الأنشطة والتدريبات

السؤال الأول :- ( مستعينا بالرسم كلما أمكن )

(1) وضح المفاهيم المختلفة للنظم الخبيرة Expert System ؟
(2) وضح المكونات التى يتكون منها النظام الخبير؟
(3) أذكرالعناصر التى يجب توافرها لإنتاج النظام الخبير ؟
(4) إشرح آلية عمل النظام الخبير ؟
(5) أذكر الخصائص النظام الخبير ؟

السؤال الثانى :- ( ضع علامة صح أو علامة خطأ مع تصحيح الإجابة الخاطئة )

(1) يمر النظام الخبير ب 3 مراحل فقط حتى ينتج بالشكل المطلوب . (    )
(2) من عيوب الأنظمة الخبيرة أنها غير قادرة على تطوير آداء المتخصصين ذو الخبرة البسيطة .(   )
(3) من مكونات النظام الخبير قاعدة المعرفة وهى المسؤلة عن إدارة النظام الخبير(    )
(4) من دوافع إستخدام النظم الخبيرة تخليد الخبرة البشرية . (    ) 
(5) يقصد بالتشخيص Diagnosis المشاكل التي تحتاج لحلها تحديد سبب القصور ومواقع الضعف في الحالات المعقدة بناءاً على الأعراض الملاحظة. (  )

السؤال الثالث :- ( قارن بين كلا مما يأتى )

(1) مميزات وعيوب النظم الخبيرة .
(2) النظام الخبير والإنسان الخبير .
(3) أنواع المشاكل التى تحتاج إلى أنظمة خبيرة .

الخلاصة

والنظم الخبيره كونها نظام مساعد للنظم المعلومات تخدم متخذ القرار فليس من الضروري أن يدعم نظام المعلومات كل ما يتطلبه المستفيد لحل أى مشكله فيكون اللجوء لنظام الذكاء الصناعي والنظم الخبيره الذي لايكتفي في تقديم المعلومات فقط وأنما يكون عمله عمل الانسان الخبير في دراسه ةتحليل أى مشكله في طلب معلومات أضافيه أن أحتاج لذلك أو أستبعاد أي معلومات غير ضروريه وما الى ذلك من الامور التي يمكن ان يراها ضروريه لمعالجه أي مشكله .

أن الذكاء الصناعي والنظم الخبيره يمكن أعتبارها جزء من نظام المعلومات العام أو أنظمه مساعده أو نظام مستقل بحد ذاته ومن خلال البحث تبين أنه نظام ساند للنظام العام وهو نظام المعلومات الذي يعتبر الموكز الرئيسي للمعلومات .

فيديو يوضح الأنظمة الخبيرة بشكل عام

آلية عمل النظم الخبيرة

ان طبيعة النظام الخبير تتمثل اساساً في العمليات التفاعلية المتكررة بين مستخدم النظام والحاسب وطبيعة عمل النظام الخبير هذه تحكمها الية تتضمن عدد من الخطوات المتتابعة وتتمثل في الاتي :

1- يقوم مستخدم النظام بوصف المشكلة للنظام الخبير من خلال ادخالها الى شاشة الحاسب .

2- يبحث النظام في قاعدة المعرفة الخاصة به عن مشاكل او حالات مشابهة للمشاكل المعطاة محل الاهتمام .

3- يسال النظام الخبير المستخدم اسئلة اضافية اخرى لتضييق نطاق البحث داخل القاعدة المعرفية .

4- يجد النظام الخبير اقرب البدائل الملائمة لحل المشكلة .

5- يقوم النظام بتعديل الحل حتى يتلائم بصورة اكبر مع المشكلة .

6- يخزن النظام المشكلة والحل الصالح لها في قاعدة البيانات .

7- يقدم النظام النصيحة الخبيرة للمستخدم والمتعلقة بالحلول التي تم التوصل اليها ويعني ذلك ان النصيحة الخبيرة هي الحل الذي توصل اليه النظام وتم عرضه على المستخدم .

أشهر النظم الخبيرة

1- دندرال DENDRAL  

يعتبر هذا النظام الخبير أول النظم الخبيرة على الإطلاق وقد تم تصميمه وإنشاؤه في الستينيات بجامعة ستانفورد وهو نظام متخصص في الكيمياء ويستطيع معاونة الكيميائيين في تحديد التركيب الجزئي للمواد غير المعروفة.

2- ماكسيما MAXIMA

أما هذا النظام فكما يوحي به الاسم خبير في الرياضيات وهو يؤدي عمليات المعالجة الرمزية للمصطلحات الراضية وقد صمم في السبعينات بمعرفة شركة MIT.

3- بروسبكتور PROSPECTOR

صمم هذا النظام في السبعينات بشركة SRI وهو يختص بمعاونة الجيولوجيين في البحث عن المعادن النفيسة.

4- إكسكون XCON

أما عن هذا النظام فهو من النظم الحديثة التي صممت في الثمانينيات بشركة DEC وهو يعاون الفنيين على التعامل مع الميني كومبيوتر.

5- النظام مايسين MYCIN

هذا هو النظام الخبير في الطب وقد صمم بجامعة ستانفورد في السبعينات. ويتميز هذا النظام بأن ماكنه الاستدلال به منفصلة عن قاعدة المعرفة بحيث يمكن استخدامها مع أي نظام آخر وهي تحمل اسما منفصلا EMYCIN وهو اختصار للعبارة Enpty MYCIN يعني مايسين الفارغ من المعرفة .

 6- نظام Eliza للعلاج النفسي

وهو عبارة عن نظام يُجري حوار مع المستخدم ويجيب على الاستفسارات كطبيب نفسي خبير .

http://kdaqqa.blogspot.com/2011/06/expert-system.html

المواصفات التى لابد من توافرها لكى نحكم على المشاكل بأنها تحتاج إلى أنظمة خبيرة لبناءها

1.  أن تكون الحاجة لحلول هذه المشاكل مبررة لما يستلزمه بناء نظام خبير من التكلفة والجهد.

2. عندما لا يتوفر الإنسان الخبير في كل الحالات التي نحتاج إليه فيها لحل المشكلة.

3. عندما تكون المشكلة ممكنة الحل بطرق الاستدلال الرمزي symbolic reasoning دون الحاجة إلى مهارات حسية perceptual skills.

4. عندما يكون نطاق المشكلة معرَّف well structured ولا يحتاج إلى حدس commonsense reasoning في حل بعض المشاكل التي تظهر فيه.

5. عندما لا يمكن حل المشكلة باستخدام طرق الحساب التقليدية.

6. عندما يتواجد خبراء في نطاق المشكلة مستعدين للتعاون باسلوب واضح وفصيح.

7. عندما يكون حجم ومجال المشكلة معقول ومناسب، يستحق الوقت والجهد.

http://lessons.roro44.com/lessons-104-912-0.html

أنواع المشاكل التى تحتاج إلى أنظمة خبيرة

1- التأويل والتفسير Interpretation:

بمعنى المشاكل التي تحتاج لحلها: تشكيل نتائج أو توصيفات رفيعة المستوى من مجموعة من بيانات معطاة، مثل الجرائم. 

(2) التنبؤ Prediction:

بمعنى المشاكل التي تحتاج لحلها: تصوّر عواقب محتملة نتيحة عوامل معطاة، مثال على ذلك: التنبؤ بأحوال الطقس. 

(3) التشخيص Diagnosis:

بمعنى المشاكل التي تحتاج لحلها: تحدد سبب القصور ومواقع الضعف في الحالات المعقدة بناءاً على الأعراض الملاحظة. 

(4) التصميم Design:

بمعنى المشاكل التي تحتاج لحلها: إيجاد تشكيل مناسب لمكونات نظام يخدم أهداف متقدمة مع وجود العديد من القيود. 

(5) التخطيط Planning:

بمعنى المشاكل التي تحتاج لحلها: تدبير سلسلة من الأحداث المتعاقبة التي تحقق مجموعة من الأهداف بمعلومية شروط ابتدائية معينة وقيود تشغيل زمنية , مثال على ذلك : الذراع الآلية. 

(6) المراقبة Monitoring:

بمعنى المشاكل التي تحتاج لحلها: مقارنة السلوك المشاهد للنظام مع السلوك المتوقع له .

(7) محاولة إكتشاف الأخطاء وإصلاحها Debugging and Repair:
بمعنى المشاكل التي تحتاج لحلها: توصيف وتطبيق علاج للقصور الموجود في نطاق معين. 

(8) التوجيه Instruction:

بمعنى المشاكل التي تحتاج لحلها: اكتشاف ومن ثم تصحيح نقاط الضعف لفهم موضوع معين. 

(9) التحكم Control:
بمعنى المشاكل التي تحتاج لحلها: السيطرة على سير العمل في بيئة معقدة.

http://lessons.roro44.com/lessons-104-912-0.html

المجالات الأكثر مناسبة لبناء الأنظمة الخبيرة

وهي المجالات التي طبِّقت فيها أنظمة خبيرة فعلياً ومن هذه المجالات :

• الطب Medicine
• الرياضيات Mathematics
• الهندسة Engineering
• الكيمياء Chemistry
• الجيولوجيا Geology
• علوم الكمبيوتر Computer Science
• التجارة Business
• القانون Low
• الدفاع Defense
• التعليم Education

ومن أهم مجالات تطبيقات نظم الخبرة هو التصنيف (classification) حيث يكون مطلوب من النظام تحديد الفئة التي ينتمي إليها الكائن المطلوب تصنيفه , كما أن النظم الخبيرة دخلت في عدة مجالات أخرى كالزراعة والتنقيب والإلكترونيات والحاسبات والجيولوجيا والتعليم والشريعة والتجارة والاقتصاد وغيرها الكثير.

http://kdaqqa.blogspot.com/2011/06/expert-system.html

العناصر التى يجب توافرها لإنتاج النظام الخبير

ولإنتاج نظام خبير يجب توفر عنصرين هامين هما :

1. المبرمج :-

الذي يقوم بتحليل المشكلة وكتابة البرنامج في مجال الذكاء الاصطناعي .

2. خبير المجال:-

وهو الشخص المتخصص في مجال معين وليس بالضرورة أن يكون لديه علم بالذكاء الاصطناعي فالمهم مدى خبرته وإلمامه ببواطن الأمور في مجال تخصصه .

ويمر النظام الخبير بعدة مراحل حتى يظهر بالشكل المطلوب وهي كالتالي :

1.    تعريف التطبيق.

2.    تصميم النظام.

3.    برمجة النظام.

4.    اختبار النظام وتوثيقه.

من الأسباب التى تدعونا لصنع أنظمة خبيرة :

1. صيانة المعرفة من الاندثار أو الانقراض، نقصد بذلك المعرفة القيمة الفريدة التي لا تكون موجودة إلا عند إنسان خبير مميز في تخصصه.
2. لحل المشاكل، مما يحفظ الوقت والمال والجهد، وهذا ما يجعلنا نحتاج إلى قاعدة بيانات ضخمة بل هائلة.
3. زيادة الخبراء في المجال الذي يُصنع النظام الخبير فيه.
4. 
   

http://kdaqqa.blogspot.com/2011/06/expert-system.html

مزايا ونواحى القصور فى النظام الخبيرة

 من مميزات النظم الخبيرة :

• أنها سهلة الإستخدام لأي مستخدم سواء مستخدم عادي أو مطوّر .
• أنها نافعة في مجال التطبيق بشكل واضح .
• قادرة على التعلم من الخبراء بطريقة مباشرة وغير مباشرة .
• قادرة على تعليم غير المتخصصين .
• قادرة على تفسير أي حلول تتوصل إليها مع توضيح طريقة الوصول إليها .
• قادرة على الإستجابة للأسئلة البسيطة وكذلك المعقدة في حدود التطبيق .
• وسيلة مفيدة في توفير مستويات عالية من الخبرة في حال عدم توفر خبير .
• قادرة على تطوير آداء المتخصصين ذوي الخبرة البسيطة. 

 

 من نواحى القصور فى النظم الخبيرة :

• الإرتفاع الكبير فى تكاليف تصميم و تشغيل و صيانة النظام 
•  أن المعارف المنشودة قد لا تكون متوافرة دائما أو يصعب أستخدامها 
•  أن منهج حل المشكلة قد يختلف من خبير ألى آخر رغم صحتة فى الحالتين 
•  أحتمال تعارض القواعد الجديدة التى تضاف الى القاعدة مع القواعد السابقة
•  أن بعض القواعد تفقد قيمتها عند وضعها فى غير التطبيق الأصلى الذى نشأت فى ظلة .
•  أن كفاءة النظام الخبير تتناقص بشدة عندما تخرج المشكلة و لو بشكل طفيف عن الحيز التى بنيت عليها القواعد المخزونة لدية .

http://kdaqqa.blogspot.com/2011/06/expert-system.html

  

فيديو يوضح بشكل مختصر مفهوم ومكونات النظم الخبيرة

مكونات النظام الخبير

فى الواقع أن تصميمات النظم الخبيرة تختلف فيما بينها حسب المبرمجين القائمين بالتصميم وبحسب الغرض من إنشاء النظام مع ذلك فهناك خطوط عريضة تتفق فيها النظم الموجودة من حيث المكونات وهي:

أ- قاعدة المعرفة Knowledge Base

ب- ماكينة الاستدلال Inferens Enginc

ج- الوصلة البينية مع المستخدم User Interface

قاعدة المعرفة Knowledge Base:

ربما اعتقد الباحثون في مرحلة من المراحل أن خاصية التعليل وحدها قد تكفي لمنح الكمبيوتر صفة الذكاء ولكن هذه الفكرة أثبتت خطأها فالإنسان الذكي القادر على التعليل والاستنباط لابد له من خلفية واسعة من المعلومات حتى يظهر له نبوغه لذلك كانت قاعدة المعرفة جزء هاما من النظام الخبير. ويمكن تمثيل المعارف في النظم الخبيرة بطرق مختلفة لكن أكثر الطرق شيوعا هي صيغة قواعد الانتاج.وفي مثل هذه المعارف تندمج قاعدتا المعارف الإخبارية والمنهجية في كل متكامل في صورة مناهج تجريبية.

ماكينة الاستدلال Inferens Enginc:

تحدد متى وكيف تستخدم المعلومات في قاعدة المعارف أي أنها تقوم بإدارة النظام الخبير . فهي تحدد أي القواعد سيتم استخدامها وتقوم بتنفيذ القاعدة المختارة وفي النهاية تحدد ما إذا كانت المشكلة قد بلغت حلا مقبولا, والان ماكينة الاستدلال منفصلة عن قاعدة المعارف فإنها قد تستخدم بنجاح مع أكثر من نظام خبير مهما اختلفت أغراض النظم.

الوصلة البينية للمستخدم User Interface:

هي المرحلة الأخيرة في النظام وأهم مرحلة على الإطلاق فهي التي تصل بين الكمبيوتر والمستخدم .والمواصفات المطلوبة للوصلة البينية في حالة النظام الخبير هي:

أن تمكن المستخدم من صياغة أسئلته واستفساراته حول المشكلة المعينة بسهولة.

أن تقدم الحلول والتوصيات للمستخدم في صورة واضحة ووافية.

http://kdaqqa.blogspot.com/2011/06/expert-system.html

دوافع استخدام أنظمة الذكاء الاصطناعي الخبيرة

يتم اللجوء لاستخدام أنظمة الذكاء الإصطناعى الخبيرة لعدة أسباب منها :

• أنها تهدف لمحاكاة الإنسان فكرا وأسلوبا .

• لإثارة أفكار جديدة تؤدي إلى الابتكار .

• لتخليد الخبرة البشرية .

• لتوفير أكثر من نسخة من النظام تعوض عن الخبراء .

• لغياب الشعور بالتعب والملل .

• تقليص الاعتماد على الخبراء البشر .

http://yomgedid.kenanaonline.com/tags/5138/posts#http://yomgedid.kenanaonline.com/posts/6378

الخصاص الواجب توافرها فى النظام الخبير

(1) تستخدم أسلوب مقارن للأسلوب البشري في حل المشكلات المعقدة و تتعامل مع الفرضيات بشكل متزامن وبدقة وسرعة عالية.
(2) وجود حل متخصص لكل مشكلة ولكل فئة متجانسة من المشاكل.
(3) تعمل بمستوى علمي واستشاري ثابت لا تتذبذب.
(4) يتطلب بناؤها تمثيل كميات هائلة من المعارف الخاصة بمجال معين.
(5) تعالج البيانات الرمزية غير الرقمية من خلال عمليات التحليل والمقارنة المنطقية.

الفرق بين النظام الخبير والإنسان الخبير

مع أن المعادلة الأولى في عالم الأنظمة الخبيرة تقتضي أن النظام الخبير = الإنسان الخبير، 

إلا أنه توجد فروق دقيقة عديدة بينهما وهى :-

(1) في المعرفة:

1. تتكون المعرفة التي توجد لدى الإنسان الخبير من معرفة نظرية Theoretical نابعة عن فهم المشكلة بالإضافة إلى معرفة تطبيقية Practical نتجت من تجاربه وأظهرت فاعلية كبيرة في حل المشاكل وأعطته خبرات و معلومات جديدة وعملية، على عكس النظام الخبير الذي لا يمكنه التعلم من تجاربه بإضافة خبرات جديدة إلى قاعدة المعرفة خاصته، إنما يحتاج إلى تدخل من قبل الإنسان كي يضيف هذه الخبرات إليه.

(2) عملياً:

يملك الإنسان الخبير مهارات حسية (في الجراحة أو أسلوب التوضيح أثناء الحديث) ويملك حدساً يمكنه من التعامل مع معلومات غير دقيقة، وغير مكتملة أو حتى ذات نسبة صحّة صغيرة نسبياً. بينما يفتقر النظام الخبير إلى المهارات الحسية، وإلى الحدس في حل المشكلة، كما أنه لا يمكن أن يتعامل سوى مع معلومات ذات نسبة صحّة كبيرة.

فإن طبيعة مركز المعرفة (قاعدة البيانات) في أي نظام خبير معني بحل مشكلة محددة لابد من أن تكون:

1. تدعم عمليات التعليل، سواء كان تعليل وقتي لكل خطوة يقوم بها النظام، أو تعليل للقرار النهائي الذي يقدمه النظام.
2. تسمح بعمليات التعديل بسهولة، سواء كانت لإضافة بعض المهارات إلى قاعدة البيانات أو إلى حذف بعضها منها.
3. تعلّل عن طريق الاستكشاف، متشبهين هنا بطريقة التعليل في عقل الإنسان.

مفهوم النظم الخبيرة Expert System

النظم الخبيرة EXPERT SYSTEM  :- 

هي برامج الذكاء الاصطناعي التي يتم بناها لكي تخزن فيها المعرفة والمعلومات عن حقل معين Problem Domain وكذلك خبرة أشخاص EXPERTS يعملون على معاجلة المشاكل التي تبرز من خلال هذا الحقل وبحيث تستطيع هذه النظم معالجة المشاكل بدلا من الأشخاص أصحاب الخبرة في حقل معين. 

النظم الخبيرة EXPERT SYSTEM  :- 

ويمكن وضع تعريف النظم الخبيره على انها تصف نظام المعلومات المبنى على الحاسبات الذى يعمل على ميكنة الدور الذى يقوم بة الخبراء البشريين فى مجال محدد بهذة الصفة فاِن النظام الخبير يعمل على دعم المستخدمين و اِرشادهم فى حل المشكلات و اِتخاذ القرارات .

النظم الخبيرة EXPERT SYSTEM  :- 

هى ذلك البرنامج الذكي الذي يستخدم القواعد المأخوذة من الخبرة الإنسانية على هيئة شروط ونتائج في مجال معين وإستخدام طرق الإشتقاق والإستدلال لإستخراج وإستنتاج النتائج المعللة بالإسباب والناتجة عن تطابق هذه الشروط أو النتائج مع شرط أو نتيجة ما والخاصة بمشكلة معينة يراد إيجاد حل لها .

النظم الخبيرة EXPERT SYSTEM  :- 

هي برمجيات تقوم بتقليد سلوك الإنسان الخبير في مجال معين وذلك عن طريق استخلاص وتجميع وتحليل وإعادة استخدام معلومات وخبرة ذلك الخبير في المجال وضمها في نظام يُدعى النظام الخبير. بحيث يصبح بإمكان هذه النظم معالجة المشاكل في هذا المجال بدلاً من الأشخاص أصحاب الخبرة والمساعدة في نقل هذه الخبرات لأناس آخرين.

://kdaqqa.blogspot.com/2011/06/expert-system.html

http://kenanaonline.com/users/ahmedkordy/posts/197298

http://rs.ksu.edu.sa/79844.html

النظم الخبيرة Expert System

مقدمة :-

الإنسان الخبير وحده من يستطيع تقديم أداء رفيع المستوى في نطاق تخصصه والأنظمة الخبيرة تستخدم معلومات محصورة في نطاق محدد كي تقدم نفس أداء الإنسان الخبير في نفس النطاق .

تذكر أنه ليست جميع النطاقات تعتبر مجالات خصبة لبناء أنظمة خبيرة فيها، كما أنه لا يمكننا صياغة جميع الخبرات والمهارات التي لا تكون موجودة سوى لدى الإنسان الخبير؛ فبعضها لا يمكن صياغته , من هنا نستنتج أن المعادلة الأولى في عالم الأنظمة الخبيرة هي : 

النظام الخبير = الإنسان الخبير

النظم الخبيرة تعتبرأحد أقوى فروع الذكاء الإصطناعى الذي يعتبر بدوره أقوى فروع علم الحاسب الآلي حيث تعتبر برنامج له سلوك الإنسان الخبير في نطاق محدد من التطبيقات، أو برنامج يحل المشاكل التي غالباً ما تحل عن طريق إنسان خبير، هذه المشاكل غالباً ما يطلق عليها اسم Expert-level Problems.

الأهداف التعليمية

تهدف هذه المدونة إلى :-

* التعرف على مفهوم النظام الخبير.
* التعرف على الفرق بين النظام الخبير والإنسان الخبير.
* التعرف على الخصائص الواجب توافرها فى النظام الخبير.
* التعرف على دوافع استخدام النظم الخبيرة .
* التعرف على عناصر النظام الخبير .
* التعرف على مزايا النظام الخبير .
* التعرف على نواحى القصور فى النظم الخبيرة .
* التعرف على العناصر التى يجب توافرها لإنتاج النظام الخبير.
*التعرف على المراحل التى يمر بها النظام الخبير حتى بصيبح بالشكل المطلوب .
* التعرف على الأسباب التى تدعونا لصنع الأنظمة الخبيرة .
* التعرف على المجالات الأكثر مناسبة لبناء الأنظمة الخبيرة .
*التعرف على أنواع المشاكل التى تحتاج إلى أنظمة خبيرة .
* التعرف على المواصفات التى لابد من توافرها لكى نحكم على المشاكل بأنها تحتاج إلى أنظمة خبيرة لبناءها .

* التعرف على أشهر النظم الخبيرة .
* التعرف على آلية عمل النظام الخبير .