Автор:
Кравець Олександр Юрійович, студент 21 ІМ групи
Науковий керівник:
Франчук Василь Михайлович, кандидат педагогічних наук, доцент кафедри комп’ютерної інженерії
СТВОРЕННЯ WEB-ОРІЄНТОВАНОЇ ЕКСПЕРТНОЇ СИСТЕМИ
ДЛЯ РОЗВ’ЯЗУВАННЯ ЗАДАЧ ОПТИМІЗАЦІЇ
Анотація.
Метою дослідження є створення web-орієнтованої експертної системи з методів оптимізації на основі принципів хмарних технологій. Завданням дослідження є проектування та розробка експертної системи на основі продукційної моделі подання знань про предметну область.
Об’єктом дослідження є web-орієнтована експертна система, предметом дослідження є задачі і методи оптимізації. У дослідженні використано методи математичного моделювання і комп’ютерого експерименту. Результатомдослідження є база знань на основі правил продукції про задачі та методи оптимізації, а також розроблена на її основі web-орієнтованої експертна система для розв’язування задач оптимізації. Експертна система створюється з метою використання у навчальному процесі ВНЗ при підготовці математиків і прикладних математиків, фахівців з інформаційних технологій і економічних кібернетиків.
Ключові сова: експертна система, задачі оптимізації, методи оптимізації, web-орієнтовані технології, хмарні технологій.
Вступ. Діяльність людини при вирішенні різноманітних виробничих, соціальних, технічних і багатьох інших проблем майже завжди спрямована на вiдшукання найкращого
(оптимального) рiшення. Щоб знайти найкращу з можливостей, доводиться розв'язувати задачi на знаходження найбiльших чи найменших значень певних величин за наявності або відсутності обмежень на параметри, від яких вони залежать, тобто екстремальні задачі.
Дослiдження рiзних типiв екстремальних задач i розробка методiв їх розв'язування складають основу теорiї оптимiзацiї. Актуальність і доцільність вивчення курсу з теорiї i методiв оптимізації у ВНЗ студентами математичних, комп’ютерних, технічних та економічних спеціальностей обумовлена, по-перше, важливістю цих задач для різних сфер діяльності людини, по-друге, тим, що теорія оптимізації є одним з пріоритетних напрямів науково-дослідної роботи в галізі математики та інформатики.
Постановка задачі. Теорія і методи оптимізації вивчається студентами ВНЗ за освітніми напрямами: «математика», «прикладна математика», «комп’ютерні науки»,
«програмна інженерія», «комп’ютерна інженерія» в нормативних навчальних дисциплінах
«Методи оптимізації», «Методи оптимізації та дослідження операцій», «Математичні методи дослідження операцій», та за напрямом «економіка і підприємництво» у дисципліні
«Економіко-математичне моделювання». Під час вивчення зазначених дисциплін у студентів виникають проблеми при розв’язуванні реальних задач оптимізації як на етапі класифікації математичної моделі задачі, так і при виборі методів та засобів її розв’язування. Це пов’язано з тим, що існує велика кількість різних класів оптимізаційних задач і, як правило, кожен з цих класів задач має кілька альтернативних методів їх розв’язування, а, крім того, існує значна кількість програмних засобів, що реалізують ці методи. У такій ситуації виникає необхідність у консультуванні студента з викладачем або фахівцем (експертом) у галузі оптимізації. Але часто виникають обставини коли, з тих чи інших причин, проконсультуватись з питань, що виникли, в реальному часі немає можливості.
Одним з шляхів вирішення окресленої проблеми є створення web-орієнтованої експертної системи з методів оптимізації, призначеної для консультування користувачів щодо розв’язання задач оптимізації, в результаті чого вони отримують розгорнену відповідь на питання, що їх цікавлять.
Мета роботи. Метою дослідження є створення web-орієнтованої експертної системи з методів оптимізації на основі продукційної моделі подання знань з використанням принципів хмарних технологій.
Основна частина.
Для створення експертної системи з методів оптимізації було обрано технологію, що передбачає використання таких програмних засобів: eXpertise2Go – web-орієнтована оболонка для створення експертних систем на основі продукційних правил;
PHP – скриптова мова програмування для генерації HTML- сторінок на web-сервері;
Apache – web-сервер.
Web-орієнтована оболонка eXpertise2Go [2] є вільно поширюваним програмним засобом, що надає можливість створювати експертні системи, генеруючи базу знань за допомогою інструменту для створення та перевірки таблиць розв’язків e2gRuleWriter, який має досить зручний і простий у використанні інтерфейс, а також, надає користувачу можливість побачити як експертна система використовує правила виведення з бази знань для прийняття рішення. Особливості налаштувань даного інструменту надають можливість користувачеві обрати мову локалізації, що робить працю з системою ще зручнішою.
Скористатись експертною системою з методів оптимізації можна за допомогою сайту, на якому вона розміщена. Консультація з методів оптимізації відбувається так: користувач заходить на сайт, обирає режим роботи «Експертна система» і натискає кнопку «Розпочати консультацію». Система пропонує користувачу ряд питань щодо властивостей цільової функції задачі оптимізації, наявності чи відсутності обмежень задачі, їх структури і т.п., а також варіанти відповідей на ці питання. В результаті опитування формується висновок, у якому містяться відомості про: клас оптимізаційної задачі, до якого вона відноситься; властивості цільової функції задачі; характер і структуру обмежень задачі; перелік методів розв’язання оптимізаційної задачі з посиланнями на ресурси, де описані ці методи; відомості про системи комп’ютерної математики, з допомогою яких можна розв’язати оптимізаційну задачу, а також перелік вбудованих функцій і пакетів розширення, що використовуються цими системами. Відповідні теоретичні відомості про методи розв’язання задач оптимізації та про системи комп’ютерної математики знаходяться на сайті, перейти до яких можна скориставшись меню.
Висновки. Web-орієнтованої експертна система створюється з метою використання у навчальному процесі ВНЗ при підготовці математиків і прикладних математиків, фахівців з
інформаційних технологій, економічних кібернетиків. У перспективі планується розробка програмних модулів для розв’язування деяких класів задач оптимізації безпосередньо на сайті експертної системи, що надасть можливість використовувати її для вирішення реальних задач, що виникають у сфері малого і середнього бізнеса.
Список використаних джерел
1.
Web-Enabled Expert System and Decision Table Software Demonstrations and Tutorials
[Electronic resource] / eXpertise2Go.com. – 2012. – Mode of access :
http://expertise2go.com/