
- •Интеллектуальные информационные системы учебное пособие
- •Тула 2010
- •3. Экспертные системы 47
- •8. Системы с интеллектуальным интерфейсом 143
- •9. Многоагентные системы 158
- •Предисловие
- •1. Искусственный интеллект и интеллектуальные информационные системы
- •1.1. Введение в искусственный интеллект
- •1.1.1. Искусственный интеллект: основные понятия и решаемые задачи
- •1.1.2. Подходы к построению систем искусственного интеллекта
- •1.1.3. Интеллектуальные информационные системы: понятие и отличительные особенности
- •1.2. Основные классы интеллектуальных информационных систем
- •1.2.1. Экспертные системы
- •1.2.2. Самообучающиеся системы
- •1.2.3. Адаптивные информационные системы
- •1.2.4. Системы с интеллектуальным интерфейсом
- •1.2.5. Многоагентные системы
- •1.3. Основы проектирования интеллектуальных информационных систем
- •1.3.1. Структура и этапы разработки интеллектуальных информационных систем
- •1.3.2. Логическое проектирование
- •1.3.3. Физическое проектирование
- •1.3.4. Использование прототипного проектирования
- •Контрольные тесты
- •2. Традиционные способы представления и обработки знаний в интеллектуальных информационных системах
- •2.1. Знания и их использование в интеллектуальных информационных системах
- •2.1.1. Понятие знаний и их отличие от данных
- •2.1.2. Классификация знаний
- •2.1.3. Логический вывод. Использование дедукции, индукции и аналогии
- •2.1.4. Представление знаний в интеллектуальных информационных системах
- •2.2. Типичные модели представления знаний
- •2.2.1. Логическая модель
- •2.2.2. Продукционная модель
- •2.2.3. Семантическая сеть
- •2.2.4. Фреймовая модель
- •2.2.5. Объектно-ориентированная модель
- •2.3. Представление и формализация нечетких знаний
- •2.3.1. Основные определения нечетких множеств
- •2.3.2. Операции с нечеткими множествами
- •2.3.3. Нечеткие отношения
- •2.3.4. Нечеткая и лингвистическая переменные
- •Контрольные тесты
- •3. Экспертные системы
- •3.1. Структура и режимы работы экспертных систем
- •3.1.1. Основные элементы экспертных систем
- •3.1.2. Режимы работы экспертных систем
- •3.1.3. Участники разработки экспертных систем
- •3.2. Классификация экспертных систем
- •3.2.1. Классификация по сложности решаемых задач
- •3.2.2. Классификация по типу решаемых задач
- •3.2.3. Основные классы экспертных систем: классифицирующие, доопределяющие, трансформирующие, многоагентные
- •3.3. Поиск решений в экспертных системах
- •3.3.1. Поиск в одном пространстве
- •3.3.2. Поиск в иерархии пространств
- •3.3.3. Поиск в случае недетерминированности знаний
- •3.3.4. Алгоритм реализации логического вывода в экспертных системах
- •3.4. Методы извлечения знаний в экспертных системах
- •3.4.1. Классификация методов извлечения знаний
- •3.4.2. Коммуникативные методы извлечения знаний
- •3.4.3. Текстологические методы извлечения знаний
- •Контрольные тесты
- •4. Оlap-технология
- •4.1. Основные понятия
- •4.1.1. Хранилище данных
- •4.1.2. Применение информационных хранилищ. Извлечение знаний из данных
- •4.1.3. Основная идея olap-технологии
- •12 Признаков olap данных
- •4.1.4. Структура хранилища данных в оlap-системах
- •4.2. Модели и алгоритмы построения olap-систем
- •4.2.1. Rolap – обработка на основе запросов к реляционным базам данных
- •4.2.2. Molap – многомерное представление данных
- •4.2.3. Holap – гибридные системы
- •Контрольные тесты
- •5. Интеллектуальный анализ данных
- •5.1. Методы интеллектуального анализа данных
- •5.1.1. Основные понятия
- •5.1.2. Типы закономерностей, выявляемых методами интеллектуального анализа данных
- •5.1.3. Стадии интеллектуального анализа данных
- •5.1.4. Индуктивное и абдуктивное обучение
- •5.2. Алгоритмы интеллектуального анализа данных
- •5.2.2. Байесовская классификация
- •5.2.3. Деревья решений
- •5.2.4. Методы классификации с использованием функций
- •5.2.5. Метод "ближайшего соседа" или системы рассуждений на основе аналогичных случаев
- •5.2.6. Методы кластерного анализа
- •5.2.7. Развитие алгоритмов интеллектуального анализа данных
- •Контрольные тесты
- •6. Нейронные сети
- •6.1. Основные понятия
- •6.1.1. Модель искусственного нейрона
- •6.1.2. Модели нейронных сетей
- •6.1.3. Статические нейронные сети
- •6.1.4. Рекуррентные нейронные сети
- •6.2. Проектирование нейронных сетей
- •6.2.1. Этапы проектирования нейронных сетей
- •6.2.2. Метод обратного распространения ошибки
- •6.2.3. Методы обучения нейронных сетей: обучение без учителя
- •6.2.4. Нейронные сети Хопфилда и Хэмминга
- •6.2.5. Использование генетических алгоритмов для обучения нейронной сети
- •Контрольные тесты
- •5. Адаптивные системы
- •5.1. Основные классы адаптивных систем
- •5.1.1. Понятие и классификация адаптивных систем
- •5.1.2. Самонастраивающиеся адаптивные системы
- •5.1.3. Самоорганизующиеся адаптивные системы
- •5.1.4. Самообучающиеся адаптивные системы
- •5.2. Проектирование адаптивных систем
- •5.2.1. Общие подходы и требования к проектированию
- •5.2.2. Оригинальное проектирование адаптивных систем
- •5.2.3. Компонентное проектирование адаптивных систем
- •Контрольные тесты
- •8. Системы с интеллектуальным интерфейсом
- •8.1. Взаимодействие пользователя с информационной системой на естественном языке
- •8.1.1. Компьютерно-лингвистический подход к диалогу. Проблемы формализации естественном языке
- •8.1.2. Задачи обработки текстов на естественном языке
- •8.1.3. Уровни понимания текста на естественном языке
- •8.2. Построение естественно-языковых интерфейсов
- •8.2.1. Лингвистическая трансляция
- •8.2.2. Обобщенная схема естественно-языковой системы
- •8.2.3. Компонент понимания высказываний
- •8.2.4. Компонент генерации высказываний
- •8.3. Прикладные системы с интеллектуальным интерфейсом
- •8.3.1. Интеллектуальные базы данных
- •8.3.2. Интеллектуальные гипертекстовые системы
- •8.3.3. Системы когнитивной графики
- •Контрольные тесты
- •9. Многоагентные системы
- •9.1. Характеристика агента как элемента многоагентной системы
- •9.1.1. Агент: понятие и классификация
- •9.1.2. Отличительные свойства агента
- •9.2. Процесс самоорганизации в многоагентных системах
- •9.2.1. Понятие многоагентной системы
- •9.2.2. Структура памяти и принципы мышление агента
- •9.2.3. Самоорганизация многоагентной системы
- •9.2.4. Архитектура и интерфейс многоагентной системы
- •Контрольные тесты
- •Библиографический список
- •Приложение
- •Интеллектуальные информационные системы
- •3000600, Г.Тула, пр.Ленина, 92.
- •3000600, Г.Тула, ул.Болдина, 151
8. Системы с интеллектуальным интерфейсом 143
8.1. Взаимодействие пользователя с информационной системой на естественном языке 143
8.1.1. Компьютерно-лингвистический подход к диалогу. Проблемы формализации естественном языке 143
8.1.2. Задачи обработки текстов на естественном языке 145
8.1.3. Уровни понимания текста на естественном языке 146
8.2. Построение естественно-языковых интерфейсов 148
8.2.1. Лингвистическая трансляция 148
8.2.2. Обобщенная схема естественно-языковой системы 150
8.2.3. Компонент понимания высказываний 152
8.2.4. Компонент генерации высказываний 153
8.3. Прикладные системы с интеллектуальным интерфейсом 154
8.3.1. Интеллектуальные базы данных 154
8.3.2. Интеллектуальные гипертекстовые системы 154
8.3.3. Системы когнитивной графики 155
Контрольные тесты 157
9. Многоагентные системы 158
9.1. Характеристика агента как элемента многоагентной системы 158
9.1.1. Агент: понятие и классификация 158
9.1.2. Отличительные свойства агента 159
9.2. Процесс самоорганизации в многоагентных системах 161
9.2.1. Понятие многоагентной системы 161
9.2.2. Структура памяти и принципы мышление агента 162
9.2.3. Самоорганизация многоагентной системы 164
9.2.4. Архитектура и интерфейс многоагентной системы 165
Контрольные тесты 166
Библиографический список 167
ПРИЛОЖЕНИЕ 169
Предисловие
По мере развития экономики России все большее значение приобретают проблемы принятия эффективных управленческих решений, что объективно обуславливает необходимость освоения специалистами различных областей методов принятия решений на основе современных информационных технологий.
Накоплен определенный опыт разработки и внедрения информационных систем, который позволяет сделать вывод о том, что резерв повышения эффективности таких систем заключается в увеличении уровня их интеллектуализации, в переходе на использование элементов искусственного интеллекта.
Искусственный интеллект (artificial intelligence) - научное направление, в рамках которого ставятся и решаются задачи аппаратного или программного моделирования тех видов человеческой деятельности, которые традиционно считаются интеллектуальными.
Целью учебного пособия является ознакомление студентов с проблематикой и областями использования искусственного интеллекта, освещения теоретических и методических вопросов построения и использования систем, основанных на знаниях.
Структурно учебное пособие состоит из семи глав.
Первые две главы посвящены теоретическим и методологическим вопросам разработки интеллектуальных информационных систем.
В первой главе рассмотрены основные понятия искусственного интеллекта как раздела информатики, подходы к построению интеллектуальных систем; дана классификация интеллектуальных информационных систем и определены структура и этапы их разработки.
Вторая глава посвящена вопросам использование знаний в интеллектуальных информационных системах: определено понятие знаний и их отличие от данных, классификация знаний, традиционные методы их представления и методы логического вывода; отдельно акцент сделан на вопросы представления и формализации нечетких знаний.
С третьей по седьмую главы посвящены рассмотрению основных классов интеллектуальных информационных систем.
Экспертные системы дают возможность решать задачи, которые требуют построения оригинального алгоритма решения в зависимости от конкретной ситуации, для которой могут быть характерны неопределенность и динамичность исходных данных и знаний (третья глава).
Самообучающиеся системы обеспечивают «автоматическое» извлечение знаний для решения задач из накопленного опыта конкретных ситуаций (четвертая, пятая, шестая глава); адаптивные - способность к развитию системы в соответствии с объективными изменениями модели проблемной области (седьмая глава).
Наличие интеллектуального интерфейса определяет способ взаимодействия конечного пользователя с системой, в частности, возможность формулирования произвольного запроса в диалоге на языке, максимально приближенном к естественному (восьмая глава).
Новому (впрочем, в теоретических, поведенческих аспектах – скорее хорошо забытому старому) направлению, изучающему интеллектуальные программные агенты и их коллективы, посвящена девятая глава.
Достоинствами учебного пособия являются высокий уровень структуризации излагаемого материала, включающий тестовые вопросы различного уровня сложности, ясность и краткость изложения многих сложных вопросов. Материал учебного пособия подан в доступной форме, учтены требования наглядности, последовательности, системности.