Введение к работе
Актуальность темы
Возрастание требований, предъявляемых к квалификации химика - технолога, а таете проблемы, возникающие при передаче знаний в области химии и химической технологии, обусловили устойчивый интерес к программным системам, ориентированным на автоматизированное обучение и подготовку специалистов. Наиболее значительные перспективы связаны с разработкой экспертных обучающих систем (ЭОС), обеспечивающих интеграцию методов представления и использования знаний специалистов -экспертов с методами анализа знаний обучаемого. Основной задачей ЗОС является сопоставление рассуждений эксперта при решении конкретной задачи с рассуждениями обучаемого при решении той же задачи. Таким образом, ЭОС формирует стратегию передачи знаний, ориентированную на индивидуальные особенности обучаемого. что позволяет существенно повысить качество профессиональной подготовки спецналистоЕ.
Разработка и реализация ЭОС требует применения современных методов приобретения, представления и анализа знаний. Особые проблемы связаны с необходимостью многоаспектного рассмотрения задачи - учета точек зрения как эксперта, так и обучаемого, анализом способа рассуждений обучаемого на основе его ответов на конкретные вопросы, учетом изменений в знаниях обучаемого в ходе обучения. Создание ЭОС связано с разработкой специальных методов описания рассуждений, формированием достаточно выразительной математической модели, реализацией инструментальных средств, ориентированных на полномасштабную поддержку разработки ЭОС. Пр.. этом единообразие методов манипулирования знаниями на всех этапах разработки ЭОС может быть обеспечено за счет единой методики создания и сопровождения ЭОС в рамках единой среды программирования.
В диссертационной работе рассматриваются вопросы, связанные с разработкой моделей, методов г. инструментальных средств для создания и сопровождения программных систем, ориентированных на подготовку специалистов н области химии и химической технологии. Состояние исследований в этой области свидетельствует оо актуальности тематики.
целью работы является разработка методов. моделей и инструментальных средств для создания ЭОС на основе объектно-ориентированной логики в области химии и химической технологии. В этом плане ставятся и решаются следующие задачи:
анализ особенностей ЭОС в области химии и химической технологии с точки зрения приобретения и представления знаний: выбор методов приобретения и представления знаний для ЭОС;
разработка логико-семантической модели приобретения и представления знаний в ЭОС на основе объектного подхода;
разработка функциональной схемы ЭОС. инструментальных средств создания и сопровождения ЭОС, поддерживающих предложенную логико-семантическую модель;
реализация и внедрение инструментального комплекса и ЭОС. выполненных на его основе.
Методы исследования
В основу выполненных в ,работе исследований положены методы концептуального моделирования, понимаемого как интеграция систем. ориентированных на знания. систем угг шления базами данных и систем программирования. Экспериментальные исследования и реализации выполнялись с привлечением методов функционального и логического программирования, а также методов реляционных систем. Научная новизна
В диссертационной работе азтором получены следующие результаты:
обосновано применение объектно-ориентированных дедуктивных методов представления знаний для разработки программных систем подготовки специалистов;
предложена методика создания параметризованных сценариев диалога;
предложены методы и средства динамической генерации объектов системы программирования;
предложены методы и средства абстрагирования и детализации объектов системы программирования. Практическая значимость
Практическая значимость полученных в работе результатов заключается в следующем:
- построена динамичная логико-семантическая модель
объектов метаданных, ориентированная на ' задачи, возникающие
- 5 -при создании ЭОС;
предложен и реализован язык определения и управления объектами метаданных для построенной модели:
разработан и реализован инструментальный комплекс создания и сопровождения ЭОС и прикладные ЭОС на его основе. Апробация работы
Основные положения работы докладывались и обсуждались на международной конференции "Новое поколение компьютерных систем и программного обеспечения". Самарканд. 1990. международной научно-практической конференции ИНТЕРПРИБОР-90. Москва. 1990, всесоюзном научно-техническом семинаре "Экспертные обучающие системы". Саратов. 1989. постоянно действующем семинаре "Искусственный интеллект" при секции "Прикладная кибернетика" Публикации
Полученные в работе результаты изложены в 10 опубликованных статьях. Структура и объем диссертации
Диссертация состоит из введения, четырех глав, заключения, списка литературы и приложений.