Sistemas Expertos Caso de Estudio: Selecci ó n de un microcontrolador.

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1 Sistemas Expertos Caso de Estudio: Selecci ó n de un microcontrolador

2 Introducci ó n Un Sistema Experto (SE) cl á sico comienza con una serie de preguntas. En base a las respuestas genera una recomendaci ó n. Para la recomendaci ó n de un microcontrolador se debe proveer cierta informaci ó n sobre el sistema en el cual se aplicar á. El primer paso es colectar la informaci ó n.

3 Ingenier í a del conocimiento Un sistema basado en reglas se relaciona con un dominio. Dominio: Subconjunto del conocimiento global. El proceso de colectar la informaci ó n sobre el dominio es llamado Ingenier í a del Conocimiento (IC). El ingeniero del conocimiento -sin tener que convertirse en un experto- debe conocer los requerimientos, principios, recursos y fronteras

4 Entrevistas y Documentaci ó n La IC es un proceso iterativo: – Charlas con los clientes (necesidades y recursos). – Estimaciones del tiempo de desarrollo. – Estudio sobre el dominio (se logra mejor comunicaci ó n con los expertos). – Entrevista con el experto. – Estructura de la informaci ó n recabada (esbozo, diagrama de flujo, etc). – C ó digo Jess con comentarios.

5 Entrevistas Debe haber acuerdos entre los clientes y los potenciales usuarios del sistema. La gente es la mejor fuente de informaci ó n. La gente tambi é n recomienda libros, sitios web, y a otra gente que puede ayudar a entender el dominio del problema. Es conveniente no utilizar lenguaje espec í fico de programaci ó n.

6 Reglas potenciales I Juguetes especiales, como un auto a control remoto requiere alta velocidad de respuesta, necesita un ancho de palabra de 32 bits y consume bastante energ í a. Un sistema de frenos ABS implementa c á lculos cr í ticos en tiempo limitado y 16 bits de ancho de palabra son suficientes. La implementaci ó n de un lavarropas es de 16 bits y consume bastante energ í a.

7 Reglas potenciales II La placa de un mouse ó ptico requiere m á s de 80 MHz de velocidad, 32 bits y consume menos de 4.8 V. Cualquier sistema que requiera c á lculos cr í ticos en tiempo limitado necesita alta velocidad de respuesta. Sistemas que requieren bastante energ í a deben contar con placas de m á s de 4.8 Voltios. Una placa de alta velocidad de respuesta debe proveer m á s de 80 MHz.

8 Reglas potenciales III Caracter í sticas de algunos microcontroladores PIC32: – PIC32MX320: 4.8 V a 6 V, 80 MHz. – PIC32MX200: menos de 4.8 V, 80 MHz. Caracter í sticas de algunos microcontroladores PIC16: – PIC16F1947: 80 MHz. – PIC16F8XX: 4.8 V a 6 V. – PIC16F6XX: 80 MHz.

9 Reglas en Jess (defrule calculos-criticos ?t <- (MAIN::aplicacion (complejidad-calculos "critica") (tiempo "limitado")) => (modify ?t (velocidad "rapido"))) (defrule energia-alta ?t <- (MAIN::aplicacion (energia "bastante")) => (modify ?t (energia (> 4.8))))

10 Revisi ó n de reglas I Generalmente, falta informaci ó n. Se debe desarrollar una serie de nuevas preguntas y reunirse con el experto nuevamente (iteraciones). La IC no necesariamente termina cuando comienza el desarrollo. Se comienza a mostrar un prototipo en las entrevistas. A veces el ingeniero del conocimiento es tambi é n un programador.

11 Revisi ó n de reglas II (defrule calculos-criticos ?t <- (MAIN::aplicacion (complejidad-calculos "critica") (tiempo "limitado") (velocidad nil)) => (modify ?t (velocidad "rapido"))) (defrule energia-alta ?t <- (MAIN::aplicacion (energia "bastante")) => (modify ?t (energia 6)))

12 Organizaci ó n de los datos Las reglas Jess trabajan por reconocimiento de patrones sobre los hechos. Para escribir las reglas se debe tener idea de c ó mo ser á n los hechos y viceversa. ¿ C ó mo empezar? – Candidatos para deftemplate: micro (un microcontrolador espec í fico), usuario (el operador del sistema), aplicaci ó n (requerimientos), pregunta, respuesta, recomendaci ó n.

13 Estructura del sistema El recomendador necesita hacer cuatro cosas: – Inicializar la aplicaci ó n. – Ver qu é micro recomendar. – Mostrar al usuario los micros recomendados. Estos tres pasos se mapean a tres fases de procesamiento: M ó dulos inicio, recomendacion, reporte.

14 Organizaci ó n de las reglas Defmodules particiona los hechos y las reglas. Se necesita decidir qu é templates van en cada m ó dulo observando qu é reglas necesitan acceder a los datos. Recordar que si dos m ó dulos necesitan compartir una plantilla, é sta debe estar en el m ó dulo main. – Observemos que en nuestro ejemplo tendremos dos templates: aplicacion y micro en el m ó dulo MAIN.

15 Se codifica todo el conocimiento al formato de las reglas Jess: (defrule auto-palabra ?t <- (MAIN::aplicacion (nombre "Auto a control remoto")) => (modify ?t (palabra 32))) Para lanzar el sistema: (deffunction ejecutar () (reset) (focus inicio recomendacion respuesta) (imprime-inicio) (run)) Escribiendo el c ó digo I

16 Escribiendo el c ó digo II La activaci ó n y el lanzamiento de las reglas conduce a la asignaci ó n del nombre del microcontrolador: (defrule responder ?m <- (micro (nombre ~nil)) => (printout t ?m.nombre crlf))