Bab 2

1. Bab 2 Kejuruteraan Pengetahuan

2. Takrifan kejuruteraan pengetahuan • Aktiviti kejuruteraan pengetahuan (knowledge engineering ) telah ditakrifkan oleh Feigenbaum dan McCorduck (1983) seperti berikut:- • [Knowledge engineering is...] the art of bringing the principles and tools of AI research to bear on difficult applications problems requiring experts’ knowledge for their solutions. The technical issues of acquiring this knowledge , representing it and using it appropriately to construct and explain lines of reasoning are important problems in the design of knowledge-based systems. The art of constructing intelligent agents is both part of an extension of the programming art. It is the art of building complex computer programs that represent and reason with knowledge of the world. • - Feigenbaum dan McCorduck (1983)

3. Proses kejuruteraan pengetahuan

4. Proses Kejuruteraan Pengetahuan 1. Pemerolehan PengetahuanPemerolehan pengetahuan melibatkan pengumpulan pengetahuan dari manusia pakar, buku, dokumen, alat pengesan, atau fail-fail komputer. • Pengetahuan ini boleh spesifik kepada domain masalah tertentu sahaja ataupun prosedur penyelesaian masalah tertentu sahaja. • Boleh dijadikan pengetahuan am (seperti pengetahuan mengenai perniagaan), ataupun meta-pengetahuan (pengetahuan atau maklumat mengenai sesuatu set pengetahuan). 2. Pengesahan PengetahuanSuatu pengetahuan akan melalui proses pengesahan (contohnya dengan mengunakan ujian kes) sehingga kualiti pengetahuan itu boleh diterima. Ujian kes biasanya ditunjuk-semula kepada pakar untuk mengesahkan ketepatan sistem cerdas tersebut.

5. Proses Kejuruteraan Pengetahuan …samb • Perwakilan Pengetahuan Pengetahuan yang diperolehi disusun dalam suatu aktiviti yang dipanggil perwakilan pengetahuan. Aktiviti ini melibatkan penyediaan peta atau pokok pengetahuan (knowledge map) dan mengkodkan pengetahuan ke dalam pangkalan pengetahuan. 4. Penaabiran Aktiviti ini melibatkan rekabentuk perisian untuk membolehkan komputer membuat penaabiran berdasarkan pengetahuan dan juga perincian sesuatu masalah. Ini membolehkan sistem cerdas memberi penyelesaian atau ‘nasihat’ kepada pengguna bukan-pakar.

6. Proses Kejuruteraan Pengetahuan …samb 5. Penerangan dan Justifikasi.Aktiviti ini melibatkan rekabentuk dan keupayaan pengaturcaraan memberi penerangan dalam sistem cerdas; contohnya, mengaturcara keupayaan menjawab soalan seperti mengapa sebutir maklumat spesifik diperlukan oleh sistem cerdas, atau bagaimana suatu kesimpulan atau penyelesaian dicapai oleh komputer.

7. Penilaian masalah • Menyatakan pengetahuan Pakar manusia akan melakukan proses dua-peringkat. 1. Pada peringkat pertama, pakar akan menginput maklumat berkenaan dunia atau persekitaran luar ke dalam otak. Maklumat ini boleh disebar oleh orang, komputer, ataupun media lain. Ia juga boleh dikumpul melalui deria pengesan atau dicapai dari ingatan. 2. Pada peringkat kedua, pakar menggunakan pendekatan taakulan induktif, deduktif, atau lain keatas maklumat yang terkumpul. Hasil atau outputnya adalah suatu cadangan bagaimana untuk menyelesaikan masalah tersebut. • Pemindahan ke mesin Mesin ini memerlukan pengetahuan dijelaskan dengan terang, pada bentuk yang jauh lebih terperinci daripada yang mampu diterangkan oleh manusia. Pengetahuan manusia wujud secara terkumpul. Seorang manusia tidak akan ingat kesemua jalan sampingan yang digunakan oleh otak untuk pemindahan atau pemprosesan pengetahuan. Dengan sebab itu, terdapat kemungkinan besar perbezaan diantara komputer dan pakar.

8. Penilaian masalah..samb 3. Bilangan peserta Terdapat dua peserta dalam pemindahan biasa proses pengetahuan; iaitu penghantar (sender) dan penerima (receiver). Dalam sistem cerdas, ada kemungkinan terdapat empat peserta selain dari komputer, iaitu pakar, jurutera pengetahuan, pembangun sistem, dan pengguna. Kadangkala terdapat lebih banyak lagi peserta seperti pengaturcara dan pembekal (vendor). Setiap peserta memiliki latarbelakang yang berbeza, menggunakan terminologi yang berbeza, dan memiliki kebolehan dan pengetahuan yang berbeza. Seorang pakar, contohnya, mungkin tidak mengetahui apa-apa tentang komputer, manakala jurutera maklumat mungkin tidak mengetahui apa-apa tentang domain masalah.

9. Penilaian masalah..samb 4. Menstruktur Pengetahuan Dan Sebab-Sebab Lain. Pengetahuan mesti diwakili dengan cara yang berstruktur. • Pakar mungkin kekurangan masa atau enggan bekerjasama. • Menguji dan menghalusi pengetahuan terlalu sukar. • Metod untuk mendapat pengetahuan tidak dijelaskan dengan betul. • Pembangun sistem biasanya akan mengumpul pengetahuan dari satu sumber sahaja, tetapi pengetahuan yang penting dan berguna mungkin tersebar luas di sumber-sumber yang lain.

10. Cara mengatasi masalah dalam perolehan pengetahuan • Sebaik-baiknya, pakar perlu terlibat secara terus dalam pembinaan pangkalan pengetahuan. • Jurutera pengetahuan pula perlu bertindak sebagai perekabentuk alat penstrukturan, guru penstrukturan pengetahuan kepada pakar, dan juga pemangkin dalam interaksi pakar dan pengguna-akhir. • Boleh mengurangkan masalah konflik pendapat • membantu penghalusan kejuruteraan pengetahuan • Membantu penerimaan sistem cerdas akhir oleh pengguna. • Di samping itu, masalah dalam penyenggaraan pengetahuan dapat dikurangkan.

11. Kemahiran seorang jurutera pengetahuan • Pengetahuan komputer (perkakasan, pengaturcaraan, perisian). • Kesabaran dan tidak berat sebelah. • Kebolehan berkomunikasi secara efektif. • Cepat memahami pengetahuan baru dari berbagai bidang. • Latarbelakang pendidikan yang luas. • Pemahaman organisasi dan individu. • Pengalaman luas dalam kejurteraan pengetahuan. • Kecerdasan. • Pemikiran logikal. • Keyakinan diri.

12. Perolehan Pengetahuan 1. Teknik-teknik yang boleh digunakan adalah, • Manual • Separa-Automatik • Automatik 2. Pemodelan Pengetahuan

13. Manual Temuduga Jurutera pengetahuan mengambil pengetahuan daripada pakar atau sumber-sumber lain dan kemudiannya mengekodkan kedalam pangkalan pengetahuan. 1.secara struktur, separa-struktur, atau tidak struktur 2.menjejaki proses pemikiran dan kesimpulan 3.pemerhatian. Mengambil masa yang banyak, mahal, dan kerap-kali tidak tepat.

14. Manual

15. Separa-automatik

16. Automatik Peranan pakar diminimumkan dan tiada keperluan untuk seorang jurutera pengetahuan. Pengunaan perkataan automatik disini mungkin tidak berapa tepat kerana masih lagi ada manusia yang berperanan sebagai pembangun. Ia lebih bermaksud yang keperluan untuk pakar dan jurutera pengetahuan adalah sangat kurang.

17. Pemodelan Pengetahuan Sumbangan paling besar adalah konsep model pengetahuan yang menggambarkan perolehan pengetahuan sebagai pembinaan model proses penyelesaian masalah. Ini bermaksud pemodelan dibuat dari aspek pengetahuan dan bukan dari aspek perwakilan. Struktur pengetahuan membekalkan rangka kerja untuk perolehan pengetahuan, dan juga pemecahan tugas-tugas perolehan. Bahagian-bahagian yang dikenalpasti dalam model paras pengetahuan – sama ada model domain atau metod penyelesaian masalah – boleh digunakan dalam sistem yang berlainan, atau memainkan peranan yang berbeza dalam sistem yang sama.

18. Kelebihan pemodelan pengetahuan • Fleksibiliti • kerana paras-pengetahuan boleh menekan pengetahuan yang membenarkan sistem berfungsi • dan paras-simbol pula menekankan keputusan rekabentuk pengkomputeran yang membekalkan rangka kerja operasi sistem cerdas.

19. Rekabentuk Pengetahuan

20. Sumber pengetahuan 1.Pengetahuan yang didokumenkan • sebarang bentuk data, maklumat, atau fakta yang dirakam, dicatit, atau dipaparkan. 2. Pengetahuan yang tidak didokumenkan • tersimpan dalam minda manusia

21. Peringkat pengetahuan • Pengetahuan cetek Contoh, IF tangki minyak kosong, THEN kereta tak boleh dihidupkan. =pengetahuan agak terhad • Pengetahuan mendalam • Pengetahuan mendalam adalah struktur akibat(causal) dan dalaman suatu sistem dan melibatkan interaksi diantara komponen-komponen sistem. • Ia bergantung emosi, pengetahuan am dan gerak hati -sukar untuk dikodkan. • Pembangun sistem cerdas mesti mempunyai pemahaman lengkap mengenai elemen-elemen asas pemikiran dan anggapan persekitaran dan interaksi mereka sebagaimana yang dilihat dalam alam semulajadi..

22. Pengetahuan mendalam..samb Contoh masalah kereta tadi. kita perlu mengetahui komponen-komponen sistem minyak kereta (contohnya, paip, pam, penapis, dan starter). Untuk mewakilkan sistem ini ,perwakilan pengetahuan yang khusus seperti rangkaian semantik (semantic networks) dan kerangka (frames) kerana membenarkan perlaksanaan pemikiran dan kesimpulan paras-dalaman seperti pengabstrakan (abstraction) dan perumpamaan (analogy) yang merupakan aktiviti pakar yang penting.

23. Kategori Utama Pengetahuan Pengetahuan boleh dikategorikan sebagai, 1. pengetahuan pengisytiharan (declarative knowledge) 2. pengetahuan tatacara (procedural knowledge) 3. pengetahuan meta (metaknowledge).

24. Pengetahuan pengisytiharan • Adalah perwakilan penerangan sesuatu pengetahuan. Ia menerangkan fakta: seperti apakah sesuatu benda itu. • Diterangkan dalam suatu ungkapan fakta seperti : “Terdapat hubungan diantara merokok dan barah” . Pakar domain akan memberitahu fakta dan hubungan. Pengetahuan jenis ini dianggap cetek atau maklumat paras-permukaan yang boleh dituturkan oleh pakar. • agak penting pada tahap awal perolehan pengetahuan.

25. Pengetahuan Tatacara Pengetahuan tatacara mengambilkira cara bagaimana benda beroperasi apabila diberi set-set situasi yang berbeza. Sebagai contoh, katakan anda mempunyai suatu masalah pelaburan dan syarat seperti berikut:- “Kira purata diantara harga satu saham dan perolehan saham tersebut. Jika purata lebih besar daripada 12, maka hentikan pengiraan – saham mempunyai risiko terlalu tinggi. Jika purata kurang daripada 12, periksa kunci kira-kira.”.

26. Pengetahuan tatacara…samb • mengandungi tindakbalas automatik terhadap suatu perubahan atau ransangan. • Ia juga boleh memberitahu kita bagaimana cara menggunakan pengetahuan deklaratif dan bagaimana untuk membuat penaakulan. • berkaitan dengan prosedur yang digunakan dalam proses penyelesaian masalah seperti maklumat mengenai takrifan masalah, pengumpulan data, proses penyelesaian, dan kriteria penilaian.

27. Meta-pengetahuan • Meta-pengetahuan adalah maklumat mengenai pengetahuan. • pengetahuan mengenai operasi sistem berdadasarkan pengetahuan (knowledge based systems), terutamanya mengenai keupayaan pemikiran dan kesimpulannya.

28. Pengujianan Perolehan pengetahuan melibatkan aspek kawalan kualiti yang dijelaskan dalam bentuk penilaian (evaluation), pengesahan (validation), dan pembuktian (verification) menurut O’Keefe et. al. (1987) :- 1. Penilaian– adalah satu konsep yang luas. Objektif penilaian adalah untuk menghitung nilai keseluruhan suatu sistem cerdas. Disamping menilai paras prestasi yang boleh diterima, ia menganalisa sama ada sistem adalah berguna, efisyen, dan juga berpatutan dari segi kos. 2. Pengesahan– adalah bahagian penilaian yang melihat isu pencapaian sistem (contohnya, berbandingkan pakar sebenar). Ringkasnya, pengesahan adalah proses membina sistem yang betul dengan memastikan yang sistem berfungsi pada paras ketepatan yang boleh diterima. 3. Pembuktian– adalah membina sisem dengan betul, atau memastikan yang sistem diimplimentasikan selaras dengan spesifikasi sistem tersebut.

29. Ukuran (Kriteria) Penerangan Ketepatan (Accuracy) Sejauh mana sistem berjaya menggambarkan dunia sebenar, sejauh mana pengetahuan dalam pangkalan pengetahuan adalah betul Penyesuaian (Adaptability) Kemungkinan pembangunan masa hadapan, perubahan Kecukupan / Kelengkapan (Adequacy / Completeness) Bahagian pengetahuan yang diperlukan yang ada pada pangkalan pengetahuan Daya Tarikan (Appeal) Sejauh mana sistem menyerupai perasaan dan mensimulasi pemikiran dan kepraktikan Ukuran Penilaian, Pengesahan, dan Pembuktian Sistem

30. Keluasan (Breadth) Sejauh mana liputan domain Keamatan (Depth) Tahap perincian pengetahuan Kebolehpercayaan awal (Face Validity) Kredibiliti pengetahuan Keumuman (Generality) Keupayaan pangkalan pengetahuan digunakan dalam konteks lebih luas dalam pemasalahan yang serupa Ketepatan (Precision) Keupayaan sistem mengulangi parameter sistem, kekonsistenan kesimpulan yang dibuat, dan skop pembolehubah dalam pangkalan pengetahuan Ukuran Penilaian, Pengesahan, dan Pembuktian Sistem …samb

31. Realisme (Realism) Kesamaan dengan realiti Kebolehgunaan (Reliability) Peratusan kesimpulan sistem cerdas yang betul Kecekalan (Robustness) Kepekaan kesimpulan terhadap struktur model Darjah Sensitif (Sensitivity) Kesan perubahan pangkalan pengetahuan keatas kualiti output Ukuran Penilaian, Pengesahan, dan Pembuktian Sistem …samb

32. Keboleh percayaan Teknikal dan Pengoperasian (Technical and operational validity) Kualiti andaian, konteks, kekangan, dan suasana, dan kesan mereka keatas ukuran lain Ujian Turing (Turing Test) Kebolehan manusia penilai mengenalpasti samaada kesimpulan dibuat oleh manusia atau sistem cerdas Kebergunaan (Usefulness) Sejauh mana cukupnya pengetahuan untuk menyelesaikan dengan betul Kebolehpercayaan (Validity) Kapasiti pangkalan pengetahuan untuk menjanakan kesimpulan yang betul. Ukuran Penilaian, Pengesahan, dan Pembuktian Sistem …samb

33. …Pengesahan • Suatu cara mengesahkan sistem cerdas adalah dengan menggunakan pendekatan psikologi iaitu menguji sejauh mana sistem cerdas dan juga manusia pakar bersetuju ke atas suatu keputusan, input dan proses-proses yang digunakan yang digunakan oleh pakar berbandingkan mesin, dan perbezaan di antara keputusan pakar dan keputusan bukan-pakar. • Avritzer et. al. (1996) juga menyediakan alkhawarizmi untuk memantau dan mengawal sistem-sistem lain.

34. Dokumentasi • Keempat, pengetahuan yang diperolehi mesti disusunatur dengan betul dan didokumentasikan. • Salah satu cara menyusunatur dokumentasi adalah untuk membahagikannya kepada empat bahagian: • senarai domain komprehensif • pengetahuan deskriptif • pengetahuan tatacara dan • glosari.

35. Dokumentasi • Sesuatu maklumat yang terkumpul mesti dianalisa, dikodkan, dan didokumenkan. • bergantung kepada metod perolehan dan perwakilan pengetahuan. • Contoh yang diberikan di bawah (berdasarkan Wolfgram et. al., 1987) mengilustrasikan beberapa peringkat proses ini.

36. Peringkat proses dokumentasi. • pengunaan protokol pertuturan dan melibatkan empat peringkat:1. Transkripsi Pertama sekali, suatu transkripsi lengkap daripada laporan pertuturan dibuat, yang termasuk juga percakapan pakar, percakapan jurutera pengetahuan, dan juga apa-apa ganguan atau penaakulan yang dibuat semasa sesi komunikasi tersebut.

37. ..proses dokumentasi 2. Pengindeksan ungkapan / Nahu Kedua, satu indeks ungkapan atau nahu dibina dengan memecahkan transkripsi diatas kepada frasa-frasa pendek, yang setiap-satunya dikenalpasti dengan nombor indeks. Setiap frasa mesti selaras dengan penilaian yang dibuat oleh jurutera pengetahuan tetang apa yang membentuk suatu butir pengetahuan – sama ada suatu aktiviti, penegasan, atau koleksi data yang diproses oleh pakar.

38. …proses dokumentasi 3. Pengkodan Pengetahuan Pengetahuan di kodkan. Aktiviti ini mencuba untuk mengklasifikasi pengetahuan tersebut. Salah satu klasifikasi yang berguna adalah untuk membezakan pengetahuan berprosedur dengan pengetahuan deskriptif.

39. ..proses dokumentasi 4. Dokumentasi Keempat, pengetahuan yang diperolehi mesti disusunatur dengan betul dan didokumentasikan. Salah satu cara menyusunatur dokumentasi adalah untuk membahagikannya kepada empat bahagian: senarai domain komprehensif, pengetahuan deskriptif, pengetahuan berprosedur, dan glosari.

40. …proses dokumentasi Pemodelan Pengetahuan • Pemodelan pengetahuan adalah suatu pendekatan grafikal untuk memperelokkan proses perolehan pengetahuan. • Ia terdiri daripada huraian secara hierarki (atas-bawah) kesemua jenis pengetahuan utama yang digunakan untuk menerangkan fakta, dan strategi pemikiran dan kesimpulan untuk penyelesaian masalah dalam sistem cerdas. • Jenis-jenis pengetahuan ini adalah:-1.Objek2. Acara (event)3. Pencapaian4. Pengetahuan meta

41. …samb pemodelan pengetahuan • Pemodelan juga mentakrifkan hubungan dan interaksi diantara beberapa jenis pengetahuan. • Rajah-rajah ini dipanggil graf konseptual (conceptual graphs). Ianya berguna dalam menganalisa pengetahuan yang diperolehi. • Perajahan hierarki berakhir pada tahap primitif yang tidak boleh dipecah-pecahkan lagi. Pemecahan pada semua peringkat dirajahkan untuk membekalkan pandangan acara dan objek yang terasing. Proses ini menggunakan Bahasa Perwakilan Pengetahuan (Knowledge Representation Languange) yang khas. • Teknik grafikal menggabungkan skop, pemahaman, dan bentuk ayat oleh pakar domain.

42. Rumusan • Anda seharusnya sudah memahami:-1) Peranan jurutera pengetahuan dan manusia pakar dalam kejuruteraan pengetahuan.2) Masalah pemindahan pengetahuan daripada manusia ke mesin. kategori pengetahuan yang ada5) Cara mendokumentasikan pengetahuan