Компьютерное конструирование с использованием системы компьютерного черчения. ПР 2.3. Экспертные системы распознавания химических веществ. ПР2.4

Урок 43-44, 9 класс

Учитель: Брух Т.В.

Дата:__________

Тема урока: «Компьютерное конструирование с использованием системы компьютерного черчения. ПР 2.3.

Экспертные системы распознавания химических веществ. ПР2.4»

Цели:

образовательная:

- способствовать формированию у учащихся начальных представлений о системе компьютерного черчения Компас;

• отработать на практике навыки черчения основных графических примитивов с использованием различных способов ввода их координат: автоматического ввода, ручного ввода и геометрического калькулятора

развивающая:

• развитие познавательного интереса, творческой активности учащихся;

• развивать внимание, память, умение логически мыслить, работать по образцу

воспитательная:

• воспитание навыков быстрого мышления и привития интереса к предмету, научного мировоззрения

Профессиональные экспертные системы достаточно широко используются в различных областях науки и техники. Такие системы позволяют автоматически выявлять причины сбоев в работе сложных технических систем (например, космических кораблей), распознать личность человека по его отпечаткам пальцев или радужной оболочке глаза и т. д.

Основная задача экспертных систем - распознавание объектов или состояний объекта. В процессе обучения встречается достаточно много учебных ситуаций, когда вам приходится выступать в роли эксперта и распознавать тот или иной объект. Обычно такие задачи выполняются методом проб и ошибок, без осознания и фиксации страте­гии поиска.

Создание учебной экспертной системы позволяет осо­знать и зафиксировать последовательность рассуждений или действий, которая приводит к распознаванию того или ино­го объекта среди некоторой совокупности.

Почему компьютерные модели распознавания химических веществ называются экспертными системами?

Найдите ответ в информационной карточке

Экспе́ртная систе́ма (ЭС, expert system) — компьютерная программа, способная частично заменить специалиста-эксперта в разрешении проблемной ситуации. Современные ЭС начали разрабатываться исследователями искусственного интеллекта в 1970-х годах, а в 1980-х получили коммерческое подкрепление. Предтечи экспертных систем были предложены в 1832 году С. Н. Корсаковым, создавшим механические устройства, так называемые «интеллектуальные машины», позволявшие находить решения по заданным условиям, например определять наиболее подходящие лекарства по наблюдаемым у пациента симптомам заболевания.

В информатике экспертные системы рассматриваются совместно с базами знаний как модели поведения экспертов в определенной области знаний с использованием процедур логического вывода и принятия решений, а базы знаний — как совокупность фактов и правил логического вывода в выбранной предметной области деятельности.

Режимы функционирования

ЭС может функционировать в 2-х режимах.

Режим ввода знаний — в этом режиме эксперт с помощью инженера по знаниям посредством редактора базы знаний вводит известные ему сведения о предметной области в базу знаний ЭС.

Режим консультации — пользователь ведет диалог с ЭС, сообщая ей сведения о текущей задаче и получая рекомендации ЭС. Например, на основе сведений о физическом состоянии больного ЭС ставит диагноз в виде перечня заболеваний, наиболее вероятных при данных симптомах.

Что же это такое экспертная система (э/с)?

(Ответ: э/с – интеллектуальные программы, способные делать логические выводы на основе знаний из конкретной предметной области)

Экспертная система может быть представлена в виде ал­горитма, состоящего из последовательности шагов с использованием алгоритмической структуры «ветвление». Можно построить различные алгоритмы поиска, однако необходимо стремиться к выбору оптимальной стратегии распознавания (достижения цели за минимальное число шагов). Такая стратегия будет реализована, если каждый шаг будет макси­мально уменьшать неопределенность (нести максимальное количество информации).

На основе какой базовой логической структуры данная стратегия осуществлялась?

(Ответ: если…то…иначе…)

4.Социолизация. Создание информационной модели.

Из какой предметной области знаний будем брать информацию? (Ответ: химия)

Какого рода информация нас будет интересовать? (Ответ: химические свойства удобрений)

 В качестве примера можно рассмотреть лабораторную работу по химии «Распознавание химических удобрений».

Делимся на 3 группы. Вам дается справочная таблица по взаимодействию шести различных удобрений с некоторыми реактивами. Предлагается распознать каждое из удобрений в виде иерархической модели, блок – схемы.

Составим

1. В табличном редакторе Excel;

2. В среде power point;

1. Табличный редактор

Формальная модель экспертной системы «Распозна­вание удобрений».

Построим алгоритм, в кото­ром на первом шаге разделим шесть веществ на две группы по условию «при взаимодействии с H₂S0₄ выделяется бу­рый газ». Если условие:

• выполняется, то это вещества первой группы под но­мерами 1 и 2;

• не выполняется, то это вещества второй группы под номерами 3, 4, 5 и 6.

Для идентификации веществ первой группы достаточно проверить справедливость условия «при     взаимодействии с рас­твором щелочи ощущается запах аммиака». Если условие:

• выполняется, то это вещество 1 «аммиачная селитра»;

• не выполняется, то это вещество 2 «натриевая селит­ра».

Для идентификации веществ второй группы сначала не­обходимо проверить справедливость условия «при взаимо­действии с ВаС1 выпадает белый осадок». Если условие:

• выполняется, то это вещества 3 и 4;

• не выполняется, то это вещества 5 и 6.

Для идентификации веществ 3 и 4 достаточно проверить справедливость условия «при взаимодействии с раствором щелочи ощущается запах аммиака». Если условие:

• выполняется, то это вещество 3 «сульфат аммония»;

• не выполняется, то это вещество 4 «суперфосфат». Для идентификации веществ 5 и 6 достаточно проверить

справедливость условия «внешний вид - розовые кристал­лы». Если условие:

• выполняется, то это вещество 5 «сильвинит»;

• не выполняется, то это вещество 6 «калийная соль».

Целесообразно представить иерархическую модель экс­пертной системы в   виде блок-схемы.

Б лок-схема определения удобрений

Аммиачная

селитра