód gyalog

– Döntés: taxi

– Döntés: autó

– Döntés: séta

– Döntés: séta esernyővel

Page 66: Tudásbázisok, szakértői rendszerek  Könyvtári szolgáltatások menedzselése I

TudásbázisokTudásbázisok

• Szemantikus háló– Irányított gráf,

– a csomópontok az objektumokat, ill. a tulajdonságok értékeit fejezik ki

– Az élek a csomópontok közötti relációkat fejezik ki.

– A szemantikus háló grafikusan ábrázolja az objektumokat és jellemzőiket.

Page 67: Tudásbázisok, szakértői rendszerek  Könyvtári szolgáltatások menedzselése I

TudásbázisokTudásbázisok

• Frame– Adatstruktúra, amely egy objektum, vagy fogalom

jellemzőit tartalmazza.

– A frame egy tulajdonság halmaz, amely az adott pillanatban egy adott objektumról rendelkezésre álló ismereteket tartalmazza.

– Leggyakrabban táblázatos formában szokás megadni, amelyben a tulajdonságok és a szükséges eljárások vannak felsorolva.

Page 68: Tudásbázisok, szakértői rendszerek  Könyvtári szolgáltatások menedzselése I

TudásbázisokTudásbázisok

• Minden frame-nek– egyedi neve van

– valamilyen osztályhoz tartozik (vagy osztályt definiál)

– tartalmazza a tulajdonságok felsorolását név és érték megadással. (A tulajdonságok típusa általában megegyezik a programozási nyelvekben használt típusokkal)

• Tématérképekkel való rokonság.

Page 69: Tudásbázisok, szakértői rendszerek  Könyvtári szolgáltatások menedzselése I

TudásbázisokTudásbázisok

• Példa (táblázatos frame struktúra):

– Frame: frame-név

– Osztály: osztálynév

– Tulajdonságok: tulajdonságnév1 érték 1

… …

tulajdonságnév n érték n

Page 70: Tudásbázisok, szakértői rendszerek  Könyvtári szolgáltatások menedzselése I

NÉV

TÍPUS

TULAJDONSÁG

TULAJDONSÁG

TULAJDONSÁG

Page 71: Tudásbázisok, szakértői rendszerek  Könyvtári szolgáltatások menedzselése I

TudásbázisokTudásbázisok

• Példa (táblázatos frame struktúra):

– Frame: Olaszsáska

– Osztály: Állat

– Tulajdonságok: Méret 2-3 centiméter

… …

Táplálkozási mód növényevő

Stb.