Выполняемая экспертом-человеком обработка информации по анализу помех в межсоединениях печатной платы ЭС строится на базе запасов знаний. При этом знания могут быть неполными. Обычно процесс, с помощью которого эксперт отбирает, синтезирует и преобразует исходные знания, малопонятен. Если же попытаться автоматизировать подобный процесс мышления, то необходимо будет уметь представлять типичные подходы, применяемые экспертом при решении задачи.
В экспертных системах [195, 344] знания обычно представляются в виде фактов (т.е. классов объектов и взаимосвязей между ними), процедур или правил манипулирования фактами, а также в виде информации о том, когда и как следует применять правила и процедуры. Факты об объектах и их
взаимоотношениях позволяют классифицировать эти объекты и соотносить между собой. Правила дают возможность определить, как вывести новые отличительные особенности класса или отношения для объектов, прежде не подразделенных на классы.
Третья необходимая компонента процесса обработки знаний – управляющая структура; она определяет способ применения разнообразных правил. По существу, управляющая структура позволяет решить, какое из правил должно применяться следующим. В большинстве реальных ситуаций количество необходимых правил очень велико, и при этом возможны различные формы управляющих структур. Механизм приложения правил в тех
ситуациях, когда требуется производить их выбор, является прерогативой управляющей структуры. При большом числе правил возможна обработка: поиск "сначала вглубь" или поиск "сначала вширь".
Попытки упростить управляющие конструкции, по существу, свелись
к соблюдению принципа: "если следующий шаг не задан в явном виде языковой конструкцией, то исполняется последующий оператор".
В некоторых экспертных системах [195, 344] управляющие структуры независимы от предметной области. Другими словами, образ действия не зависит от знаний, относящихся к исследуемой предметной области. Такие управляющие структуры просты и изящны.
Однако в задаче фрагментации топологии межсоединений печатных плат ЭС набор правил может быть применен только при определенном сочетании условий или определенном контексте. В связи с этим целесообразно группировать наборы правил с учетом контекста и разрешать срабатывать правилу только при установлении соответствующего контекста.
Самым распространенным форматом для представления знаний, наиболее соответствующих их процедурному характеру, является "правило продукции", которое по своей сути - просто оператор вида: ЕСЛИ условие, ТО действие.
В основе правил продукций лежит простой принцип: они определяют набор разрешенных преобразований, с помощью которых осуществляется продвижение от начального состояния до окончательного решения поставленной задачи. Текущее состояние отражается с помощью множества фактов, фиксируемых в базе данных. Именно простота формализации правила продукций привлекла к нему внимание. Сейчас используется несколько уровней для правил и другие подходы, которые выражают действие и служат в качестве "операторов" преобразования одного состояния задачи в другое.
Установлены требования хорошо сконструированной экспертной системы
[195, 344], которые соблюдены в стратегии фрагментации:
а) пространство поиска не должно быть большим;
б) знания предметной области должны быть достоверны (они не должны содержать ошибок и противоречий);
в) представляемые пользователем данные должны быть достоверны и стабильны во времени (данные, используемые в процессе решения задачи, не должны корректироваться в ходе ее решения).
При небольшом пространстве поиска нет нужды в применении сложной стратегии поиска решения для того, чтобы не выйти за пределы возможностей ЭВМ. Решение можно получить путем полного перебора пространства поиска, не прибегая к выбору наиболее эффективного представления знаний предметной области.
В больших пространствах поиска решение находится путем
факторизации – прием "порождение и проверка", с помощью которого выбранные состояния анализируются путем порождения дерева решений на определенную глубину. Затем к такому дереву применяются эвристические методы проверки. В результате принимается решение либо продолжать обработку данной ветви, либо отсечь ее, прекратив, таким образом, процесс поиска в данном подпространстве. Другой подход - это абстрагирование в форме метаправил. Однако такой подход требует, чтобы вся информация, необходимая для проверки частного решения, была доступна одновременно.