Anlık hava tahmini için bir uzman sistem tasarımı

Abstract

Öz Uzman sistemler, uzmanlık bilgisi gerektiren ancak gerektiğinde konunun uzmanına ulaşmanın her zaman olanaklı olamayacağı durumlarda gereklidirler. Uzmanların yıllar boyu süren eğitim ve deneyimlerle elde ettikleri bilginin ve sorun çözme yeteneğinin derlenmesi, bu bilginin konunun uzmanları olmayan kişilerin hizmetine sunulması uzman sistemlerin geliştirilmesinin arkasında yatan nedenlerdir. Bu tezde, insan uzmanların yerini alabilecek uzman sistemlerin temel özellikleri, uygulama alanları, çalışma yöntemleri, yerinde örnekler verilerek incelenmiştir. Uzman sistemlerin kalbi olan bilgi ve bilginin temsil yöntemleri açıklanmıştır. Örnek bir uygulama olarak, meteorolojik verilerden elde edilmiş olan `Anlık hava tahmin tablosu` uzman sistem haline getirilmiştir. Tezin giriş bölümünde, uzman sistemlerin ana başlığı olan yapay zeka ve tarihçesi, temel özellikleri, alt araştırma alanları ve yapay zeka programlarında kullanılan diller incelenmiştir. Yapay zeka, bilgisayarları bir insan gibi düşünebilir hale getirme işlemleridir ve uzman sistemler yapay zekanın bir alt alanıdır. Birinci bölümde, uzman sistemlerin tanımı, günlük hayattaki uygulama sahaları, uzman sistemleri daha iyi anlamak için uzman sistemlere yöneltilen bazı sorular, temel ilkeleri, öğeleri ve uzman sistemlerin yapısı incelenmiştir. ikinci bölümde, uzman sistemlerin kalbi olan bilgi ve bilginin temsil yöntemleri, sistem tasarımında kullanılacak gerçekler (Facts), kurallar (Rules), hiyerarşi, çerçeveler ve kalıtım metotları incelenmiştir. Bu adımlar, sistem geliştirme aşamasında uygulanması gerekli olan adımlardır. Üçüncü bölümde, bilgi tabanından bilgi elde etmek için geliştirilen çıkarım yöntemleri, ileri yönde çıkarım, geri yönde çıkarım yöntemleri incelenmiştir.Dördüncü bölümde,uzman sistem geliştirilmesinde karşılaşılan zorluklar ve uzman sistemin yaşam çevrimi incelenmiştir. Beşinci bölümde, bilgi toplama süreci, bilgi toplamanın tanımı, sistemi bir uzman bilgisi ile donatacak olan bilginin toplama sorunları incelenmiştir. Altıncı bölümde, bir uzman sistemi oluşturmak için kullanılacak araçlar, özellikleri, türleri ve yalnızca uzman sistem oluşturmak için geliştirilmiş yazılım kabuklan, nitelikleri, bir uzman sistem kabuğu olan Als Prolog kabuğu incelenmiştir. Yedinci bölümde, sembolik veri işlemlere dayalı yapay zeka uygulama geliştirme dillerinden biri olan Prolog hakkında yüzeysel bir inceleme yapılmıştır. Bu dilin genel yapısı, temel işleyişleri açıklanmıştır. Uygulama bölümünde, geliştirilen örnek uzman sisteme konu olan günlük hava tahmini ile ilgili bazı meteorolojik ön bilgiler kısaca açıklanmıştır. Tartışma ve sonuç bölümünde, yapay zeka ve uzman sistemlerin geleceği hakkında açıklamalar yapılmıştır. Bilgisayar teknolojisindeki gelişmeler kısaca açıklanmıştır. Son olarak tezde anlatılan konular ile ilgili sonuç ve öneriler belirtilmiştir. Geliştirilen uzman sistem uygulaması kodlan Ek-l'de ve bu sistemin çıktıları Ek-2'de belirtilmiştir.

VIII ABSTRACT Expert systems are constructed when the real experts are rare at the problem domain or hard to reach. Acquisition of the knowledge that have been gained through the years of experience, and supplying this knowledge to nonexperts are the main motives to develope expert systems. In this thesis; main properties, application areas and working methods of expert systems which to take the place of human experts are examined with samples. Knowledge and presentation of knowledge methods as heart of expert systems are explained. As an example; Instant Weather Forecast Table which obtained from meteorological datas is made an expert system. At introduction chapter of this thesis;artificial intelligence and its history which main item of expert systems, main properties, sub research areas and languages which used in artificial intelligence programs are introduced. Artificial intelligence is a process which made computers have an ability to think like human and expert system is sub area of Artificial Intelligence At first chapter, definition of expert systems daily application areas, some questions which asked expert systems main elements and structure of expert systems are examined. At second chapter, knowledge and presentation knowledge methods as heart of expert systems, facts which will used in system design, rules, hierarchy, frame and inheritance methods are explained. This methods are necessary steps at process of system developing. At third chapter, methods for obtaining knowledge from knowledge base, forward chaining, backward chaining methods are examined. At fourth chapter, difficulties while providing expert systems and life cycle of expert system are examined.IX At fifth chapter, knowledge collection procedure, definition of knowledge collection, knowledge collection problems which will equip system with expert knowledge is examined. At sixth chapter, equipments which will used form expert system, properties, kinds and language shells which formed only providing expert systems, characters, Als Prolog shell which is an expert system shell are examined. At seventh chapter, a simple study is made about Prolog which is an Artificial Intelligence language that supported by symbolic data process. General structure of this language and main operations are explained. At application chapter, some meteorological preliminiary information about daily weather forecast of provided sample system are shortly explained. At discussion and result chapter, some explanations are made about future of expert systems and Artificial Intelligence. Developments in computer technology is shortly explained. Lastly, results and suggestions determined about thesis subjects. Provided expert system application codes are determined at appendix- 1 and printouts at appendix-2.