Лабораторная работа
по курсу
"Интеллектуальные системы":
Разработка экспертной системы
Выполнил
студент группы ИУ5-81
Баришок Н.И.
Краткое описание
Разработка программного модуля диалога с пользователем, логика работы которого определяется вне тела программы и может быть изменена пользователем без обновления ее кода.
Разработка программного модуля диалога с пользователем, логика работы которого определяется вне тела программы и может быть изменена пользователем без обновления ее кода.
Задания лабораторной работы:
Выбрать предметную область и формализовать задачу, которая может быть решена с помощью ЭС:
- Определить перечень объектов принятия решения O.
- Определить свойства (атрибуты) объектов принятия решения A и их значения.
- Определить параметры P других объектов, событий, процессов и т.д., которые влияют на выбор конкретных значений свойств объектов O.
Разработать схему разветвленного диалога с пользователем:
- Придумать множество вопросов Q, позволяющих определить значения параметров P
- Разработать граф диалога вопросов и ответов
- Составить правила выбора последующего вопроса на основе ответов предыдущего.
Разработать базу знаний (БЗ) и компьютерную программу (программный модуль), которая опрашивает пользователя на основе спроектированной схемы диалога (Q->P):
- Создание базы знаний для хранения вариантов ответов, вопросов и правил их задавания.
- Разработка программы, которая считывает вопросы из БЗ, анализирует ответы и на основе правил БЗ определяет очередность последующих вопросов.
- Разработать интерфейс с пользователем, который обеспечивает эффективный режим диалога.
Реализовать программные модули, которые осуществляют обработку результатов диалога с пользователем:
- P -> A: Обработка (анализ) полученных данных P для определения атрибутов A
- A ->Oi: Принятие решения на основе полученных характеристик A - выбор одного из заранее определенных вариантов решения (объекта O)
- Вывод результата (рекомендации) пользователю.
В рамках выбранной предметной области ЭС, где уже определены объекты принятия решения (O), их свойства (A), а также параметры других объектов, событий, процессов и т.д (P), спроектировать множество продукционных правил (R).
Доработать базу знаний (БЗ) и компьютерную программу из л/р ES-1, реализовав в ней возможность вывода правил (P->A):
- Создание в БЗ информационных структур для хранения продукционных правил различного типа (с одной или несколькими посылками).
- Разработка программы (программного модуля), которая осуществляет обработку (вывод) правил для определения свойств объекта принятия решения (A).
- Разработка компоненты, которая на основе полученных свойств осуществляет выбор конкретного объекта или совета.
- Интеграция с программными модулями л/р ES-1.
Разработанная модель базы знаний, ее поля и типы полей, связи между сущностями показаны на рисунке ниже:
В разработанной программе предметная область - книги, т.е. данная программа помогает пользователю выбрать книгу на основании вопросов, не касающихся напрямую подбираемых атрибутов книг. Например, пользователю могут быть заданы следующие вопросы:
-С чем связано самое запоминающееся событие в вашей жизни за последний месяц?
-Любите ли вы комиксы?
-Сколько сериалов Вы смотрите?
-Ваш характер?
-Ваш темперамент?
-и т.д.
Все правила задавания следующего вопроса заложены в БЗ, таким образом, при желании их можно посмотреть в БД.
Полный список вопросов и ответов на них можно увидеть в сформированной базе знаний, которая прилагается в проекте решения ниже.
Код, связанный с выбором вопросов, анализом ответов, в целом с работой с БЗ (в основном использованы лямбда-выражения для работы с БЗ):
private void AskQuestion(QuestionRule qr)
{
CurrentQuestion = (from quest in qList
where quest.Order == qr.NextQuestionIndex
select quest).FirstOrDefault();
}
public void PrepareNextQuestion()
{
if (!this.CurrentQuestion.IsOpened)
{
this.CurrentQuestion.AskedParameter.Value = this.SelectedCAnswer.Value;//closed question, so simply copy selected answer
}
else //opened(
{
double var;
if (Double.TryParse((string)this.SelectedOpenedAnswer, out var))
{
//analyse and save answer
for (int i = 0; i < CurrentQuestion.AnswerVariants.Count; i++)
{
AnswerVariant aw = CurrentQuestion.AnswerVariants.ElementAt(i);
if (var > (aw as OpenedAnswerVariant).MinValue && var <= (aw as OpenedAnswerVariant).MaxValue)
{
CurrentQuestion.AskedParameter.Value = (aw as OpenedAnswerVariant).Mapping;
break;
}
}
if (CurrentQuestion.AskedParameter.Value == null) throw new Exception("Что-то не так с получением AskedParameter");//change for only proper data might be written
}
else
{
throw new Exception("Что-то не так с получением AskedParameter");
}
}
List<AskedParameter> aps = (from qt in CurrentQuestion.Parameter.Questions
select qt.AskedParameter).OrderBy(o => o.Number).ToList<AskedParameter>();//get all asked parmeters asceding
List<Dependency> deps = (from p in CurrentQuestion.Parameter.Dependencies
select p).ToList();//get all dependencies
if (CurrentQuestion.IsStartQuestion && CurrentQuestion.IsFinishQuestion) //simple question
{
for (int i = 0; i < CurrentQuestion.Parameter.Dependencies.Count; i++)
{
SimpleDependency sdep = CurrentQuestion.Parameter.Dependencies.ElementAt(i) as SimpleDependency;
if (CurrentQuestion.AskedParameter.Value == sdep.AskedPropertyValue)
{
CurrentQuestion.Parameter.Value = sdep.BParameterValue;
break;
}
}
}
else //complex(
{
if (CurrentQuestion.IsFinishQuestion && !CurrentQuestion.IsStartQuestion)
if (deps != null)
if (deps.Count != 0)
this.FillParameter(aps, deps);
}
//ask next question using rule
//select rule
QuestionRule qr = (from temp in CurrentQuestion.QuestionRules
where (temp.AnswerSelected == CurrentQuestion.AskedParameter.Value) || (temp.AnswerSelected == null)
select temp).FirstOrDefault();
//are we finishing?
if (qr.NextQuestionIndex == -1)
{
if (qr.Question.Parameter.Value == null) this.FillParameter(aps, deps);
this.TestFinished = true;
return;
}
if (qr.Question.Parameter.Value == null)
if (qr.Question.Parameter != (from q in qList where q.Order == qr.NextQuestionIndex select q).First().Parameter)
this.FillParameter(aps, deps);
this.AskQuestion(qr);
}
private void FillParameter(List<AskedParameter> aps, List<Dependency> deps)
{
if (deps.ElementAt(0) is TripleDependency)
{
//dowork for tripledependency analysis
IEnumerable<TripleDependency> firstIteration = from temp in deps
where (((temp as TripleDependency).FPropValue == ((from a in aps where a.Number == (temp as TripleDependency).FPropNumber select a).First()).Value))
select (TripleDependency)temp;
if (firstIteration == null) return;
IEnumerable<TripleDependency> secondIteration = from temp in firstIteration
where temp.SPropValue == ((from a in aps where a.Number == temp.SPropNumber select a).First()).Value
select temp;
if (secondIteration == null) return;
TripleDependency finalIteration = (from temp in secondIteration
where temp.ThPropValue == ((from a in aps where a.Number == temp.ThPropNumber select a).First()).Value
select temp).FirstOrDefault();
if (finalIteration != null)
CurrentQuestion.Parameter.Value = finalIteration.BParameterValue;
}
else if (deps.ElementAt(0) is DoubleDependency)
{
IEnumerable<DoubleDependency> firstIteration = from temp in deps
where ((temp as DoubleDependency).FPropValue == ((from a in aps where a.Number == (temp as DoubleDependency).FPropNumber select a).First()).Value)
select (DoubleDependency)temp;
if (firstIteration == null) return;
DoubleDependency finalIteration = (from temp in firstIteration
where temp.SPropValue == ((from a in aps where a.Number == temp.SPropNumber select a).First()).Value
select temp).FirstOrDefault();
if (finalIteration != null)
CurrentQuestion.Parameter.Value = finalIteration.BParameterValue;
}
else throw new Exception("ЧТО-ТО ПОШЛО НЕ ТАК, ПАРЕНЬ!");
}
Скриншоты сессии опроса пользователя представлены ниже:
Архив с решением доступен здесь
При выполнении ЛР были использованы следующие источники:
-"интеллектуальная" часть:
+Введение в эксепртные системы; Правила построения экспертных систем.
+конспекты лекций
-программная часть:
+msdn.microsoft.com
+stackoverflow.com
Описание разработки:
-язык программирования: C#
-техннология: WPF + EntityFramework
-среда разработки: VS 2010
* для корректной работы прораммы на ПК необходимо установить:
-.net frameork v4.0
-entity framework v4.2
-Tools for entity designer
-SQL Server compact
-Tools for entity designer
-SQL Server compact
Комментариев нет:
Отправить комментарий