ПРИМЕНЕНИЕ СИСТЕМЫ НЕЧЕТКОГО ВЫВОДА ПРИ РЕШЕНИИ ЗАДАЧИ В ПРОГРАММНОЙ СРЕДЕ CLIPS

APPLICATION OF FUZZY INFERENCE SYSTEM WHEN SOLVING A PROBLEM IN THE CLIPS SOFTWARE ENVIRONMENT

Rudolf Ignatyev

graduate of 1st year, Department of Information Systems in Economics, Volga State University of Technology,

Russia, Yoshkar-Ola

АННОТАЦИЯ

Система нечеткого вывода подразумевает под собой процесс получения нечетких заключений о требуемом управлении объектом на основе нечетких условий или предпосылок, представляющих собой информацию о текущем состоянии объекта. Целью текущей исследовательской работы является практическое применение системы нечеткого вывода при решении задачи о получении списка с данными о студенте. В свою очередь, для решения задачи, условия которой будут описаны далее, необходимо создать программный продукт в среде CLIPS.

ABSTRACT

Fuzzy inference system implies the process of obtaining fuzzy conclusions about the required control of an object based on fuzzy conditions or assumptions that represent information about the current state of the object. The purpose of the current research paper is the practical application of a fuzzy inference system in solving the problem of obtaining a list with data about a student. In turn, to solve the problem, the conditions of which will be described below, it is necessary to create a software product in the CLIPS environment.

Ключевые слова: система нечеткого вывода; база правил.

Keywords: fuzzy inference system; rule base.

Недостатком этого типа задачи при применении системы нечеткого вывода в том, что с увеличением базы студентов и курсов система будет усложняться, что может привести к замедлению скорости получения интересующего пользователя системы результата. Тем не менее, пользователь может получит вывод по имеющимся данным, не обладая достаточными знаниями как о предметной, так и о программной области.

Начальные условия рассматриваемой задачи таковы, что в вузе имеются профессора, читающие различные курсы, и студенты, посещающие их. При этом стоит обратить внимание на то, что на факультете работает много профессоров, читающих различные курсы. Курс может иметь несколько разделов. Профессор может вести несколько курсов, а также отдельные разделы некоторых курсов.

Однако каждый раздел любого курса читается только одним профессором. Следовательно, курс, состоящий из нескольких разделов, может преподаваться различными профессорами. Студент может посещать разные курсы, но он может не изучать отдельные разделы курса. Профессор занимает должность, не разделяемую с другими профессорами. Пара значений – имя студента и год – уникальна. Может быть уникальна оценка студента по данному курсу.

Информация представлена отношениями:

1.  Курсы (название, раздел, имя профессора, должность);
2.  Студенты (имя, год, название курса, раздел, оценка).

Исходя из условий, требуется реализовать следующие запросы:

1.  О всех функциональных зависимостях между атрибутами отношений;
2.  Сформировать окно, включающее список (студент, курс, раздел, преподаватель).

По имеющимся в условии отношениям, был выстроен ряд уточняющих вопросов, отвечая на которые, можно определить конкретного студента, посещавшего определённый раздел какого-либо курса, который был прочитан одним преподавателем. Это и определило базу правил этой системы нечеткого вывода, соответствующую знаниям эксперта о том, какой из студентов посещал некоторый курс. Курсов было взято три, которые были прочтены, соответственно, тремя преподавателями, и их прослушало шесть студентов.

Курсы имеют определенный год проведения, поэтому он уточняется, так как один курс проводится не единожды. Поскольку курс разбивается на разделы, сначала уточняется курс, и только потом – раздел. За каждый прослушанный курс студент получает оценку, которая тоже уточняется. Задаются два уточняющих вопроса о том, кто вел курс. И, наконец, уточняется раздел курса. В итоге имеется шесть правил, по которым выстраивается заключение в виде связки определенного студента, посещавшего некоторый курс.

В случае, если требуемое заключение не будет получено, то студент будет считаться не числившимся среди слушавших курс. Представлен фрагмент кода, в котором описаны уточняющие вопросы (Рисунок 1).

Рисунок 1. Фрагмент программного кода

Итогом исследования является получение способа применения системы нечеткого вывода для задачи о получении списка с данными о студенте. Данной системой нечеткого вывода была проделана работа с правилами, сформированными на основе фактов, в числе которых год курса, курс, оценка, должность и раздел курса. Из них делается соответствующий вывод. Применимость решения этой задачи с помощью системы нечеткого вывода, по сравнению со всеми альтернативными подходами, высока благодаря тому, что возможно получение результата по неявно связанным между собой данным. Иными словами, только система нечеткого вывода дает возможность оперировать нечеткими входными данными (например, значения, которые невозможно задать однозначно).

Список литературы:

1. Джарратано Д., Г. Райли. Экспертные системы. Принципы разработки и программирование. - М.: Изд. Вильямс, 2011. - 775 с.
2. Литвак Б.Г., Экспертные технологии в управлении, М., «Дело», 2011 - 670 с.
3. Методы и средства преобразования информации. - М.: Рига: Зинатне, 2016. - 136 c.