автореферат диссертации по информатике, вычислительной технике и управлению, 05.13.11, диссертация на тему:Разработка и применение средств проектирования и реализации экспертных систем психодиагностики

... <4

I' к I!

1 О ФЕВ »097 РОССИЙСКАЯ АКАДЕМИЯ НАУК

Вычислительный центр

На правах рукописи

НАРУШЕВ Евгений Семенович

РАЗРАБОТКА И ПРИМЕНЕНИЕ СРЕДСТВ ПРОЕКТИРОВАНИЯ И РЕАЛИЗАЦИИ ЭКСПЕРТНЫХ СИСТЕМ ПСИХОДИАГНОСТИКИ

05.13.11 — Математическое и программное обеспечение вычислительных машин, комплексов, систем и сетей

Автореферат

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Москва - 1996

Работа выполнена в Вычислительном Центре Российской Академии Наук

Научный руководитель:

доктор технических наук В.Ф.Хорошевский

Официальные оппоненты:

доктор физико — математических наук, Г.С.Осипов, кандидат технических наук, старший научный сотрудник Л.И.Микулич

Ведущая организация:

Ленинградский институт методов и техники управления (ЛИМТУ).

Защита состоится '' __199<>года в___час. на

заседании специализированного совета К 002.32.01 при Вычислительном Центре Российской Академии Наук. Адрес совета: 117967, ГСП1, г.Москва, ул.Вавилова, дом 40. С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке института.

Автореферат разослан "___"________ 1996 года.

Ученый секретарь диссертационного Совета, доктор физико-математических наук

К.В.РУДАКОВ

I. ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА ПРОБЛЕМЫ

Актуальность проблемы. В связи с ломкой старой иерархии общественных ценностей и возникновением новых ценностных ориентации, появлением новых сфер деятельности, видов труда, изменением социального значения уже имевшихся сфер и, соответственно, значимости, престижности многих профессий, условий труда и т.д. проблема диагностики способностей и профессиональной ориентации сейчас стоит очень остро. В свою очередь эта проблема выдвигает на первый план ряд задач, призванных автоматизировать, с использованием вычислительной техники, методы выявления индивидуальных особенностей и перспектив развития личности, а также процесс оказания помощи молодежи в профессиональном самоопределении.

В настоящее время существует несколько классов программых средств предназначенных для автоматизации психодиагностических процедур, которые существенно разняться по уровеню сложности: от наиболее простых систем, включающих лишь отдельные элементы психодиагностики, профконсулътации и их комбинации, до перспективных интеллектуальных систем, ориентированных на моделирование работы психолога. Несмотря на это, слабым местом существующих систем остается интерпретация результатов тестирования с построением психологического портрета на естественном языке, а совсем нерешенной проблемой выдача рекомендаций по профориентации, основанных на результатах комплексного тестирования испытуемого, с предъявлением батареи специально отобранных психодиагностических тестов.

Все вышесказанное говорит о несомненной актуальности тематики диссертации.

Цель и задачи исследования. Целью диссертационной работы является разработка и реализация экспертной системы, представляющей из себя совокупность психодиагностических экспертных систем, каждая из которых, осуществляет построение психологического портрета испытуемого на основе знаний ведущих специалистов по психологии и использующих результаты, полученные в отдельных экспертных системах, для построения интегрального психологического портрета испытуемого или выдачи многоаспектно обоснованных рекомендаций по профориентации.

Основными задачами исследования, определенными поставленной целью, являются:

- выбор наиболее представительных тестов для реализации в составе батареи экспертных систем;

- выбор инструментальных компонент для реализации системы;

- проектирование и реализация специализированных инструментальных компонент;

- выбор и/или разработка специализированных средств представления знаний;

- реализация, с использованием выбранных и созданных инструментальных средств, батареи экспертных психодиагностических систем "ОРИЕНТИР", функционирующих на общей базе знаний.

Методы исследования. Проведенные в работе исследования базируются на использовании аппарата теории графов, теории формальных грамматик, теории программирования, технологии программирования и методов объектно — ориентированного проектирования и реализации систем.

Научная новизна. Разработанные и реализованные в диссертации инструментальные средства, главной особенностью которых является использование технологических баз знаний, являются новым вкладом в развитие исследований в области программного обеспечения систем ИИ. Их использование позволило разработать и реализовать батарею экспертных психодиагностических систем "ОРИЕНТИР", в которой результаты тестирования испытуемого с помощью различных тестов используются для выдачи многоаспектно обоснованных рекомендаций по профориентации и получения интегрального психологического портрета.

Основные научные результаты по проблеме создания программного обеспечения систем искусственного интеллекта, полученные в данной работе и представляемые на защиту:

- разработаны и реализованы специализированные инструментальные средства проектирования меню и опросников для прикладных экспертных систем, опирающиеся на использование технологических баз знаний о процессе проектирования;

- спроектированы и реализованы с использованием инструментария психодиагностические экспертные системы "Cattell", "Eysenk", "Lusher", "Профи";

- спроектирована и реализована с использованием инструментария батарея психодиагностических экспертных систем "ОРИЕНТИР".

Практическая ценность работы состоит в расширении возможностей автоматизированного проектирования и реализации прикладных интеллектуальных систем. Разработанный в диссертации инструментарий открывает широкие возможности для автоматизации проектирования программного обеспечения экспертных систем различного назначения.

Использование, выявленных тенденций в развитии автоматизации психодиагностических процедур и методов ИИ, позволило вплотную подойти к решению проблемы компьютерного тестирования и профессиональной ориентации без привлечения психолога на этапе интерпретации результатов в режиме консультирования.

Реализация результатов работы. Созданные инструментальные средства и психодиагностические экспертные системы являются результатом исследований, проводимых под руководством В.Ф.Хорошевского и при непосредственном участии автора коллективом в Вычислительном центре РАН в рамках выполнения бюджетной темы "Теоретические проблемы построения систем, основанных на знаниях, и их программно — аппаратная поддержка", номер государственной регистрации НГР 01.86.0130498, тем Государственной научно — технической программы "Перспективные информационные технологии" (1990—1995 г.г.); выполнения работ в соответствии с решением Государственной комиссии от 24 апреля 1991 г. N 58 "Исследование и разработка базового программного обеспечения систем с элементами искусственного интеллекта" (шифр КИОТ—АН, 1990—1993 г.г.) и ряда других фундаментальных и прикладных работ.

Апробация работы. Основные положения работы неоднократно докладывались и обсуждались на научных конференциях: на Всесоюзной конференции по искусственному интеллекту в Минске (1990), конференциях стран СНГ по искусственному интеллекту в Твери (1992) и Рыбинске (1994), на семинарах в Московском доме научно — технической пропаганды (1989, 1992), других научных семинарах и конференциях.

Публикации. По материалам диссертационной работы опубликовано 5 печатных работ.

Структура и объем работы. Диссертационная работа состоит из введения, четырех глав, заключения и списка литературы. Общий объем основного текста диссертации — 140 страницы, список литературы содержит 65 наименований. В работе 24 рисунка и 6 таблиц.

II. СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении приводится обоснование актуальности темы, формулируются цели и основные задачи исследования и кратко излагается содержание работы.

В первой главе диссертационной работы дается анализ методов построения систем основанных на знаниях. Рассматриваются основные вопросы реализации систем искусственного интеллекта проблемной областью которых является психодиагностика и профориентация. Вводятся основные понятия из этой области, необходимые для дальнейшего изложения.

На основе выявленных тенденций в сфере разработки систем психодиагностики, профотбора и оценки способностей показывается, что новой ветвью в разработке и реализации таких систем является применение методов ИИ и, в частности, экспертных систем. При этом отмечается, что наиболее перспективным выглядит комплексный подход, при котором в рамках одной системы объединены несколько психодиагностических экспертных систем, используюших результаты, полученные в отдельных экспертных системах, для построения интегрального психологического портрета испытуемого на естественном языке и выдачи многоаспектно обоснованных рекомендаций по профориентации.

Такая постановка задачи выдвигает и более конкретные проблемы. В первую очередь это проблемы выбора адекватных средств представления знаний и создания интеллектуальных технологических систем поддержки разработки программного обеспечения.

Во второй главе диссертации рассматриваются алгоритмические средства представления и манипулирования знаниями, выбранные для создания психодиагностических экспертных систем. Все они разбиты на две группы. В первую входят средства обработки символьной информации на базе мощного отечественного языка Рефал/2, реализованные д\я среды Windows и включающие Ре-фал—компилятор, диалоговый отладчик, стандартную и расширенную библиотеку машинных операций. Вторую группу алгоритмических средств составляют инструментальный пакет представления и манипулирования фреймовыми структурами во внешней памяти Frame/2 и продукционно —фреймовый язык представления знаний PILOT/2.

Рефал/2 используется ддя решения следующих двух задач: реализация компонент системы, где символьная обработка является определяющей; реализация

пре— и пост —процессоров, обеспечивающих стыковку блоков системы со штатным программным обеспечением.

Пакет Frame/2 ориентирован на представление на внешнем носителе фреймовой базы знаний и обеспечивает начальное ее формирование, а также динамическую коррекцию прототипов и экземпляров. По своей архитектуре он напоминает СУБД dbVista, но в отличие от последней уже изначально поддерживает характерные для технологии баз знаний процедуры наследования свойств, процедуры—демоны, а также генерацию фреймов —прототипов.

Обсуждаемый в главе ЯПЗ PILOT/2 поддерживает многоуровневое и программируемое управление работой машины вывода, имеет развитые средства декларативных и продукционных описаний, а также обеспечивает стыковку PILOT —программ с внешними процедурами.

В общем случае PILOT—программа содержит две основные и две вспомогательные компоненты. Декларативная часть состоит из элементов, специфицирующих переменные, прототипы функций и/или процедур, а также необходимые базы знаний. Продукционная часть состоит из секций, которые, в свою очередь, содержат продукции. Инференциальная составляющая присутствует в ЯПЗ PILOT/2 в виде встроенного "арбитра" и, кроме того, определяется средствами его настройки и перепрограммирования.

Для описания стратегий управления выводом решений в ЯПЗ PILOT/2 служат секционное и правиловое разрешения, которые суть последовательность операторов if —then —else и действий разрешения. Сами условия — логические формулы в базисе И —ИЛИ —НЕ с общепринятым старшинством операций.

Обработка сложно структурированных данных во внешней памяти является отличительным свойством всех ЯПЗ, но в дополнение к этому в PILOT/2 введены переменные (регистры и стеки), которые могут иметь тип множества. Ядром декларативного представления данных и знаний является спецификация баз — временных и постоянных. И в том, и в другом случае ядерным элементом определения является спецификация фрейма. Все базы в ЯПЗ PILOT/2 фреймовые и поддерживаются на этапе выполнения пакетом FRAME/2.

Наиболее важной и мощной конструкцией языка PILOT/2 являются образцы, определяющие шаблоны, которым могут удовлетворять фреймы из базы знаний, и состоящие из синтаксического обрамления "?[...]" и тела. Тело представляет собой шаблон —фрейма, которому, быть может, предшествует конструкция "захвата" результатов отождествления в переменную, и список — слотов — образцов, каждый

из которых тоже имеет шаблон —слота в качестве базы отождествления и, быть может, конструкцию "захвата" результатов. Шаблон —фрейма определяет множество фреймов базы, на которых будет происходить отождествление. Это множество может состоять из единственного фрейма (при этом указывается имя фрейма или его отрицание); всей базы (тогда шаблоном — фрейма является символ ""'); фрейма(ов), имена которых хранятся в переменных, а также фиксироваться с помощью конструкции явного задания множества, образованного из элементов и

стандартных теоретико — множественных операций one_of (ПЕРЕСЕЧЕНИЕ); all_of

(ОБЪЕДИНЕНИЕ) и " (ВЫЧИТАНИЕ).

В правых частях продукционных правил ЯПЗ — программы описываются действия над БЗ и/или значениями переменных. В ЯПЗ PILOT/2 все действия делятся на стандартные и нестандартные.

В тексте диссертации на примерах рассматриваются основные конструкции ЯПЗ PILOT/2.

Третья глава работы посвящена проектированию интерфейсов. Все они делятся на инструменты создания интерфейсов поддеРжки основной и обеспечивающей деятельности. К первой группе относятся интерфейсные блоки формулировки решаемой задачи, визуализации полученных результатов и блоки информирования пользователя о самом процессе решения, а ко второй, как правило, блоки помощи, объяснения и обучения. Основное внимание в данной работе уделяется инструментам проектирования базисных интерфейсов.

В настоящее время инструментальные средства для проектирования интерфейса на основе многоуровневых меню имеются в любом базовом инструментарии. Поэтому было решено имплантировать в свой инструмент пакеты типа SDK или Workshop. Такой подход предполагает анализ результатов проектирования, полученных в "чужой" компоненте, и с необходимостью требует разработки специального конвертора, обсуждаемого в работе, который трансформирует внешнее (в нашем случае ресурсное) представление меню в его фреймовое представление. Таким образом решается задача использования уже существующего инструментария для разработки отдельных блоков и компонент ЭС.

Наиболее сложным компонентом среди базисных интерфейсов являются опросники. Именно здесь появляется достаточно широкий спектр интерфейсных элементов (ИЭ) и, что более важно, нетривиальное поведение самих ИЭ и их совокупностей. Ясно, что в такой ситуации сам инструмент должен быть интеллектуальным и поддерживать все основные этапы проектирования и реализации

диалогов. Вот почему среда интеллектуального проектирования опросников, — Questionnaire Development Kit (QDK), обсуждаемая в диссертации, сама строится как система, основанная на знаниях.

В среде QDK эксплицитно представлены модель интерфейсного элемента, модель диалога, технология проектирования опросников, модель инструмента и знания об инструменте. Первые две компоненты составляют проблемную БЗ, технология отражается в БЗ метауровня, модель QDK — в инструментальную базу знаний, а последняя компонента — в базу помощи. Представление знаний в среде QDK объектно —ориентированное по сути и продукционно —фреймовое по форме, а реализована она как MDI — приложение графической оболочки Windows.

Таким образом в данной главе рассмотрены вопросы проектирования и реализации инструментария для создания основных интерфейсных блоков.

Четвертая глава посвящена обсуждению вопросов создания батареи психодиагностических ЭС, разработанной с использованием инструментария.

Разработка батареи экспертных систем (БЭС) "Ориентир" предполагает, что здесь четко различаются несколько задач. В рамках первой из них система должна обеспечить создание, коррекцию и сопровождение базы испытуемых, включая защиту от несанкционированного доступа к данным и знаниям. Вторая задача связана с управлением вызовом и функционированием отдельных локальных ЭС, составляющих исполнительные блоки общей батареи. Последняя задача связана с функционированием ЭС "Профи", которая работает с БЗ локальных ЭС. Учитывая вышесказанное, рассматриваемая компонента БЭС "Ориентир" является, в первую очередь, монитором для остальных блоков системы. Локальными же ЭС, реализованными в рамках данной работы, являются ЭС "Cattell", ЭС "Eysenk", ЭС "Lusher" и ЭС "Профи".

Все БЗ БЭС "Ориентир" опираются на фреймы —экземпляры одного основного прототипа:

[system is_a prototype;

status int; restr_by (PUBLIC || PRIVATE); by_default PUBLIC; password string; count int; by_default 0 ]; При этом каждая локальная ЭС имеет допо\нительно к экземпляру этого фрейма и совокупность фреймов —экземпляров прототипа [ person is_a prototype;

status int, resti_by (USER || EXPERT);

name string;

age int, restr_by (>10 && <120);

male string, restr_by ("m" || "f");

profession {string}; cattell, aizenk, lusher, profor {frame} ]; Первый слот этого фрейма фиксирует статус испытуемого и может принимать одно из двух значений: USER или EXPERT. Следующие четыре слота — name, age, male и profession содержат справочную информацию о конкретном испытуемом, которая может использоваться локальными ЭС. Последние четыре слота необходимы для представления результатов работы отдельных ЭС и содержат множества фреймов — экземпляров, описывающих отдельные тесты.

Тест Кеттелла измеряет 16 личностных черт, характеризующих эмоциональную, социальную и интеллектуальную сферы испытуемого. В режиме "Испытуемый" проводится последовательное выполнению процедур диалогового анкетирования, подсчета "сырых баллов" и формирования на этой основе числового, а затем и семантического профиля испытуемого. Отсутствие на этом уровне объяснений — не случайно. Испытуемый не должен "понимать" почему (как) получен его личностный портрет.

Противоположная ситуация в опции "Эксперт". Во —первых, на этом уровне все выводы системы должны (по желанию экперта) сопровождаться объяснениями и обоснованиями и, во —вторых, у психолога должны быть средства анализа знаний системы и данных по конкретному испытуемому.

Работа всех функциональных модулей в ЭС Cattell базируется на знаниях о "мире" испытуемых, соответствующей методики психологического тестирования и правилах анализа его результатов. Знания об испытуемом содержатся в общей БЗ системы "Ориентир", а знания о самом тесте — в БЗ ЭС Cattell. В общую БЗ добавляется лишь та информация, которая описывает результаты тестирования. Основные знания о тесте Cattell представляются совокупностью фреймов — экземпляров, формируемых с использованием следующих прототипов: [cattell is_a prototype; [portret is_a prototype;

a_status, n_status, s_status, p_status int; not_verb frame;

anketa, n_prfl, s_prfl, portret frame; ]; verb frame ];

[not_verb is_a prototype; [verb is_a prototype;

order {string}; order {string};

Ы, Ь2, ЬЗ, b4 {string}; bl, bl_txt {string};

- 11 -

bl_valn, b2_valn, b3_valn, b4_valn {int}; b2, b2_txt {string};

bl_vals, b2_vals, b3_vals, b4_vals {string}; |; b3, b3_txt {string};

b4, b4_txt {string} ]; [ n_prfl is_a prototype; [ s_prñ is_a prototype;

А, В, С, E, F, G, H, I, L int; А, В, С, E, F, G, H, I, L string

M, N, O, Ql, Q2, Q3, Q4 int]; M, N, O, Ql, Q2, Q3, Q4 string];

[ anketa is_a prototype; ansl, ans2", ans3",... ansl87 string ];

Кроме того, в БЗ ЭС Cattel содержится совокупность фреймов — экземпляров, поддерживающих технологические знания о том, как осуществляется переход от ответов в анкете испытуемого к "сырым баллам" в числовом профиле, а от него к семантическому профилю и, затем, к невербализованному и вербализованному портретам. БЗ самого опросника отделена от собственно БЗ ЭС Cattell, а сформирован он с помощью инструментальной компоненты QDK.

Процедуры обработки данных анкетирования в рамках предыдущих опций базируются на знаниях. Но знания эти доведены до алгоритмов, реализация которых в виде продукционной системы нецелесообразна. Поэтому в ЭС Cattell все такие процедуры реализуются на языке С + +, а затем подключаются в нужных точках. Вместе с тем сами технологические знания представлены эксплицитно.

Реализация вывода словесного портрета испытуемого в ЭС Cattell базируется на продукционно — фреймовом формализме. Собственно вербализация портрета — нисходящая (от цели), а подготовка его структурированного невербализованного описания — восходящая (от данных). Наиболее сложным и интересным является этап вывода невербализованного портрета, реализованный в виде продукционной системы. Правила этой системы служат для выявления и устранения противоречий. Исходными данными для работы продукционной системы являются числовой и семантический профили испытуемого. Примеры словесных формулировок правил разрешения противоречий выглядят следующим образом:

Если значение фактора "/•"' в семантическом профиле испытуемого "Очень Низкий", а значение фактора "03" — "Низкий", то фактор "Q3" поглощается фактором "F".

Если значения факторов "Ol" и "02" в семантическом профи.\е испытуемого "Очень Высокий", то дм принятия решения о поглощении нужно сравнить значения этих факторов в числовом профи.\е испытуемого. Кандидатом на поглощение будет тот фактор, у которого числовое значение меньше.

На уровне ЯПЗ PILOT/2 описание этих правил трансформируется в фрагмент продукционной программы вида: rule F — поглощает — Q3

:: [$сигг_s_prfl : Fj = = "ОН" && [$curr_s_prfl : Q3] = = "Н"

= = > delete (Q3);

section Q1-Q2

if ([$cun_s_prfl : Ql] = = [$cuTr_s_prfl : Q2j )

set (Ql —поглощает —Q2, Q2 —поглощает —Ql);

rule Q1 — поглощает — Q2

:: [$curr_n_prfl : Ql] >= [$curr_n_prfl : Q2) = = > delete (Q2); rule Q2 — поглощает — Q1

:: [$curr_n_prfl : Ql) < [$curr_n_prfl : Q2]

= = > delete (Ql);

Функционирование продукционной системы позволяет получить .неверба — лизованный портрет. Собственно генерация текстов достаточно проста и сводится к регулярной замене значений факторов фразами естественного языка.

Результатом работы соответствующей продукционной программы является фрейм — экземпляр прототипа verb, слоты order и Ы—Ь4 которого содержат ту же информацию, что и в невербальном портрете, а слоты bl_txt — b4_txt собственно текстовое представление портрета испытуемого.

Объяснения в ЭС Cattell строятся на основе модели. При этом система поддерживает 2 типа запросов: общие и специальные. Последние, в свою очередь, делятся на запросы типа "Почему", "Как" и "Что". Модель объяснений опирается не на трассу вывода решения, а на ключевые темы, связанные с функционированием системы. Таких тем — три: вербальный портрет испытуемого, его профиль и заполненная анкета.

Для устранения непониманий все запросы на объяснения после анализа перефразируются и выдаются эксперту в виде эхо —вопросов. И только в случае, если его "устраивает" интерпретация запроса, данная системой, происходит формирование текста объяснения. Так, например, эхо —запрос для последнего из общих вопросов — Вас интересуют правила поглощения противоречивых фак—

торов в данном портрете? , а для последнего из специальных вопросов — Вы хотели бы узнать, каким образом сформировано значение фактора "..." = "..."?

Примеры объясняющих текстов для тех же запросов, к которым приведены эхо —вопросы системы — следующие:

Фактор "..." = "..." поглощен фактором "..." = "...", т.к. на шкале "ОН—Н—СР— В—ОВ" значение "..." выражено "сильнее" значения "...".

Общая формула, которая является ключом теста, выглядит следующим образом:

F __ value{factor) = X ° ¡пв е т (Я ) * в е с — о тв с та (q} ;

q \ laclo.

Для фактора "..." она трансформируется в формулу:

F_value ("...") = ответ (q3)'вес—ответа (q3) +...+ + ответ (q 176)'вес—ответа (ql76);

С учетом ответов испытуемого эта формула приводится к выражению вида: F_value ("...") = 2+..Л2 = "..."

Таким образом сформировано значение фактора "..." = "... ".

Поддержка объяснений такого уровня существенно сложнее, чем выдача аннотаций к трассе вывода решения и требует своей БЗ (согласованной с предметной БЗ) и своей программы вывода.

В целом подсистема объяснения экспертной системы (ПОЭС) Cattell строится по "полной" схеме: прием запроса от пользователя; анализ запроса; генерация эхо —вопроса; прием подтверждения на системную интерпретацию запроса и вывод собственно текста объяснения.

Формирование запросов на объяснения, осуществляется на основе меню, в корневых опциях которого находятся темы объяснений, а на .листьях — ЕЯ — шаблоны конкретных вопросов. В зависимости от типа запроса он может сопровождаться параметрами, которые выбираются пользователем непосредственно из портрета или профиля испытуемого. Система, "зная" описание текущего испытуемого, дополняет запрос пользователя и формирует структуру вида:

"тема" "тип—запроса" "имя объясняемого фрейма—экземпляра" ("контекст"),

которая, по существу, является внутренним предствлением запроса на объяснение. Таким образом удается избежать построения Л—процессора для анализа запросов и, вместе с тем, обеспечить естественное общение.

В результате анализа запросов на объяснения и генерации эхо —вопросов в БЗ ПОЭС Cattell формируется окончательная редакция запроса — фрейм — экземпляр следующего прототипа:

[ expl_request is_a prototype;

rq_team frame; rq_type int; rq_context {string};

expl_fr frame; expl_sl {string}; expl_fun string; echo_txt {string}; expl_txt {string} ]; В начальный момент вывода текста объяснения в этом экземпляре заполнены слоты rq_team (тема объяснения из БЗ ПОЭС); rq_type (тип запроса,— WHY, HOW или WHAT, — сформированный анализатором); rq_context (параметры запроса, если они требуются) и echo_txt (поверхностное представление "согласованного" эхо —вопроса). Слоты expl_fr (объясняемый фрейм —экземпляр из предметной БЗ теста); expl_sl (объясняемые слоты объясняемого фрейма — экземпляра) и expl_fun (имя процедуры вывода текста объяснения) заполняются самой ПОЭС. Значение слота expl_txt представляет результат работы.

Собственная БЗ ПОЭС — статическая и содержит совокупность поддерживаемых моделей объяснений, определяемых как экземпляры следующих основных прототипов:

[ explain is_a prototype;

expl_slt {string}; expl_fnc string; expl_knw frame ]; [ v_expl is_a prototype; [ wh is_a prototype;

why_slt, how_slt, what_slt {string}; path {frame}; process string ];

why, how, what (frame) ]; [ P_exPl is_a prototype; [ c_expl is_a prototype;

why {frame}; how {frame} ]; none frame; contra frame ];

[ path is_a prototype; [ rule is_a prototype;

type int; nm_frame string; r_fact {string}; r_part {string} ]; nm_slot {string} ];

В ЭС Cattell поддерживаются модели объяснения всех групп интерпрети — руемых в вербальном портрете факторов, всех факторов в профиле испытуемого и модели общих запросов.

Процессор объяснений интерпретирует последовательно описания экземпляров, где описываются пути, ведущие от запроса на объяснение к тем данным, которые и составляют внутреннее представление ответа.

Наиболее сложной является модель объяснения поглощения факторов, активируемая подмножеством общих вопросов. В этом случае ПОЭС должна иметь в своей БЗ модели всех правил поглощения и объяснять рассуждения машины вывода Cattell.

Анализ теста Айзенк и сравнение его (с точки зрения реализации) с тестом Кеттелла, а также учет условий работы этого теста в рамках общей системы "Ориентир" показывают, что ЭС Eysenk может быть примером повторного использования проектных решений и компонент, которые были разработаны при создании ЭС Cattell.

Как и в случае ЭС Cattell работа всех функциональных модулей ЭС Eysenk базируется на знаниях о "мире" испытуемых, методике тестирования и правилах обработки его результатов. И здесь знания об испытуемом содержатся в общей БЗ системы "Ориентир", знания о тесте — в БЗ ЭС Eysenk, а в общую БЗ добавляется лишь та информация, которая описывает результаты тестирования.

Основные знания о тесте представляютсл совокупностью фреймов — экземпляров, формируемых на основе следующего множества прототипов:

[ Eysenk is_a prototype; [ n_prfl is_a prototype;

a_status int; anketa frame; I, A, E int ];

n_status int; n_prfl frame; [ s_prfl is_a prototype;

s_status int; s_prfl frame; I, A, E string ];

p_status int; portret {string} ]; [ anketa is_a prototype;

ansl, ans2", ans3",... ans28 string ];

В этой же БЗ содержится совокупность фреймов —экземпляров, поддерживающих технологические знания о том, как осуществляется переход от анкеты испытуемого к его профилю, а затем и к верба,лизованному портрету.

Собственно знания по анкетированию 'в рамках теста Айзенк задаются практически теми же фреймами, что и для теста Кеттелла. Однако теперь шкал всего три: I, А и Е. Поэтому фрейм —прототип таб\ицы, описывающей ключ теста, содержит всего три слота I, А и Е, хотя структура их та же.

С учетом вышесказанного д\я реализации опросника ЭС Eysenk в качестве повторно используемой компоненты послужил опросник ЭС Cattell. В среде QDK он был скопирован под новым именем, а содержимое конкретных вопросов от — редактированно. При этом процедурные компоненты не менялись и в результате создание б\ока опроса бы\о сведено к простой и рутинной процедуре.

Обработка результатов анкетирования испытуемых в ЭС Eysenk осуществляется системой продукций. При этом продукционная программа обеспечивает получение числового и семантического профилей испытуемого, которые и являются исходной информацией для генерации портрета. Как и в случае ЭС Cattell генерация текстов сводится к регулярной замене значений факторов фразами естественного языка, а результатом работы программы является заполнение слота portret во фрейме — экземпляре текущего испытуемого.

Блок объяснений в ЭС Eysenk аналогичен соответствующему блоку ЭС Cattell. Однако в данном случае, в силу простоты самого теста и его интерпретации, общие запросы не поддерживаются, а специальные ограничены запросами типа "Почему" и "Как". Тем объяснения по —прежнему три: вербальный портрет испытуемого, его профиль и заполненная анкета.

Начальные стадии обработки запросов на объяснения сохранены в ПОЭС Eysenk полностью, однако модели объяснений перенесены в продукционную программу вывода объясняющих текстов и опираются непосредственно на предметную БЗ. Такой подход сближает ПОЭС Eysenk с блоками объяснений, которые базируются на трассе вывода решений, но с одним важным отличием — сама трасса физически отсутствует и восстанавливается из контекста запросов.

Как и в рассмотренных выше ЭС, функциональные модули ЭС Lusher базируются на знаниях о "мире" испытуемых, методике тестирования и правилах обработки его результатов. Сохраняется и общая схема организации БЗ и стыковка ее с БЗ системы "Ориентир". Однако совокупность фреймов — прототипов и экземпляров в этом случае модифицируется следующим образом: [ lusher is_a prototype; [ s_profile is_a prototype;

a_status int; anketa frame; Flexibility, WorkGroup string; s_status int; s_profile frame; StateOfGoodColors string;

ActualProblems {frame};

Pairs, Anxiet_Comp {frame} ]; [ factor is_a prototype;

interpret {string} ]; [ ap_element is_a element;

weight int ]; [ portret is_a prototype; verb {string} ];

p_status int; portret frame ' [ l_anketa is_a prototype;

serial_l, serial_2 {frame} ]; [ element is_a prototype; signl string; colorl int; sign2 string; color2 int ];

Обработка результатов анкетирования в ЭС "Lusher" базируется на системе эвристических правил, предложенных в [LUSHER, 1971]. Для этого по результатам двух выборок строятся два вектора числовых значений— цветов. Построение внутреннего представления портрета испытуемого опирается на выделение устойчивых пар, актуарных проблем, рабочих групп и некоторых других понятий. На следующем шаге обработки элементы выборки маркируются знаками акцентирования внимания, а затем, по специальным правилам, расставляются знаки тревог и компенсаций, производится анализ последней выборки и проверка наличия рабочей группы. Последним шагом анализа является определение актуальных проблем. На основе выделенных ситуаций и фактов строится психологический портрет испытуемого.

Анализ правил обработки показывает, что они базируются на фиксации определенных цветов в определенных позициях выборки. Поэтому модуль вывода невербального портрета испытуемого в ЭС "Lusher" удобнее реализовать на Рефале, где среди базовых примитивов уже изначально имеются мощные средства распознавания структурных особенностей цепочек символов.

Для определенности дальнейшего изложения предположим, что обе выборки цветов из слотов serial_l и serial_2 фрейма —экземпляра прототипа l_anketa поступают на вход модуля вывода в виде двух скобочных сумок вида: (SI S2 ... S8) (Sa Sb ... Sh), где каждый элемент Si — макроцифра, соответствующая номеру цвета в выборке. Тогда модуль препроцессии выборок осуществляется следующими Рефал — предложениями:

ank_anal |Е1)(Е1| = k/wtr//flexib//no/. k/single/(El). Ex = k/wtr//flexib//yes/. k/doublc/ Ex.

single (S1S2S3S4S5S6S7S8) = ( k/act_probl/ k/compens/ k/anxictys/ +

(SI + )(S2 + )(S3')(S4')(SS = )(S6 = )(S7 — )(S8 —)...) anx S /1/ /2/ /3/ /4/ comp S /0/ /6/ /7/

anxictys R Ey (S:anx:6 Ec)(S7 Eb)(S8 Ea) = k/anxietysl/ Ey (S6-A!)(S7-A)(S8-A).

R Ey (S:anx:7 Eb)(S8 Ea) = k/anxietysl/ Ey (S7-A!!)(S8-A|.

R Ey (S:anx:8 Ea) = k/anxiotysl/ Ey (S8-AÜ!). compens (SI Ea)(S2 Eb)(S:comp:3 Ec) Ey = k/compensl/ (SI + C)(S2 +C)(S3 +C!) Ey.

(SI Ea)(S:comp:2 Eb) Ey = k/compensl/ (S1 + C)(S2 + C!!) Ey.

(S:comp:l Ea) Ey = k/compensl/ (S1 + CÜ!) Ey. anxictys 1 (SI Ea) Ex (Eb A Ec) Ey = (SI + C) Ex (Eb A Ec) Ey Ez = Ez

- 18 -

compcnsl Ex (Eb С Ее) Ey (S8 Ea) = Ex (Eb С Ее) Ey (S8-A) Ez = Ez

После отработки функций anxietys и compens, а также подчиненных им функций anxietys 1 и compens 1 в поле зрения выборки сформируется структура вида:

(Sl + С <степень —компенсации>) ... (S8 —А <степень —тревоги>)

Тогда модуль выделения актуальных проблем описывается следующими Ре — фал— предложениями:

act_probl El (Еа С Eb) Е2 = El (Ea С Eb) k/act_probll/ (Ea С Eb) E2. k/act_probl/ E2.

Ex = Ex

act_probll (SI Sx En) Ea (S2 Sy A Em) Eb = k/ptr//act_prob/ +

(Sx SI Sy S2 k/acount/ En Em. ) k/act_probll/ (SI Sx En) Eb.

Ex =

acount Ex = k/acountl//0/ Ex.

acountl Sn SI Ex = k/acountl/ k/pl/ Sn. Ex.

Sn = Sn

В результате в "ящике" act_prob образуется последовательность пар вида: (< + | —> SI < + | —> S2 <вес>) ... , каждая из которых идентифицирует актуальную проблему и степень ее значимости.

В результате такой обработки в БЗ системы, будет сформирован фрейм — экземпляр прототипа s_profile. Построенный профиль интерпретируется для построения словесного заключения. Сама интерпретация устроена практически также, как и в случае ЭС "Cattell" и "Eysenk".

Блок объяснений в ЭС "Lusher" имеет серьезные отличия от аналогичных блоков других ЭС, рассмотренных выше. Эти отличия связаны, в первую очередь, с тем, что в данной системе экспланандум является текстовым, а эксплананс — графическим. Поэтому вместо текстовых объяснений здесь было принято решение визуализировать невербальный портрет со всеми маркировками, выделяя в нем фрагмент, связанный с запрашиваемой темой.

Заметим, что при этом неявно предполагается, что единственный тип запросов на объяснения здесь связывается с вопросами "Почему...?".

Объединение знаний, полученных в локальных ЭС, осуществляется в БЭС "Ориентир" в ЭС "Профи", специфика которой проявляется в том, каким образом выбираются исходные данные для ее работы. В случае режима "Испытуемый" это все тесты, выполненные для текущего испытуемого. В режиме "Эксперт" у психолога, осуществляющего работу с системой, должна быть возможность явного

задания тех тестов, которые будут использоваться для профконсультации. Однако в рассматриваемой версии системы и в том, и в другом случае работа ЭС "Профи" осуществляется на БЗ, полученной при тестировании испытуемого по Кэттеллу. Такая ситуация объясняется отсутствием достаточного эспериментального материала по остальным тестам, задействованным в БЭС "Ориентир". С точки зрения целей данной работы, расширение на другие тесты не является критическим, так как основные компоненты программного обеспечения останутся без изменений.

Знания системы "Профи" сосредоточены, в основном, в продукционной компоненте. Вместе с тем, для ее нормального функционирования и подключения дополнительных возможностей, необходимо эксплицитное представление исходных данных и промежуточных результатов, которые целесообразно сосредоточить в определенной системе фреймов. Для текущей версии ЭС "Профи" эта система фреймов опирается на следующую совокупность прототипов и экземпляров:

[ profor is_a prototype; [profile is_a prototype;

a_status int; anketa {frame}; not_verb {frame};

s_status int; profile {frame}; source frame ];

p_status int; orient frame ); [ factor is_a prototype;

interpret {string} ];

[ 2A is_a factor;

interpret = { в профессиональной деятельности, связанной",

"с узким кругом людей или же с более формальными ", "контактами, а также там, где нельзя зависеть ", "от эмоционального состояния окружающих; " } ];

[ Q4_GE_8 is_a factor;

interpret = { "—в деятельности, требующей больших затрат ", "энергии, но не связанной с опасностью; ' } ];

[ by_cattell is_a profile]; [ by_aysenk is_a profile]; [ by_lusher is_a profile]; [ orient is_a prototype;

from_catteIl, from_aysenk, from_lusher {string}; common {string} ];

При запуске ЭС "Профи" создается фрейм — экземпляр прототипа profor и, в текущей версии, значение слота a_status становится равным READY, а в слот anketa заносится значение текущего фрейма — экземпляра прототипа cattell из соответствующего слота фрейма —экземпляра прототипа person. Перечисленные

выше присваивания моделируют отработку опции "Установка" из меню локальной ЭС.

Собственно вывод невербального представления рекомендаций по профориентации осуществляется при вызове из меню опции "Профориентирование". Модуль вывода реализован на ЯПЗ PILOT/2. Основной секцией соответствующей PILOT —программы является: section NOT_VERB_ORIENT rule F_LE_3_2N_Q3_GE_7

:: ( [$cun_cáttell_s_prfl : F] = = "ОН" ) && [$cun_cattell_s_prfl : N] = = "OH" ) && ( [$cun_cattell_s_prfl : 03] = = "OB" || [$curr_cattell_s_prfl : Q3] = = "B" ) = = > [$curr_by_cattell : \not_vcrb = + {F_LE_3, 2N, Q3_GE_7}]; rule_off (F_LE_3_2N_03_GE_7); rule 1G_2N_2Q2

:: ( [$curT_cattell_s_prfl : G] = = "OB" ) && [$cun_cattell_s_prfl : M] = = "OB" ) && ( [$curr_cattcll_s_prfl : 02] = = "OH" || [$curr_cattell_s_prfl : Q3] = = "H" ) = => [$curr_by_cattell : \not_verb = + {1G, 2N, 2Q2}]; rule_oif (1G_2N_2Q2); rule 1A_1F

:: ( [$curr_cattell_s_prfl : F] = = "OH" ) && ( [$curr_cattell_s_prfl : A] = = "OB" || [$curr_cattell_s_prfl : A] = = "B" ) = = > [$curr_by_cattcll : \not_verb = + {1A, IF}]; rule_off (1A_1F);

rule Q4_GE_8

:: [$curr_cattell_s_prfl : 04] = = "OB" = = > [$cun_by_cattell : \not_verb = + {Q4_GE_8}]; rule_off (Q4_GE_8);

Как следует из представленного выше фрагмента PILOT — программы, все правила данной секции однородны по своей структуре и связывают значения разных факторов в семантическом профиле испытуемого по Кэттеллу с новой системой факторов, которая запоминается в слоте not_verb фрейма —экземпляра прототипа by_cattell.