Создание экспертной системы по выбору электрогитары

САНКТ-ПЕТЕРБУРГСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ

УНИВЕРСИТЕТ ПУТЕЙ СООБЩЕНИЯ

Кафедра «Математика и моделирование»













Реферат по дисциплине:

«Базы знаний и экспертные системы»

Тема: «Создание экспертной системы

по выбору электрогитары»





























Санкт-Петербург

2009г.


Цель работы: составить такую экспертную систему, чтобы любой человек при обращении к ней, мог принять решение в выборе электрогитары.

Краткое описание.

Самое сильное влияние на человеческое сознание и на эмоции оказывает музыка. Множество различных музыкальных инструментов было создано людьми и эти инструменты постоянно усовершенствуются, а так же создаются новые. В настоящее время для удобства звукозаписи и обработки музыки используются электронные музыкальные инструменты, в том числе электрогитары. Данная система поможет определиться с характеристиками и типами данного вида инструментов, так как для каждого покупателя-музыканта нужно помочь подобрать “его” гитару по тем основным характеристикам, которые представлены в моей экспертной системе .

Заключения.

Epiphone LP Studio

Epiphone LP Standart

ESP LTD JH-200

ESP LTD M-200 FM

ESP LTD H-100 FM

Ibanez AF75 BS

Ibanez SZ520QM GAB

Washburn 30В

Washburn J9

Washburn N3

Washburn WG587

Jackson DK2FS

Jackson JS30DKT

Gibson LP-100

Epiphone LP Custom

Fender FG -200

Fender LS -11

Squaer Standart



Модель предметной области.



Список вопросов.

Форма гитары:

а) Les Paul;

б) Stratocaster;

в) Classic;

Материал:

а) Дерево;

б) Другой;

Производитель:

а) Китай;

б) Корея;

в) Индонезия;

Количество звукоснимателей:

а) 2;

б) 3;

Наличие рычага;

есть

нет

Наличие встроенного эффекта;

а) есть

б) нет



 

1

2

3

4

5

6



Les Paul

Stratocaster

Classic

дерево

нет

Китай

Корея

Индонезия

два

три

ЕСТЬ

НЕТ

ЕСТЬ

НЕТ

1. Epiphone LP Studio

+

 

 

+

 

+

 

 

 -

- 

- 

- 

+ 

 

2. Epiphone LP Standart

 +

 



+

 

 



+

 -

 -

 

+ 

 -

- 

3. ESP LTD JH-200

 

+ 





+ 

 

+ 



 -

 -

 -

 -

+ 

 

4. . ESP LTD M-200FM

 



+



+ 

+ 

 



 -

 -

-

- 

-

- 

5. ESP LTD H-100FM

 +



 



+ 

 

+ 



 -

- 

-

 -

-

- 

6. Ibanez AF75 BS

 

+ 



+ 



+ 

 

 

 

+

 -

- 

- 

- 

7. Ibanez SZ520 QM

 

 +



+ 



 

+ 

 

-

- 

 -

 -

- 

- 

8. Washburn 30B

 



+ 

 

+

 

 

+ 

 -

-

 -

- 

- 

- 

9. Washburn J9

 

+

 

+

 

 

 

+ 

-

- 

 -

- 

- 

- 

10. Washburn N3



 

 +

 

+

 

+ 

 

 -

- 

 -

 -

 -

- 

11. Washburn WG587

 

 +



+ 



+ 

 

 

 +

 

- 

- 

- 

- 

12. JACKSON DK 2FS

+

 

 

+ 



 

 

+ 

 -

- 

+ 

 

- 

- 

13. JACKSON JS 30 DKT

 



+ 

+

 

+ 

 

 

 +

 

 -

-

- 

-

14. Gibson LP Custom

 +



 

+

 

 

+ 

 

 -

- 

-

- 

-

- 

15. Epiphone LP Custom

 +



 



+ 

 

 

+ 

 -

- 

 -

-

- 

-

16. Fender FG - 200

 

+

 

 

+ 



 +

 

 -

- 

-

- 



 +

17. Fender LS -11

+

 

 

+

 

+

 

 

 -

- 

 -

- 

 

+ 

18.Squaer Standart



 

+ 

+

 



 +

 

 

 +

- 

- 

- 

- 



В. 5

Дерево вывода



В. 2

В. 1

В. 2

В. 2

а)

б)

в)

В. 3

В. 3

З. 10

З. 12

З. 17

а)

б)

а)

б)

а)

в)

б)

В. 3

а)

б)

В. 3

а)

б)

З. 15

З. 14

З. 13

а)

б)

в)

а)

З. 16

в)

б)

З. 5

З. 4

а)

б)

З. 9

З. 8

а)

б)

В. 3

В. 3

в)

а)

б)

З. 3

З. 2

В. 6

а)

б)

б)

З. 7

З. 6

В. 5

З. 18

З. 11

В. 6

б)

З. 1

а)





Текст программы на Visual Prolog 5.2



% Идентификация гитары

database

 db_positive ( symbol, symbol )

 db_negative ( symbol, symbol )

predicates

 do_expert		% выполнить экспертную работу

 do_consulting		% выполнить консультацию

 nondeterm 

 guitar_is ( symbol )		% гитара есть

 it_is ( symbol )		% это есть

 positive ( symbol, symbol )	% позитивный факт

 negative ( symbol, symbol )	% негативный факт 

 remember ( symbol, symbol, symbol ) % запомнить факт в ДБД

 ask ( symbol, symbol )	% вопрос пользователю

 clear_facts		% очистка ДБД

goal

 do_expert.

clauses 

% Система пользовательского интерфейса

do_expert :-

 nl, write ("* * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * *" ),

 nl, write ("ДОБРО ПОЖАЛОВАТЬ в экспертную систему" ),

 nl, write (" определения нужной гитары " ),

 nl, write ("* * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * *" ),

 nl, write ( " Пожалуйста, ответьте на вопросы об интересующей Вас " ),

 nl, write ( " гитаре 'y' (да), или 'n' (нет). " ),

 nl, nl, nl,

 do_consulting,

 write ( "Нажмите любую клавишу..." ), nl,

 readchar ( _ ),

 exit.

do_consulting :-

 guitar_is ( X ), !,

 nl, nl,

 write ( "Интересующая Вас гитара - ", X ),

 nl, nl,

 clear_facts.

do_consulting :-

 nl, nl,

 write ( "Извините, не могу Вам помочь!" ),

 nl, nl,

 clear_facts.

ask ( X, Y ) :-

 write ( "Вопрос: ", X, " ", Y, "? " ),

 readln ( Reply ),

 remember ( X, Y, Reply ).

% Механизм вывода

positive ( X, Y ) :-

 db_positive ( X, Y ), !.

positive ( X, Y ) :-

 not ( db_negative ( X, Y ) ), !,

 ask ( X, Y ).

negative ( X, Y ) :-

 db_negative ( X, Y ), !.

remember ( X, Y, y ) :-

 asserta ( db_positive ( X, Y ) ).

remember ( X, Y, n ) :-

 asserta ( db_negative ( X, Y ) ),

 fail.



clear_facts :-

 retract ( db_positive ( _, _ ) ), fail.

clear_facts :- 

 retract ( db_negative ( _, _ ) ), fail.

 clear_facts. 

% Продукционные правила

guitar_is ( "Epiphone LP Studio" ) :-

 it_is ( "форма Les Paul" ),

 positive ( "материал", "дерево" ),

 positive ( "страна", "Китай" ),

 positive ( "должен быть", "встроенный эффект" ).

guitar_is ( "Fender LS-11" ) :-

 it_is ( "форма Les Paul" ),

 positive ( "материал", "дерево" ),

 positive ( "страна", "Китай" ),

 negative ( "должен быть", "встроенный эффект" ).

guitar_is ( "Gibson LP-100" ) :-

 it_is ( "форма Les Paul" ),

 positive ( "материал", "дерево" ),

 negative ( "страна", "Китай" ),

 positive ( "страна", "Корея" ).

guitar_is ( "jackson DK2FS" ) :-

 it_is ( "форма Les Paul" ),

 positive ( "материал", "дерево" ),

 negative ( "страна", "Китай" ),

 negative ( "страна", "Корея" ),

 positive ( "должен быть", "рычаг" ).

guitar_is ( "Epiphone LP Standart" ) :-

 it_is ( "форма Les Paul" ),

 positive ( "материал", "дерево" ),

 negative ( "страна", "Китай" ),

 negative ( "страна", "Корея" ),

 negative ( "должен быть", "рычаг" ).

guitar_is ( "ESP LTD H-100FM" ) :-

 it_is ( "форма Les Paul" ),

 positive ( "материал", "другой" ),

 negative ( "страна", "Китай" ),

 positive ( "страна", "Корея" ).

guitar_is ( "Epiphone LP Custom" ) :-

 it_is ( "форма Les Paul" ),

 positive ( "материал", "другой" ),

 negative ( "страна", "Китай" ),

 negative ( "страна", "Корея" ).

guitar_is ( "Washburn WG 587" ) :-

 it_is ( "форма stratocaster" ),

 negative ( "форма", "Les Paul" ),

 positive ( "форма", "stratocaster" ),

 positive ( "материал", "дерево" ),

 positive ( "страна", "Китай" ),

 positive ( "количество звукоснимателей", "2" ).

guitar_is ( "Ibanez AF75 BS" ) :-

 it_is ( "форма stratocaster" ),

 negative ( "форма", "Les Paul" ),

 positive ( "форма", "stratocaster" ),

 positive ( "материал", "дерево" ),

 positive ( "страна", "Китай" ),

 negative ( "количество звукоснимателей", "2" ).

guitar_is ( "Ibanez SZ520 QMGAB" ) :-

 it_is ( "форма stratocaster" ),

 negative ( "форма", "Les Paul" ),

 positive ( "форма", "stratocaster" ),

 positive ( "материал", "дерево" ),

 negative ( "страна", "Китай" ),

 positive ( "страна", "Корея" ).

guitar_is ( "Washburn J9" ) :-

 it_is ( "форма stratocaster" ),

 negative ( "форма", "Les Paul" ),

 positive ( "форма", "stratocaster" ),

 positive ( "материал", "дерево" ),

 negative ( "страна", "Китай" ),

 negative ( "страна", "Корея" ).

guitar_is ( "ESP LTD JH-200" ) :-

 it_is ( "форма stratocaster" ),

 negative ( "форма", "Les Paul" ),

 positive ( "форма", "stratocaster" ),

 positive ( "материал", "другое" ),

 negative ( "страна", "Китай" ),

 negative ( "страна", "Корея" ),

 positive ( "должен быть", "встроенный эффект" ).

guitar_is ( "Fender FG-200" ) :-

 it_is ( "форма stratocaster" ),

 negative ( "форма", "Les Paul" ),

 positive ( "форма", "stratocaster" ),

 positive ( "материал", "другое" ),

 negative ( "страна", "Китай" ),

 positive ( "страна", "Корея" ),

 negative ( "должен быть", "встроенный эффект" ).

guitar_is ( "Jackson JS30DKT" ) :-

 it_is ( "форма classic" ),

 negative ( "форма", "Les Paul" ),

 negative ( "форма", "stratocaster" ),

 positive ( "форма", "classic" ),

 positive ( "материал", "дерево" ),

 positive ( "страна", "Китай" ),

 positive ( "количество звукоснимателей", "2" ).

guitar_is ( "Squaer Standart" ) :-

 it_is ( "форма classic" ),

 negative ( "форма", "Les Paul" ),

 negative ( "форма", "stratocaster" ),

 positive ( "форма", "classic" ),

 positive ( "материал", "дерево" ),

 positive ( "страна", "Китай" ),

 negative ( "количество звукоснимателей", "2" ).

guitar_is ( "ESP LTD M-200FM" ) :-

 it_is ( "форма classic" ),

 negative ( "форма", "Les Paul" ),

 negative ( "форма", "stratocaster" ),

 positive ( "материал", "другое" ),

 positive ( "страна", "Китай" ).

guitar_is ( "Washburn N3" ) :-

 it_is ( "форма classic" ),

 negative ( "форма", "Les Paul" ),

 negative ( "форма", "stratocaster" ),

 positive ( "форма", "classic" ),

 positive ( "материал", "другое" ),

 negative ( "страна", "Китай" ),

 positive ( "страна", "Корея" ).

guitar_is ( "Washburn 30B" ) :-

 it_is ( "форма classic" ),

 negative ( "форма", "Les Paul" ),

 negative ( "форма", "stratocaster" ),

 positive ( "форма", "classic" ),

 positive ( "материал", "другое" ),

 negative ( "страна", "Китай" ),

 negative ( "страна", "Корея" ).



it_is ( "форма Les Paul" ) :-

 positive ( "форма", "Les Paul" ), !.

it_is ( "форма stratocaster" ) :-

 negative ( "форма", "Les Paul" ), !,

 positive ( "форма", "stratocaster" ), !.

it_is ( "форма classic" ) :-

 negative ( "форма", "Les Paul" ), !,

 negative ( "форма", "stratocaster" ), !.


Пример работы программы:







Текст программы на Leonardo:



1. if 'Form of the guitar' is 'Les Paul' 

and 'material' is 'wood'

and 'Strana Proizvoditel' is 'China'

and 'Nalichie vstroennogo effecta' is 'yes'

then Guitar is 'Epiphone LP Studio'

2. if 'Form of the guitar' is 'Les Paul' 

and 'material' is 'wood'

and 'Strana Proizvoditel' is 'China'

and 'Nalichie vstroennogo effecta' is 'no'

then Guitar is 'Fender LS11'

3 if 'Form of the guitar' is 'Les Paul'

and 'material' is 'wood'

and 'Strana Proizvoditel' is 'Korea'

then Guitar is 'Gibson LP-100'

4 if 'Form of the guitar' is 'Les Paul'

and 'material' is 'wood'

and 'Strana Proizvoditel' is 'Indonesia'

and 'nalichie rychaga' is 'yes'

then Guitar is 'JacksonDK2FS'

5 if 'Form of the guitar' is 'Les Paul'

and 'material' is 'wood'

and 'Strana Proizvoditel' is 'Indonesia'

and 'nalichie rychaga' is 'no'

then Guitar is 'Epiphone LP Standart'

6 if 'Form of the guitar' is 'Les Paul'

and 'material' is 'another'

and 'Strana Proizvoditel' is 'Korea'

then Guitar is 'ESP LTD H-200FM'

7 if 'Form of the guitar' is 'Les Paul' 

and 'material' is 'another'

and 'Strana Proizvoditel' is 'Indonesia'

then Guitar is 'Epiphone LP Custom'

8 if 'Form of the guitar' is 'Stratocaster'

and 'material' is 'wood'

and 'Strana Proizvoditel' is 'China'

and 'number of hambekers' is '2'

then Guitar is 'Washburn WG 587'

9 if 'Form of the guitar' is 'Stratocaster'

and 'material' is 'wood'

and 'Strana Proizvoditel' is 'China'

and 'number of hambekers' is '3'

then Guitar is 'Ibanez AF75 BS'

10 if 'Form of the guitar' is 'Stratocaster'

and 'material' is 'wood'

and 'Strana Proizvoditel' is 'Korea'

then Guitar is 'Ibanez SZ520QM GAB'

11 if 'Form of the guitar' is 'Stratocaster'

and 'material' is 'wood'

and 'Strana Proizvoditel' is 'Indonesia'

then Guitar is 'Washburn J9'

12 if 'Form of the guitar' is 'Stratocaster'

and 'material' is 'another'

and 'Strana Proizvoditel' is 'Korea'

and 'Nalichie vstroennogo effecta' is 'yes'

then Guitar is 'ESP LTD JH-200'

13 if 'Form of the guitar' is 'Stratocaster'

and 'material' is 'another'

and 'Strana Proizvoditel' is 'Korea'

and 'Nalichie vstroennogo effecta' is 'no'

then Guitar is 'Fender FG-200'

14 if 'Form of the guitar' is 'Classic'

and 'material' is 'wood'

and 'Strana Proizvoditel' is 'China'

and 'number of hambekers' is '2'

then Guitar is 'JacksonJS30DKT'

15 if 'Form of the guitar' is 'Classic'

and 'material' is 'wood'

and 'Strana Proizvoditel' is 'China'

and 'number of hambekers' is '3'

then Guitar is 'Squaer Standart'

16 if 'Form of the guitar' is 'Classic'

and 'material' is 'another'

and 'Strana Proizvoditel' is 'China'

then Guitar is 'ESP M-200FM'

17 if 'Form of the guitar' is 'Classic'

and 'material' is 'another'

and 'Strana Proizvoditel' is 'Korea'

then Guitar is 'Washburn N3'

if 'Form of the guitar' is 'Classic'

and 'material' is 'another'

and 'Strana Proizvoditel' is 'Indonesia'then Guitar is 'Washburn 30 B'

seek Guitar


Выводы: 



По результатам проделанной работы реализации экспертной системы в LEONARDO и PROLOG можно отметить, некоторые удобства и неудобства программ:

1) Неудобства переключения языка в программе LEONARDO, язык не переключается как в системе Windows, в отличие от PROLOG, как следствие увеличение времени на программирование ЭС в LEONARDO.

2) Неудобство в LEONADRO при создании экспертной системы, надо заполнять отдельно правила и объекты, что увеличивает время на создание экспертной системы, в отличие от этого в системе PROLOG достаточно написать тест программы руководствуясь нужными операторами. 

3) Неудобства в программе PROLOG при выводе результатов на экран пользователю необходимо самому вводить ответ на вопрос, а в LEONARDO достаточно выбрать нужный ответ и нажать на ENTER.

4) Неудобства в программе LEONARDO при выводе результатов на экран и ответе на вопросы вы не видите вопросов, на которые уже ответили и ваших ответов, чтобы посмотреть при ошибке в каком вопрос вы не правильно ответили.