XCON

R1 / XCON (XCON - eXpert CONfigurer) - була однією з перших успішних спроб застосування експертних систем в промисловості на початку 1980-х років.

Опис системи

Ця система призначена для допомоги розробникам при визначенні конфігурації обчислювальної системи на базі обчислювальних пристроїв і блоків сімейства VAX. Спочатку програма перевіряє повноту специфікації вимог до проектованої системи, яка представлена ​​замовником. На другому етапі програма визначає конфігурацію системи, що відповідає цим вимогам. Комерційна версія системи, розроблена спільно університетом Карнегі-Меллон і корпорацією Digital Equipment, отримала найменування XCON.

Першим практичним застосуванням системи XCON була розробка конфігурації обчислювального комплексу VAX-11/780 на заводі фірми DEC в Салемі, шт. Нью-Гемршір. Потім послідувала розробка конфігурацій інших типів обчислювальних комплексів, таких як VAX-11/750 і наступних модифікацій продукції DEC. Інтерес до цієї експертної системі пояснюється тим, що вона продемонструвала, чого можна досягти при використанні навіть відносно слабкого методу розв'язання проблем, якщо є достатньо знань про предметну область. Історія розвитку цієї системи також показує, як розширюється сфера застосування комерційної експертної системи при правильному менеджменті та як системи такого типу "вростають" в виробниче середовище.

Задачу системи R1 не можна віднести до типу тривіальних. Типовий обчислювальний комплекс включає 50-100 компонентів, головними з яких є центральний процесор, пристрій управління оперативною пам'яттю, блоки управління інтерфейсом по шинам UNIBUS і MASSBUS, причому всі ці компоненти підключені до єдиної платі синхронізації. Шинні інтерфейси підтримують обмін з широкою номенклатурою периферійних пристроїв - пристроями зовнішньої пам'яті на магнітних стрічках і дисках, принтерами і т.п. У результаті є можливість будувати системи самої різної конфігурації.

Отримавши замовлення зі специфікацією характеристик обчислювального комплексу, система R1 повинна вирішити, чи пристрої потрібно включити до складу комплексу і як їх об'єднати в єдину систему. Ухвалити рішення про те, чи відповідає певна конфігурація тим характеристикам, які представлені в замовленні, не так просто, оскільки для цього потрібно володіти знаннями про можливості й характеристики всіх компонентів і відносинах між різними компонентами. Не менш складним також є завдання оптимального компонування комплексу з обраного набору компонентів, оскільки при його розв'язанні потрібно брати до уваги безліч обмежень на взаємне розташування компонентів у структурі комплексу. Наприклад, підключення модулів розширення UNIBUS до пристрою синхронізації вимагає враховувати обмеження по струмовому навантаженні, що існують для пристрою синхронізації, і розподіл пріоритетів переривань для модулів розширення. Таким чином, задачу вибору конфігурації можна з повним правом вважати класичною конструктивною проблемою, яка вимагає для свого рішення значного обсягу експертних знань.

Метод

Основний метод вирішення проблем у системі R1 можна віднести до виду запропонуй-і-застосуй (англ. propose-and-apply), який складається з наступних кроків.

• Ініціалізація ланцюга. Формується елемент керування для поточного завдання і віддаляються всі застарілі елементи керування для тих задач, які вже завершені.

• Пропозиція. Пропонуються можливі варіанти подальших дій і відкидаються неприйнятні варіанти. Варіанти представляються у вигляді операторів.

• Видалення зайвого. Видаляються зайві оператори згідно з глобальним критерієм, наприклад заздалегідь визначеним пріоритетом операторів.

• Вирішення конфліктів. Виконується попарне порівняння конкуруючих операторів і приймається рішення, який з двох залишити.

• Вибір єдиного оператора. Аналізується результат виконання кроків 2-4 і з усіх решти операторів вибирається єдиний.

• Застосування оператора. Обраний оператор застосовується до поточного стану проблеми і таким чином формується розширення часткової конфігурації.

• Оцінка мети. Перевіряється, не досягнута сформульована мета. Якщо мета досягнута, процес завершується, в іншому випадку цикл повторюється.

Удосконалення системи

Протягом 1986-1987 років система XCON зазнала докорінної модернізації на основі методології RIME. Принцип спадного розкладання проблеми на підзадачі (останні отримали у новій термінології найменування простору системи-problem spaces) в процесі обчислень, який був реалізований в системі R1, залишився в недоторканності, але була змінена система класифікацій правил. За основу нової системи класифікації були взяті етапи виконання алгоритму запропонуй-і-застосуй, на яких використовується те чи інше правило. Кожне простір проблеми представляє відносно незалежну підзадачі і специфікується трьома параметрами:

• керуюча структура, яка описує метод вирішення проблем, що застосовується в цьому просторі;
• знання, які використовуються для прийняття рішення про те, який простір проблеми має бути активним у будь-який даний момент часу;
• оператори, які дозволяють маніпулювати об'єктами в даному просторі, якщо воно стає активним.

Див. також

• Штучний інтелект
• Експертні системи