1. ESCUELA PROFESIONAL DE
INGENIERIA DE SISTEMAS
SESION 01
Ingeniería del conocimiento
Adquisición del conocimiento.
Sistemas basados en conocimiento.
Lenguajes basados en conocimiento.
Aplicaciones
Ing. Virgilio Fredy Tito Chura

2. Ingeniería de Conocimiento
Terminología
Dato .- Es la representación de un valor, un concepto ó un hecho preparado para
su uso por un agente humano ó artificial.
Ejemplo : señales de líneas
Información.- Consiste en asignar un significado a un dato para identificarlo y
describirlo con el propósito de ser utilizado por un agente.
Ejemplo : S O S
Conocimiento.- Es la capacidad de utilizar los datos e información con el
objetivo de resolver alguna tarea.
Ejemplo :Un sistema con conocimiento sabrá que acciones
realizar para evitar una catástrofe.

3. Terminología
Dominio .- Se refiere a una área de interés
Ejemplo: Bancario, industria alimentaria, fabricación de
automóviles, pediatría.
Tarea.- Algo que debe ser realizado por un agente
Ejemplo: Monitorear un proceso, analizar conductas.
Agente.- El ejecutor de una tarea en un dominio
Ejemplo : Típicamente un ser humano ó algún software del sistema

4. Sistemas Basados en el Conocimiento
• Sistema Experto Basado en el Conocimiento
 Programa que se comporta como un experto en un dominio de
aplicación
 Un experto reduce rápidamente la búsqueda al reconocer
situaciones (patrones) y utilizar los métodos y reglas adecuados
para descubrir la solución.
 El conocimiento heurístico no representa un análisis en profundidad del
problema, sino una solución “aceptable”
 El número de posibilidades a analizar es grande
 La función algorítmica de evaluación de cada posibilidad es
demasiado compleja o desconocida.
 El conocimiento heurístico en los sistemas expertos
 No se refiere a conocimiento general para guiar la búsqueda
 Es el conocimiento específico aplicable a cada situación específica
del dominio.

5. Solución heurística / algorítmica
• Diferencias entre la solución algorítmica y heurística
 El constructor determina el precio de una casa mediante un análisis
detallado
 suma materiales, llamada a proveedores para obtener
precios, evaluación de precios de subcontratistas, estimar
contingencias razonables, etc.
 Ventajas: El presupuesto es correcto
 Desventaja: El posible comprador quiere el presupuesto HOY
 El constructor tiene gran experiencia en presupuestos y estima el
precio comparando la construcción con otras realizadas
 Recuerda el precio de una casa de los mismo metros cuadrados
 Busca diferencias que podrían reducir o bajar el precio
• Añade una piscina => S/. 10000 mas
• Los muebles de la cocina de pino en vez de roble => S/. 15000
menos
• Un baño menos => S/. 8000 menos

6. Componentes de SBC
Base de
Hechos
usuario Interfaz conocimiento
usuario
Reglas
Explicación
Plan Intérprete
pizarra Agenda Planificador
Solución Mantenimiento
consistencia

7. Explicación componentes
• Interfaz de usuario: El usuario interactúa con el SE en un lenguaje propio del
tipo de problema
• Pizarra: almacena hipótesis y decisiones intermedios que manipula el SE
 Plan: Plan general de solución del problema.
 Agenda : Reglas relevantes para la situación en curso.
 Solución: Hipótesis candidatas y decisiones generadas hasta el momento
• Planificador: Determina cual es la acción pendiente que se ejecutará a
continuación. El intérprete: Ejecuta la regla escogida.
• Mantenimiento de la consistencia: Mantiene una representación consistente
de la solución mediante:
 Revisión de la probabilidad de una solución cuando se introducen
nuevos hechos.
 Sistemas de mantenimiento de la verdad cuando las soluciones son
deducciones lógicas
• El modulo de explicación: Explica el porqué de las acciones del sistema
• Reglas y hechos: Registran reglas, hecho e información del dominio

8. Knowledge Engineering (KE)
La Ingeniería del Conocimiento (IC) es la parte de la Inteligencia
Artificial que tiene como objetivo el de transformar el proceso de
desarrollo de Sistemas Basados en Conocimiento (SBC) en una
disciplina ingenieril, estableciendo metodologías que permitan abordar
el desarrollo de SBC de una forma más sistemática.
En realidad IC e IS son disciplinas completamente paralelas, aunque
presenten un desfase temporal de unos 10 años en su evolución histórica.
Muchas de las técnicas de IS han sido adaptadas a la IC con relativo
éxito, aunque todavía queda mucho camino por recorrer.

9. Fases de la IC
1. Identificación del problema. Consiste en estudiar la tarea que debe
resolver el SBC, analizando si es viable técnicamente y si es oportuno
según las condiciones actuales del entorno.
2. Adquisición de conocimientos. Consiste en recopilar
conocimientos desde expertos u otras fuentes de conocimientos.
3. Conceptualización. Consiste en estructurar un modelo conceptual
que va a componer el sistema de forma descriptiva en algún sistema de
representación.

10. Fases de la IC
4. Formalización. Es una representación semicomputable del
modelo conceptual de forma que permita realizar las deducciones
necesarias para poder interpretar los conocimientos almacenados
5. Implementación del sistema. Consiste en codificar los modelos
diseñados en un modelo computable y preparar al sistema para que
puedan haber modificaciones por las actualizaciones del conocimiento.
6. Evaluación. Es el conjunto de actividades que se llevan a cabo
durante toda la fase de desarrollo del SBC para asegurar la fiabilidad y
calidad del sistema

11. Ingeniería del Conocimiento (Actores)
Experto: Es la persona o grupo de personas que tienen el
conocimiento teórico y práctico del área problema.
Ingeniero del Conocimiento (IC): Es la persona encargada de
construir el sistema. Debe tener los conocimientos profundos sobre
cómo desarrollar sistemas basados en el conocimiento, conocer las
herramientas de su desarrollo, conocer algunas de las estrategias
efectivas de comunicación y tener unos mínimos conocimiento de
psicología para poder interpretar las expresiones y manifestaciones del
experto.
Usuario: Es la persona que va a utilizar el sistema. Su conocimiento
debe ser considerado al desarrollar el SBC.

12. Ingeniería del Conocimiento

13. Ingeniero del conocimiento
• Los profesionales que obtener el conocimiento de los expertos
Empático, paciente
Amplio rango de entendimiento, posee capacidades
• Integra el conocimiento de diversas fuentes
Crea y edita código
Utiliza herramientas
• Construye la base de conocimientos
Valida la información
Entrena usuarios

14. Ingeniero del conocimiento

15. Método manual
Entrevistas
Estructurada
Orientado a los objetivos
No estructurados
Dominios complejos
Los datos independientes y difíciles de integrar
Semiestructurado

16. Método manual
• Análisis de casos
• Incidentes críticos
• Debates entre usuarios
• Comentario de expertos
• Los gráficos y modelos conceptuales
• Lluvia de ideas
• Prototipos
• El escalamiento multidimensional para la matriz de distancia
• La agrupación de los elementos
• Iterativo de evaluación de desempeño

17. Método semiautomático
Análisis de repertorio Grid
Teoría de los constructos personales
Organizada, modelo de percepción del conocimiento experto
Los expertos identifica los objetos de dominio y sus atributos
Los expertos determina las características y los opuestos de
cada atributo
Los expertos distingue entre objetos, la creación de una red
Sistema de transferencia de expertos
Programa de computadora que obtiene información de los expertos
Prototipado rápido
Se utiliza para determinar la suficiencia de los conocimientos
disponibles

18. Métodos de elicitación
Manual
Basado en la entrevista
Proceso de seguimiento del razonamiento
Observación
Semiautomático
Construir la base con una ayuda mínima de ingeniero del
conocimiento
Permite la ejecución de las tareas de rutina con el aporte mínimo de
expertos
Automática
Entrada mínima del experto y el ingeniero del conocimiento

19. Problemas en la IC
• Complejidad de la información y el conocimiento es difícil de observar
• Expertos y otras fuentes difieren
• Representaciones múltiples
•Libros de textos
•Representaciones gráficas
•Heurísticas
•Experiencias

20. Importancia de la IC
El conocimiento es valioso y frecuentemente sobrevive a la
implementación particular
• Administración del conocimiento
Errores en una base de conocimiento puede causar serios problemas
Altas demandas de ampliación y mantenimiento
• Cambios en el tiempo

21. Ingeniería del Conocimiento (Procesos)
Para construir un SBC se deben diseñar unos procesos para el
manejo del conocimiento.
En términos generales los procesos que se realizan con el
conocimiento son: la adquisición, representación y manipulación /
validación.

22. Ingeniería del Conocimiento
(Adquisición del conocimiento)
Adquisición del conocimiento: labor de extracción del
conocimiento de las fuentes
•Adquisición del conocimiento de una fuente estática:
seleccionar las fuentes más apropiadas que están relacionadas con
el problema para adquirir los conocimientos básicos del
dominio.
•Adquisición del conocimiento de una fuente dinámica:
Esta labor se realiza una vez se haya adquirido el conocimiento
básico del dominio por parte del (los) ingeniero(s) del
conocimiento. Hay diferentes estrategias para ello.

23. Ingeniería del Conocimiento
(Técnicas de adquisición de conocimientos de una
fuente dinámica)
•Entrevista directa o formal: El IC establece un plan de la reunión
en el que se determina el objetivo principal de la misma, el tema a
tratar, los recursos que se necesitan para registrar (guardar) la
entrevista, la fecha, la hora y el lugar donde se llevará a cabo dicha
entrevista.
•Entrevista informal: Se realiza de forma personal pero no
planeada. Es aprovechar la oportunidad del encuentro entre el IC
y la persona que tiene el conocimiento, en donde el primero le
hace una pequeña entrevista al segundo.

24. Ingeniería del Conocimiento
(Técnicas de adquisición de conocimientos de
una fuente dinámica)
•Observación del trabajo real del experto: Consiste en
examinar la labor del experto en su ambiente de trabajo,
solucionando un problema como el que se está tratando de simular.
•Cuestionario: Es una encuesta muy bien diseñada que se
utiliza especialmente para cuando se requiere obtener las ideas
que tienen varias personas sobre el tema. Puede llegar a ser muy
difícil de diseñar e inclusive, de manejar.

25. Adquisición del conocimiento
• Marco de referencia: proceso de construcción de un sistema basado
en el conocimiento:
– Adquisición del conocimiento
– Representación del conocimiento
– Método de resolución
– Construcción del motor de inferencia
25
25

26. Adquisición del conocimiento
• Adquisición del conocimiento ≡ Traspaso del conocimiento de los
expertos (o de las fuentes de conocimiento) en un dominio
determinado hacia un formalismo de representación computable
del conocimiento
FC1 ≡ Experto1
Ingeniero
del Base
. . . . de
conocimiento
conocimiento
FCn ≡ Experton
Dominio (hechos, relaciones, asociaciones)
Conocimiento Proceso de resolución (heurísticas, métodos)
2
6

27. Conocimiento
• Fuentes
• Documentado
Por escrito, visto, sentido, comportamiento
• No documentados
Memoria
• Adquirido de
Sentidos humanos
Máquinas

28. Conocimiento
•Niveles
Superficial
Nivel de medición
De entrada-salida
Profundo
La resolución de problemas
Difíciles de recopilar, validar
Las interacciones entre los componentes del sistema

29. Conocimiento
• Categorías
Declarativo
Representación descriptiva
Procedimiento
¿Cómo funcionan las cosas en diferentes circunstancias?
¿Cómo utilizar el conocimiento declarativo?
La resolución de problemas
Metaconocimiento
El conocimiento sobre el conocimiento

30. Ingeniería del Conocimiento
(Representación del conocimiento)
Representación del conocimiento: Este proceso consiste en
recolectar el conocimiento extraído y representarlo en una forma
inteligible. Algunas formas de representación del conocimiento son con
árboles de decisiones o con diagramas lógicos.

31. ¿Qué es una buena representación?
• Tener en cuenta: 1996 vs MCMXCVI
¿Qué preferirías utilizar en aritmética? ¿Por qué?
• Tener en cuenta: 1996 vs 11111001100
¿Cuál debería utilizar la computadora en lugar de utilizar la
aritmética?
¿Por qué?

32. El poder de una buena representación
La participación proporcional de la primera parte será igual a una proporción, el
numerador de la que es: una relación, cuyo numerador es el período de celebración de la
primera parte, multiplicado por el capital aportado por el primer partido, y cuyo
denominador es una suma, el primer término de los cuales es el período de celebración
de la primera parte y el segundo término de la cual es el periodo de celebración de
la segunda parte, y un denominador que es la suma de dos términos, el primer
término de los cuales es un razón, el numerador es el período de celebración de la
primera parte, multiplicado por el capital aportado por el primer partido, y cuyo
denominador es una suma, el primer término de los cuales es el período de celebración
de la primera parte, el segundo término de los cuales es el período de celebración de
la segunda parte, y el segundo término de la cual es una proporción, el numerador es el
período de celebración de la segunda parte, multiplicado por el capital aportado por el
segundo partido, y es el denominador de los cuales uno suma, el primer término de los
cuales es el período de celebración de la primera parte y el segundo término de la cual es
el periodo de celebración de la segunda parte.

33. Ingeniería del Conocimiento
(Representación del conocimiento)
Árboles de decisiones:

34. Ingeniería del Conocimiento
(Representación del conocimiento)
Diagramas Lógicos:

35. Ingeniería del Conocimiento
(Manipulación y pruebas)
Después de representar el conocimiento, éste debe ser validado tanto
por el ingeniero del conocimiento como por el experto del dominio.
Mediante este proceso de manipulación y prueba se deben hacer todas
los ensayos posibles para evitar mal manejo del conocimiento, bien sea
por problemas de interpretación de los hechos, las heurísticas o las
relaciones, o por problemas de conclusiones y explicaciones.
Básicamente lo que se realiza es evaluar el conocimiento del SBC
haciendo pruebas de casos reales, con el fin de confrontarlos entre sí.

36. Ingeniería de Conocimiento:
Ciclo de Vida Clásico

37. Diferencias IS IC
• En la Ingeniería de conocimiento se busca diseñar la solución de
un problema basándonos en los conocimientos y procedimientos que
un experto tiene en una área especifica. En la Ingeniería de
software el cliente exponen requisitos que debe cumplir el sistema.
• En el ciclo de vida para el desarrollo de un Sistema Basado en
Conocimiento se debe mantener una interacción constante con el
experto de principio a fin en el desarrollo del sistema, contrario al
sistema tradicional donde el usuario normalmente participa
solamente en la especificación de requerimientos.

38. Metodologías para el desarrollo de SBC
Como resultado de la investigación en aspectos metodológicos
de SBC han surgido algunas propuestas y productos muy
apropiados para soportar el proceso de construcción del sistema.
Se resaltan los siguientes: VITAL, KSM, MIKE, PROTÉGÉ-
II, KADS y CommonKADS.

39. Metodología CommonKADS
Fue desarrollada en la Universidad de Ámsterdam en cooperación
con varios socios europeos, como universidades, organizaciones de
investigación, casas de software y de consultoría.
Es considerada por muchas compañías y organizaciones alrededor
del mundo como un estándar para la ingeniería del conocimiento y
de los SBC.

40. Metodología CommonKADS
•El desarrollo se divide en un conjunto de etapas con un orden
de ejecución predeterminado.
• Dentro de cada etapa debe llevarse a cabo un conjunto de actividades
distintas.
• Al final de cada etapa han de producirse uno o más productos
tangibles (por ejemplo, documentos, informes, diseños, programas)
normalmente como entradas a otras fases.

41. Etapas CommonKADS
• El Análisis: Se realiza para comprender el problema desde el
punto de vista de la solución que se piensa desarrollar. Está
formado por la especificación de los requerimientos del sistema
basado en el conocimiento y por un análisis del problema específico.
• El Diseño: En el cual se hace una descripción del
comportamiento del sistema (descripción funcional) y una
descripción física en la que se especifica detalladamente cada
uno de sus componentes.

42. Etapas CommonKADS
• Implantación del sistema: En esta etapa se considera tanto la
integración del software desarrollado como su adaptación en la
organización.
• Instalación: Consiste en la puesta en marcha del sistema con el fin
de que comience a operar en la empresa, iniciándose su proceso
productivo.
• El mantenimiento y refinamiento del conocimiento.

43. Sistemas basados en conocimiento
Hechos Heuristicas, etc.
Explicación
Interface Motor Base
Consultas
Usuario de De
final inferencia Conocimiento
Conclusiones
Experiencia Esquema de
Recomendaciones representacion
para la acción del conocimiento

44. (1) Base de conocimiento
Heurísticas
Hipótesis Reglas
Hechos Objetos
Knowledge-
base
Procesos Atributos
Eventos
Relaciones
Definiciones

45. (2) El conocimiento formalismos de
representación e Inferencia
Representación del
Inferencia
conocimiento
Lógica Principio de resolución
Reglas de producción Encadenamiento hacia adelante/ hacia atrás
Redes semánticas / marcos Herencia/ razonamiento avanzado
Razonamiento basado en casos Basado en similitud

46. Aplicaciones
(1) Diagnóstico - Para identificar un problema determinado un
conjunto de síntomas o anomalías.
por ejemplo razones para diagnosticar la falla del motor
(2) Interpretación - Para facilitar la comprensión de una situación de la
información disponible.
(3) Predicción - Para predecir el estado futuro de un conjunto de datos u
observaciones. por ejemplo Asesor de perforación de pozos, PLANTA
(4) Diseño - Desarrollo de configuraciones que satisfacen las
restricciones de un problema de diseño.
(5) Planificación - tanto a corto como a largo plazo y en áreas como
la gestión de proyectos, desarrollo de productos o la planificación
financiera. por ejemplo Gestión de recursos humanos

47. Aplicaciones
(6) Vigilancia - Para comprobar el rendimiento y excepciones bandera.
por ejemplo, KBS monitores de los datos de radar y las estimaciones
de la posición de el transbordador espacial
(7) Control - Recoger opiniones y evaluar las pruebas y la
forma en que las pruebas.
por ejemplo los pacientes de control de tratamiento
(8) Instrucción - Formar a los estudiantes y corregir su desempeño. por
ejemplo dar a los estudiantes de medicina experiencia de diagnóstico de
enfermedades
(9) Depuración - Identificar y prescribir remedios para el mal
funcionamiento. por ejemplo identificar los errores en una red de
cajeros automáticos y las formas de corregir los errores