Содержание

Введение………………………………………………………………………...................3

Глава 1. Разработка эскизного и технического проектов программы...……………….5

1. Назначение и область применения...……………………………………….5
2. Описание алгоритма ………………………………………………………..7
3. Разработка рабочего проекта ………………………..…………………...11

Глава 2. Выбор состава технических и программных средств……………………….14

2.1 Описание программы ……………………….……………………………14

2.2 Тестирование программы ………………………………………………..16

Глава 3. Общая характеристика экспертной системы ……………………………….18

3.1 База знаний, в экспертной системы …………………….…………….....18

     3.2 Структура и режимы использования экспортной системы….………..20

Заключение.…………………………………….…..….…....….……………………….24

Глоссарий ………………………………………...……...…...…..….…………….........25

Список  использованной литературы………..……………….………..……………….26

Приложение 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

Введение 

     На  современном этапе развития вычислительных систем программное обеспечение, которое  разрабатывается для полноценного функционирования данных систем имеет  различную степень применимости, т.е понятность, простота использования, изучаемость.

     Изучаемость, как никакой другой параметр применимости непосредственно связан с тем, что любой программный продукт, независимо от объема и сложности изучения должен содержать такой немаловажный раздел как справочная система.

     Именно  раздел справки на 80% обеспечивает сопровождение  программного продукта (представьте себе знакомство с операционной системой без раздела справки). Поэтому, разработка справочной системы неотъемлемая часть полноценного, конкурентно способного программного продукта.

     В разработке данного курсового задания  будет исследован алгоритм создания элементарной справки, что послужит знакомству и дальнейшему изучению функционирования более сложных  справочных гигантов, таких как раздел справки OC Windows, Microsoft Word, Excel, и т.д.

     В течение последнего десятилетия  в рамках исследований по искусственному интеллекту сформировалось самостоятельное направление – экспертные системы (ЭС), или инженерия знаний. В задачу этого направления входят исследование и разработка программ (устройств), использующих знания и процедуры вывода для решения задач, являющихся трудными для людей-экспертов. ЭС могут быть отнесены к системам ИИ общего назначения – системам, которые не только исполняют заданные процедуры, но на основе метапроцедур поиска генерируют и используют процедуры решения новых конкретных задач.

     Огромный  интерес к ЭС со стороны пользователей вызван, по крайней мере, тремя причинами. Во-первых, они ориентированы на решение широкого круга задач в неформализованных областях, на приложения, которые до недавнего времени считались малодоступными для вычислительной техники.   Во-вторых, с помощью ЭС специалисты, не знающие программирования, могут самостоятельно разрабатывать интересующие их приложения, что позволяет резко расширить сферу использования вычислительной техники. В-третьих, ЭС при решении практических задач достигают результатов, не уступающих, а иногда и превосходящих возможности людей-экспертов, не оснащённых ЭС.

     В настоящее время ведутся разработки ЭС для следующих приложений: раннее предупреждение национальных и международных конфликтов и поиск компромиссных решений; принятие решений в кризисных ситуациях; охрана правопорядка; законодательство; образование; планирование и распределение ресурсов; системы организационного управления (кабинет министров, муниципалитет, учреждение) и т.д.

     Исследования  и разработки ЭС составляют основу программ по информатизации развитых государств. На проведение этих программ выделены весьма большие средства. Несмотря на значительную стоимость разработки, ЭС приносят существенный доход. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

Глава 1. Разработка эскизного  и технического проектов программы

1.1 Назначение и область применения 

     Необходимо  разработать программу, представляющую собой справочную систему по операторам языка программирования Турбо Паскаль.

     Область применения: пользователь, который  будет иметь возможность быстро и легко создавать на свое усмотрение базу данных, содержащую информацию по операторам языка Турбо Паскаль  и оперативно использовать в дальнейшем как справочную систему.

     Так как данное приложение разрабатывается  с помощью языка программирования Турбо Паскаль, то использоваться программа  может под управлением OC MS-DOS. Так же имеется возможность использования программы под управлением операционных систем поддерживающих режим DOS или сеанс DOS.

     Программа «Helper» подразумевает ввод, хранение и вывод данных на дисплей по запросу пользователя. Для формирования и хранения данных используется текстовый файл. Это особый вид файлов, которые в Турбо Паскаль являются разновидностью файлов типа file of Char¹.

     Задача  данной программы выдача однозначной  информации по запросу пользователя. Так как приложение является справочной системой на основе базы данных, то подразумевается  наличие информации, которая предварительно должна находиться в состоянии готовности для выдачи результата запроса, но!!! в данной программе умышленно отсутствует файл, содержащий сформированную базу данных по операторам Турбо Паскаль²

     Выбор такого подхода основан на том, что данная программа используется в учебных целях и, прежде всего, ориентирована на учащегося и, соответственно, имеется возможность более глубокого изучения операторов пользователем при начальном формировании базы данных и дальнейшем использовании. Однако если поступит запрос на готовую справочную систему, имеется возможность сформировать базу данных в кратчайшие сроки по времени.

     Поэтому, при первом запуске приложения необходимо сформировать начальную базу данных, выбрав пункт меню «Создание справочной системы», и сохранить ее в текстовом файле на доступном носителе информации. По умолчанию запись данных производится в корневую директорию самой программы в файл «Spark.or». Использование начальных настроек по сохранению данного текстового файла позволит непосредственно приступить к работе при первом запуске программы.

     Чтобы воспользоваться справочной информацией, нужно выбрать пункт меню «Справка»^*. После ввода запрашиваемого оператора происходит поиск и сравнение параметров запроса с данными, хранящимися в базе данных программы и, если есть совпадения, результат выводится на экран монитора.

     Разрабатываемое приложение не предназначено для  профессионального и коммерческого  использования и в первую очередь  ориентирована на человека владеющего базовыми навыками работы с компьютером и программным обеспечением. Ввод данных в данной программе не представляет особой сложности, но и подразумевает корректное исполнение действий, предлагаемые компьютером в процессе работы программы³. Для полноценного освоения программы достаточно 5-10 минут, что вполне подходит под международный стандарт ISO 9126⁴.

     Ввод  информации производится с клавиатуры. При формировании базы данных для  обозначения операторов языка Турбо  Паскаль нужно использовать латинские  символы, однако по усмотрению пользователя имеется возможность вводить символы кириллицы^*.

     Пояснение, которое следует за вводом оператора  также возможно описывать русским  или английским языком. Размер описания не ограничен количеством вводимых символов.

     1.2 Описание алгоритма 

     Основным  действием алгоритма данной программы  является вывод результата запроса  на экран монитора. Поэтому, в данной программе решаются две подзадачи (рис.1):

1. ввод запроса;
2. сравнение введенных данных с данными, записанными в файле.

рис.1

Обобщённая  схема алгоритма 

     Результат запроса происходит по такому принципу:

1. Вводится название запрашиваемого оператора.
2. Чтение файла и поиск похожего идентификатора. Если совпадения есть, то результат выводится на экран монитора. Укрупненная схема алгоритма (рис.2)^*

рис.2  

Укрупненная схема алгоритма

работы  процедуры «Запрос».

     Сравнение ключевых слов запроса выполняет  оператор IF. С помощью оператора WHILE происходит поиск нужной информации и ограниченное перемещение в файле в рамках заданных параметров.

     По  условию задачи текстовый файл формируется  данными представляющие собой текстовую  информацию и по запросу пользователя сформированная информация в файле  может быть выведена на экран монитора также в виде текстовой информации⁵.

     Файл, содержащий информацию об операторах языка Турбо паскаль, может быть организован непосредственно в приложении. Для этого разрабатывается отдельный фрагмент программы⁶.

     Разрабатываемое приложение предусматривает использование  файла последовательного доступа⁷. В файле последовательного доступа хранится информация об операторах языка Турбо Паскаль и пояснения к ним. В текстовом файле чередуется запись строк, которые содержат идентификатор оператора и пояснение для оператора. Структура файла приведена на рис.3. 

рис.3

Структура файла 

     Стандартная файловая переменная:

     F 

     Для связи файловой переменной с физическим файлом на диске предназначена процедура:

     Assign

     Reset

     Rewrite 

     Для чтения данных из текстового файла  предназначена процедура:

     Readlyn 

     Для записи в типизированный файл предназначена  процедура:

     Written 

     В результате выполнения Written (f, c, operate) и Wirteln ( f, c, posaun ) в файле можно размещать данные об операторах языка Турбо Паскаль. 

     Операция  Readlyn ( f, c, solve ) выведет информацию для чтения на экран монитора.

     При разработке данной программы имеет  смысл использовать компилятор Turbo Pascal 7.0. Данная среда разработки программ эргономична, не затрагивает больших ресурсов вычислительной системы, удобна в исполнении для непрофессиональных пользователей и идеально подходит для разработки утилит общего назначения как под управлением операционной системы MS-DOS, так и под управлением ОС, которые поддерживают сеанс или режим MS-DOS⁸.

     Требования  к компьютеру и программному обеспечению:

1. Для  DOS - версии

2. Для  Windows - версии

     Дополнительных  средств (принтер, сканер, дополнительные дисководы и т.д.) не требуется.

1.3 Разработка рабочего проекта 

     Для разработки приложения «Helper» используется среда программирования Turbo Pascal 7.0. Проект программы содержит основное окно выбора «Меню»⁹; 

Список  глобальных переменных использованных в программе «Helper»:

Таблица 1

     Каждый  пункт «Меню» является отдельной процедурой. Процедуры расположены в основной программе. Процедуры взаимодействую с основной программой через локальные переменные. Список локальных переменных представлен в таблице 2.

     Список  процедур расположенных в программе  «Helper»:

1. процедура «Szold». Данная процедура отвечает за формирование исходной базы данных по операторам языка Турбо Паскаль.
2. процедура «Promoter». Действие данной процедуры заключается в просмотре базы данных.
3. процедура «Spark». С помощью процедуры «Spark» происходит запрос пользователя и выдача результата запроса на экран монитора.

Таблица 2

     Исполняемый файл программы «Helper» имеет название helpers.exe и расположен на диске А.

     Состав  проекта приведен в таблице 3. 

Табл. 3. Состав проекта.

Глава 2. Выбор состава технических и программных средств

2.1 Описание программы 

     Для функционирования данного приложения на компьютере должна быть установлена  ОС MS-DOS или операционная система, поддерживающая режим или сеанс MS-DOS¹⁰. Программа написана на языке программирования Turbo Pascal 7.0.

     Разработанная программа представляет собой справочную систему по операторам языка программирования Турбо Паскаль. Применение данного  приложения возможно в образовательном и познавательном аспекте.

     Структура программы представляет набор процедур, функционирование которых осуществляется непосредственно из программы.

     При использовании данного продукта достаточно компьютер с процессором 386, оперативной памяти 8 Мб; распечатка результатов на принтере и ввод информации с дополнительных носителей не предусмотрена.

     По  умолчанию программа расположена  на гибком диске 3,5 дюйма. В состав программы входит исполняемый файл helper.exe. Именно с запуска файла helper.exe начинается работа приложения. Следующий шаг после запуска исполняемого файла состоит в формировании начальной базы данных, т.к. в исходном варианте файл с сформированной справочной системой отсутствует. Формирование БД исключительная прерогатива конечного пользователя. Использование защиты от несанкционированного использования и копирования не предусмотрено.

     Входные и выходные данные имеют основной тип строковый. Ввод данных производится построчно. По окончании ввода строки нажатие клавиши [ENTER] означает конец ввода данной строки и, если не предусмотрен ввод следующих данных, то повторное нажатие клавиши [ENTER] означает конец ввода данных предлагаемых системой.

     Представление строки возможно как латинским алфавитом, так и алфавитом кириллицы^*.

     Вывод информации производится в том формате, в каком исходная информация была внесена в компьютер при формировании справочной системы.

     Тестирование  программы проводилось на компьютерах  с операционными системами Windows 98 и Windows XP Professional SP2. При запуске приложения в ОС Windows XP Professional SP2 наблюдалось некорректное отображение символов кириллицы при переходе из оконного режима в полноэкранный.

     Среда программирования Turbo Pascal 7.0 представляет собой язык программирования высокого уровня, входящий в состав профессионального пакета разработки программ Borland Pascal with Objects 7.0. Транслятор языка Turbo Pascal 7.0 работает по компиляционному принципу.

     Для нормальной работы программы необходим  компьютер с процессором 386, 8 Mb RAM, 1 Мб свободного места на диске с установленной ОС MS-DOS или операционной системой поддерживающей режим или сеанс MS-DOS. Возможно, запустить программу с дискеты, в состав которой входит ОС MS-DOS¹¹. Использование различных манипуляторов ввода данных не предусмотрено.

     Так как по умолчанию файл «Spark.or» исходной справочной системы формируется в корневой директории приложения, то перед исполнением программы, необходимо определить каталог запуска данного приложения. Запуск производится выбором файла helper.exe. После запуска на монитор выводится окно меню

     Далее следует сформировать справочную систему  по операторам языка Турбо Паскаль. Для этого выбираем пункт меню под номером 1 «Создание справочной системы» После активации этого  пункта открывается диалоговое окно для ввода информации.

     Ввод  информации производится, последовательно  начиная с верхнего уровня. Сначала  вводится название оператора затем  пояснение к оператору.

     Пункт меню «Просмотр» предназначен для просмотра  информации сформированной справочной системы. Выбрав соответствующий пункт меню номер

активируется  окно, представляющее содержимое записей.

     Формат  вывода записанных данных на экран  монитора соответствует формату, который  был использован при формировании справочной системы. (рис.9). Если информация не вмещается в рамки данного видеорежима, то просмотр будет ограничен конечной областью записи.

       Поэтому, процедура «Просмотр»  рассматривается, как контрольный  пункт наличия информации в  файле и не предусмотрена для  полноценного обзора содержимого  файла.

2.2 Тестирование программы 

     Активация пункта меню «Справка» пункт меню номер 3 открывает окно с диалоговым предложением системы ввести ключевое слово для получения интересующей информации по заданному оператору  языка Турбо Паскаль (рис 10)

     Ключевое  слово – это название оператора, по которому должна быть выдана справка программой в случае, если данный оператор занесен в реестр сформированной справочной системы и ввод ключевого слова соответствует формату названия оператора в справочной системе, т.е. Go to и GOTO разные слова.

     Поэтому, соблюдение регистра написания оператора  при формировании и при запросе  в справочной системе строго обязательно  для получения интересующей информации.

     Наконец, после правильного ввода ключевого  слова (названия оператора) справочная система выводит на экран первый запрос

     Для получения следующего запроса по операторам языка Турбо Паскаль  в справочной системе необходимо ввести следующее ключевое слово.Последняя строка ясно указывает на ожидание системы принятия решения пользователем. Если пользователь данного программного продукта введет ключевое слово, то программа выдаст информацию по интересующему оператору языка Турбо Паскаль, иначе, нажатием клавиши [ENTER] программа вернется в режим меню.

     Для специалистов в области ИИ термин знания означает информацию, которая необходима программе, чтобы ока вела себя «интеллектуально». Эта информация принимает форму фактов или правил.

     Факты и правила в экспертной системе не всегда либо истинны, либо ложны; иногда существует некоторая степень неуверенности в достоверности факта или точности правила. Если это сомнение выражено явно, то оно называется “коэффициентом уверенности”.

     Многие  правила экспертной системы являются эвристиками, т.е. эмпирическими правилами  или упрощениями, которые эффективно ограничивают поиск решения. Экспертная система использует эвристики, потому что задачи, которые она решает, будь то поиск новых месторождений или согласование исков, как правило, трудны и не до конца понятны. Эти задачи не поддаются строгому математическому анализу или алгоритмическому решению. Алгоритмический метод гарантирует корректное или оптимальное решение задача, тогда как эвристический, метод даёт приемлемое решение в большинстве случаев.

     На  рис. 2 показано различие между алгоритмическим и эвристическим методами. Здесь сравнивается алгоритм предотвращения захвата самолетов на коммерческих авиалиниях с эвристическим методом, предназначенным для той же цели.

     Алгоритм  обеспечивает полную гарантию предотвращения захвата самолёта, потому что в принципе полностью исключает возможность проникновения оружия на борт самолета. К сожалению, он требует слишком много времени, слишком дорог и, что ещё важнее, слишком непопулярен, чтобы иметь какую-либо практическую ценность. Приведённый эвристический метод также может предотвратить большинство попыток захвата самолетов, но не гарантирует, что они вообще не возникнут.