книги из ГПНТБ / Слэйгл Д. Искусственный интеллект. Подход на основе эвристического программирования

ARTIFICIAL

INTELLIGENCE:

THE HEURISTIC PROGRAMMING APPROACH

JAMES R. SLAGLE, Ph. D.

Johns Hopkins University

M c G R A W - H I L L B O O K C O M P A N Y N E W Y O R K 1971

Дж. Слэйгл

ИСКУССТВЕННЫЙ

ИНТЕЛЛЕКТ

ПОДХОД НА ОСНОВЕ

ЭВРИСТИЧЕСКОГО

ПРОГРАММИРОВАНИЯ

И З Д А Т Е Л Ь С Т ВО «МИР» МОСКВА 1973

Предисловие к русскому изданию

В настоящее время .'исследования, направленные на создание систем с искусственным интеллектом, получили широкое распрост­ ранение за рубежом и в нашей стране. Это обусловлено, с одной стороны, потребностью передать машине решение.все большего числа задач из сферы мыслительной деятельности человека, с дру­ гой — значимостью теоретических и практических результатов, полученных в этом направлении.

Значительная часть работ, выполненных на сегодняшний день в направлении «Искусственный интеллект», относится к эвристиче­ скому программированию, идейная основа которого берет свое

следующее положение. Процесс решения задачи в большинстве эвристических программ может быть представлен в виде направ­ ленных преобразований на некотором «дереве логических возмож­ ностей». Примерами деревьев логических возможностей являются рассматриваемые в книге деревья игр и деревья целей. Эвристиче­ ская программа осуществляет решение задачи путем выделения для анализа существенных с точки зрения поиска решения задачи частей дерева. Эффективность программы зависит от того, насколь­ ко хорошо она «умеет» это делать. Выделение существенных частей дерева логических возможностей производится путем введения спе­

ном дереве логических возможностей эффективность эвристической программы будет определяться тем, насколько хорошо выбранные процедуры перемещения и способы оценок обеспечивают сокраще­ ние перебора возможных вариантов продвижения от исходной

проводит рассмотрение ряда эвристических программ, разрабо­ танных для решения различных специальных задач из творческой деятельности человека, а также некоторых универсальных про­ грамм, рассчитанных на решение широкого класса проблем.

Предисловие автора

В ней показано, что машины способны к деятельности, которую часто называют интеллектуальной, если она про­ изводится людьми. В книге описаны программно реализуемые

ки, она окажется полезной также специалистам как в этой, так и в других отраслях знаний, включая психоло­ гов, математиков и даже философов, и в то же время представит интерес для более широкого круга читате­ лей. Философу и неспециалисту по затрагиваемым в кни­ ге вопросам собранные в ней примеры эвристических программ помогут получить более ясное представление о некоторых важных и горячо обсуждаемых проблемах, касающихся интеллектуальных машин, сущность кото­ рых не всегда правильно понимается. По этим вопросам автор высказывает свое собственное мнение, особенно в последней главе книги. Исследователям в различных областях полезно будет узнать, какие приложения ра­ боты по искусственному интеллекту могут в настоящем или будущем найти в специально интересующей их об­ ласти. Психологу важно знать, как машины «мыслят» и в какой степени это можно назвать мышлением, чтобы лучше понять, как происходит мышление людей. Матема­ тику полезно будет узнать о том, какую помощь уже сейчас способны оказать ему машины при преобразова­

дователь же в непосредственной области искусственной0 интеллекта, пожалуй, найдет в книге не только система­ тизацию обширного материала по эвристическому про­ граммированию, но и нечто новое для себя. Некоторые материалы этой книги взяты из труднодоступных источ1" ников, часть использованных сведений впервые публи­ куется в данной книге.

Книга задумана в первую очередь как учебное посо­ бие для студентов старших курсов и аспирантов, специа­ лизирующихся как в области автоматики и вычислитель­ ной техники вообще, так и в частной области «искусст­ венного интеллекта». В конце каждой главы содержатся упражнения и приводится библиография. Эта книга мо­ жет быть использвана как учебное пособие при прохож­ дении уже существующих курсов, и можно надеяться, чт<° она будет способствовать также созданию новых лек­ ционных курсов по искусственному интеллекту. В книг£ широко использованы конспекты лекций, читанных авто­ ром в Массачусетском технологическом институте, Ка­ лифорнийском университете (г. Беркли) и Университете Джона Гопкинса. Автор выражает признательность своиіИ студентам за ряд замечаний, способствовавших улучше­ нию книги.

Джеймс Р. СлэйгЛ

века. Понятие интеллекта предполагает наличие многих целей, а также способность к обучению, и в дальнейшем мы подробно остановимся на желательности включения этих аспектов интеллекта в эвристические программы.

1.2. Ц И Ф Р О В Ы Е В Ы Ч И С Л И Т Е Л Ь Н Ы Е МАШИНЫ

Почти все машины, которые обсуждаются в этой кни­ ге, относятся к вычислительным. Под вычислительной машиной здесь подразумевается быстродействующая уни­ версальная электронная вычислительная машина с хра­ нящейся в ее памяти программой. Вычислительная ма­ шина состоит из устройств ввода (например, устройство считывания с перфокарт), устройств вывода (например, перфоратор), запоминающего устройства (например, па­ мять на магнитных сердечниках), арифметического уст­ ройства и устройства управления.

Для решения конкретной задачи такая универсаль­ ная машина через устройства ввода снабжается програм­ мой и данными. Программа — это перечень подробных инструкций — команд, которые предписывают ход ре­ шения задачи определенного типа. Данные, вводимые в

машину, характеризуют конкретную задачу из числа тех, которые способна решать программа. Вычислитель­ ная машина помещает программу и данные в запоминаю­ щее устройство (память). Устройство управления после­ довательно рассматривает команды и при необходимости использует арифметические устройства. Промежуточные результаты помещаются в память. Устройство вывода нужно для сообщения пользователю окончательных результатор.

Вычислительные машины обладают очень большим быстродействием и высокой точностью. Они могут, например, перемножать около миллиона 12-разрядных чисел в секунду и выполнять миллиарды операций без единой ошибки. Они манипулируют данными в строгом соответствии с инструкциями. Более подробно об этом будет сказано в заключительной главе. В некоторых случаях вычислительные машины используются для мо­ делирования других систем. Например, они применя­ ются для моделирования как всей экономики США, так