Sistema basado en el comocimiento
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10 mo Ciclo
SISTEMAS
REALIZADO POR: Maria José Flores Z.
CATEDRÁTICO: Ing. Pablo Mora.
Representan un paso delante de los
sistemas de información convencionales al
pretender representar funciones cognitivas
del ser humano como el aprendizaje y el
razonamiento.
Su orientación es la automatización del
análisis de problemas, la búsqueda de
soluciones, la toma de decisiones y el
empleo de conocimiento especializado en
un campo específico de aplicación.
Dentro de estos se encuentran los
Sistemas Expertos, los cuales están
encargados de representar el conocimiento
de los especialistas de una rama en la
procura de su aprovechamiento para tareas
de diagnóstico, enseñanza y control.
La composición de los Sistemas basados
en Conocimiento consta de: Un
mecanismo de aprendizaje, una base de
conocimientos, un motor de razonamiento,
y medios de comunicación hombre-
máquina.
SISTEMAS
BASADOS
EN EL
CONOCIMIENT
O
Los sistemas basados en conocimiento se
consideran una extensión - un paso tecnológico - de los sistemas de
información cuyos alcances y complejidad
son mayores.
La tecnología representada por los S.E actuales, surge de las
técnicas de I.A. que han sido objeto de amplias e intensivas
investigaciones desde finales de los 50’s, estas comenzaron en las
matemáticas para apoyar el razonamiento simbólico.
La investigación en el campo los S.E. comenzó a mediados de los
años sesenta con un alcance limitado y se orientaron hacia juegos o
temas altamente académicos. Luego en los campos de la medicina,
química, industria y la administración.
Los S.E. captan el conocimiento básico que permite a una persona
desempeñarse como un experto frente a problemas complicados.
Las características más relevantes de los S.E., es su capacidad
para enfrentar problemas que constituyen un reto del mundo real, por
medio de la aplicación de procesos que reflejan el discernimiento y la
intuición humana.
LA
ELIT
E D
E L
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S
EN
CO
NO
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IEN
TO
Es un sistema computacional que adquiere
conocimiento especializado en un campo
específico para explotarlo mediante métodos de
razonamiento que emulan el desempeño del
experto humano en la solución de problemas.
DEFINICIÓN
ARQUITECTURA
ARQUITECTURA
El Verificador: Intenta comprobar la validez del
desempeño del sistema.
Tutor: Brinda información adicional al sistema o
modifica el conocimiento que va estar presente en el
sistema
Alumno: Busca rápidamente desarrollar pericia
personal relacionada con el área específica mediante la
recuperación de conocimientos organizados y
condensados del sistema.
Cliente: Aprovecha la pericia del sistema en el
desempeño de tareas específicas.
ARQUITECTURA
Interactuar con el usuario: Inicia, desarrolla,
suspende, reanuda y concluye la sesión.
Establecer el protocolo de diálogo: Mediante
parámetros, menues, íconos, lenguaje natural o
cualquier otro medio de expansión, como el
reconocimiento de voz y sensores y servomecanismos
que operan en tiempo real
Explicar el comportamiento del sistema: Debe ser
capaz de argumentar las razones por las que formula
cierta pregunta, hace un razonamiento y llega a una
conclusión específica.
ARQUITECTURA
Representar los mecanismos de
solución: Son los procedimientos que
identifican y resuelven el problema,
además de evaluar las alternativas de
solución.
Implementar los criterios de búsqueda:
Conforme a la naturaleza del problema,
diseña búsqueda ciegas, heurísticas o
aplica métodos más ad-hoc, como
agenda, alfa-beta y pizarrón
Fundamentar la inferencia: Congruente
al tipo de conocimiento representado en
la “base de conocimientos” establece el
método de inferencia correspondiente; por
ejemplo; al emplear reglas de predicados
entonces hará uso de la resolución
unificación.
El motor es considerado el núcleo del
Sistema Experto donde descansa la
parte “procedural”.
ARQUITECTURA
El formalismo para representar conocimiento:
Emplea una o varias técnicas que permiten caracterizar
y organizar conocimiento específico; por ejemplo;
“redes semánticas” y “scripts”.
Un administrador: Responsable del almacenamiento,
recuperación y actualización en las estructuras de
representación correspondientes.
Servicio: Es el mecanismo encargado de responder a
las demandas de acceso a elementos específicos de
conocimiento (reglas, hechos, objetos, etc.) efectuados
por el motor de inferencia y el módulo de aprendizaje.
ARQUITECTURA
Mecanismo de Aprendizaje
Es el módulo responsable de adquirir nuevo conocimiento y actualizar el
existente, alterando a los subsistemas:
Base de conocimientos: Modifica las declaraciones de conocimiento, agrega
nuevas, verifica la consistencia entre ellas, resolviendo los conflictos.
Máquina de Inferencia: Puede cambiar los mecanismos de inferencia,
depurar las heurísticas y métodos de búsqueda, en aras de hacer más
eficiente la solución de problemas, aprovechando la experiencia en la solución
de problemas semejantes.
ARQUITECTURA
Base de Datos
Es el depósito de conocimiento complementario a la “base de conocimientos”
que por su naturaleza, representación y manipulación se concibe como dato
o información.
Almacenamiento de datos. Todos aquellos elementos del dominio de
conocimiento del S.E., los específicos al problema y los particulares del
usuario pueden registrarse en archivos o tablas convencionales.
Administración: Ofrece los servicios de inserción, acceso, actualización y
borrado de datos, seguridad, integridad, confiabilidad, respaldo y restauración
y monitoreo de la información.
ARQUITECTURA
Memoria de Trabajo
El depósito de almacenamiento del
código, conocimiento y resultado de
las inferencias que se genera a lo
largo de la sesión, donde se
desarrolla la solución del problema.
En esta área se realiza.
La representación del “espacio de
estados”:
La administración de la red o
estructura de conocimientos:
Normalmente la “memoria de
trabajo” se implementa en la
“memoria principal” del
ordenador con el posible respaldo
del almacenamiento secundario.
Metodología
Construcción
S.E
Se representa como un modelo de “ciclo de vida”, que se divide a su vez en varios más
pequeños que pretenden alcanzar metas muy concretas sujetas a revisión y corrección,
como se muestra en la Figuras 4 y 5:
Metodología
Construcción
S.E
Mediante la investigación de campo, análisis
documental, observación, entrevistas y
sesiones de “Lluvia de ideas” se procede a
identificar los tipos de problema a resolver.
REVISIÓN DEL PROBLEMA
Metodología
Construcción
S.E
Para seleccionar aquellos candidatos, cada uno
de los elementos en la lista original se evalúa con
relación a un conjunto de criterios de filtración.
REVISIÓN DEL PROBLEMA
Metodología
Construcción
S.E
Es un análisis detallado de lo adecuado que resulta el dominio para la aplicación de un
S.E.
Criterios:• La tarea demanda razonamiento experto.
• Los problemas del dominio se solucionan usando principalmente conocimiento
simbólico.
• La tarea primariamente debe ser cognoscitiva y no debe requerir manejo físico extenso.
REVISIÓN DEL PROBLEMA
Metodología
Construcción
S.E
• Debe existir un experto que esté posibilitado para resolver problemas del dominio del tema.
• El experto debe ser capaz de describir el conocimiento del dominio y cómo se aplica.
• El experto debe disfrutar de buena reputación entre los potenciales usuarios del sistema.
• Múltiples expertos deben estar de acuerdo sobre las técnicas de solución de problemas.
REVISIÓN DEL PROBLEMA
Metodología
Construcción
S.E
Alcance del problema: Se deben dimensionar los alcances del proyecto sobre un tema
específico
Análisis de costo/beneficio: Es necesario hacer un análisis del costo de construir el sistema
comparando con el benéfico esperado. Cada costo incluye la contratación del experto y del
ingeniero de conocimientos, además del costo del equipo requerido y software.
REVISIÓN DEL PROBLEMA
Metodología
Construcción
S.E
REVISIÓN DEL PROBLEMA
Los pasos en este proceso son:
• Adquisición del conocimiento inicial
• Modelo de consulta general
• Selección del mecanismo de inferencia
• Determinación del modelo de la representación de conocimientos
• Selección de herramientas
• Implementación del prototipo
• Prueba del prototipo
• Demostración del prototipo
• Revisión del proyecto
Los propósitos específicos del prototipo son:• Ganar un entendimiento más profundo de la naturaleza y alcance del problema y de las técnicas asociadas
en la solución de problemas.
• Demostrar la funcionalidad general del sistema.
• Probar las decisiones de diseño iniciales
Metodología
Construcción
S.E
REVISIÓN DEL PROBLEMA
Inicia cuando el ing. de conocimiento hace una investigación global intensiva del dominio
mientras busca aprender tanto sea posible acerca de los aspectos críticos del tema.
Después ing. se reúne con el experto para comenzar a discutir los estudios de casos específicos y
clarificar el entendimiento del conocimiento obtenido.
Inicia el proceso de desarrollar un enfoque del problema básico, el modelo de consulta general,
el paradigma de inferencia y la representación del conocimiento.
Selecciona una herramienta que operará con eficiencia el paradigma seleccionado y se escoge la
representación del conocimiento adecuada para ejemplificar la implementación del prototipo.
Determinar la validez tanto del problema elegido como la de las técnicas de implementación.
Finalmente se procede a realizar los ajustes necesarios.
Metodología
Construcción
S.E
REVISIÓN DE FORMALISMOS
Los propósitos principales de la fase de formalización son:
• Captar y registrar la comprensión clave que se desarrolló durante a fase de prototipo.
• Forzar a que la planeación se haga, antes de comenzar la implementación completa.
• Registrar las decisiones respecto a las estrategias de implementación.
• Ofrecer visibilidad a todo tipo de pensamiento corriente para posibilitar que más gente
contribuya al proyecto.
• Ofrecer visibilidad de los puntos de verificación para posibilitar a la administración del
proyecto y al usuario, a involucrarse en el proyecto.
• Posibilitar el desarrollo concurrente de pruebas, el despliegue y el soporte de medios a
largo plazo.
Metodología
Construcción
S.E
Metodología
Construcción
S.E
REVISIÓN DE FORMALISMOS
El ing. de conocimiento y el grupo de desarrolladores interpretan las especificaciones
funcionales y del diseño del producto establecidas en la “formalización” para crear los
programas y editar las bases de conocimiento y de datos necesarias en el
funcionamiento del S.E.
De acuerdo con las políticas, estándares y técnicas de programación, se codifican y
prueban cada uno de los módulos, depurando las fallas y errores que se detecten
gracias a los casos de prueba considerados en el plan.
Es responsabilidad del grupo de trabajo que se cumpla eficazmente con las
especificaciones y procure aprovechar eficientemente los recursos.
Metodología
Construcción
S.E
REVISIÓN DE FORMALISMOS
Una vez creado el S.E. y habiendo realizado las pruebas pertinentes, se procede a
integrar el “cuerpo” completo de conocimiento y datos a las bases respectivas. También
se realizan las pruebas “piloto” del sistema completo bajo condiciones “reales” de
trabajo, procediendo a los ajustes finales.
Se elabora la documentación técnica, operativa y promocional del producto y se hace su
presentación ante los usuarios e interesados.
Metodología
Construcción
S.E
REVISIÓN EVOLUTIVA
Comparando las respuestas que brinda a problemas específicos con las ofrecidas
por el experto humano.
También es posible evaluar la estructura en vez de la función del sistema, esta
clase de prueba se centra en la verificación de la completitud y consistencia del
sistema por medio de la evaluación de la implementación interna.
Finalmente las críticas del usuario son consideradas en cuanto a la facilidad de
operación, claridad de la comunicación y credibilidad de sus respuestas.
Metodología
Construcción
S.E
REVISIÓN EVOLUTIVA
Lo más significativo resulta del efecto que tiene sobre un experto ya que su
beneficio indirecto es que un S.E. obliga al experto a articular y estructurar
conocimientos.
La presencia de este cuerpo estructurado de conocimientos posibilitará al experto la
revisión de su propio pensamiento para producir mejores soluciones.
Esta E.L.P es crecimiento combinado del experto y del sistema.
Evolución a largo plazo
S.E. evoluciona a lo largo de su vida
motivado por las siguientes razones:
• Incremento de la funcionalidad.
• Correcciones.
• Adiciones a la base de conocimientos
para hacer una base más completa.
• Expansión del dominio del sistema.
• Revisiones requeridas por los expertos.