Понятие интеллектуальной информационной системы

Интеллектуальная информационная система (ИИС) – это ИС, которая основана на концепции использования базы знаний для генерации алгоритмов решения задач различных классов в зависимости от конкретных информационных потребностей пользователей.

Функциональная структура иис выглядит следующим образом (рисунок 1):

Рисунок 1 – Функциональная структура

интеллектуальных информационных систем.

Эта структура состоит из трех комплексов. Первый комплекс – исполнительная система – представляет собой совокупность средств, обеспечивающих выполнение программы, с позиции эффективного решения задачи. Она содержит вычислительные, логические и поисковые средства.

Второй комплекс – совокупность средств интеллектуального интерфейса, имеющих гибкую структуру, которая обеспечивает возможность адаптации в широком спектре интересов пользователей. Интеллектуальный интерфейс – система программных и аппаратных средств, обеспечивающих использование компьютера для решения профессиональных задач пользователя.

Третьим комплексом средств, с помощью которых организуется взаимодействие первых двух, является база знаний, обеспечивающая использование вычислительными средствами первых двух комплексов целостной и независимой от обрабатывающих программ системы знаний о проблемной среде. База знаний (БЗ) – занимает центральное положение по отношению к остальным компонентам вычислительной системы. Через нее осуществляется интеграция средств вычислительных систем, участвующих в решении задач.

 Важнейшие признаки (свойства) интеллектуальной информационной системы: развитые коммуникативные способности, способность к самообучению, сложность (плохая формализуемость алгоритма).

Коммуникативные способности ИИС характеризуют способ взаимодействия (интерфейса) конечного пользователя с системой, в частности, возможность формулирования произвольного запроса в диалоге с ИИС на языке, максимально приближенном к естественному.

Способность к самообучению – это возможность автоматического извлечения знаний для решения задач из накопленного опыта конкретных ситуаций.

Сложные плохо формализуемые задачи – это задачи, которые требуют построения оригинального алгоритма решения в зависимости от конкретной ситуации, для которой могут быть характерны неопределенность и динамичность исходных данных и знаний.

Классификация интеллектуальных информационных систем

В различных ИИС перечисленные признаки интеллектуальности развиты в неодинаковой степени и редко все признаки реализуются одновременно. Условно каждому из признаков интеллектуальности соответствует свой класс интеллектуальных информационных систем (рисунок 2):

• Системы с интеллектуальным интерфейсом;

• Самообучающиеся системы;

• Экспертные системы.

Рисунок 2. Классификация ИИС.

Каждый класс интеллектуальных информационных систем содержит подклассы.

Системы с интеллектуальным интерфейсом

Система с интеллектуальным интерфейсом – это интеллектуальная информационная система, предназначенная для поиска неявной информации в базе данных или тексте для произвольных запросов, составленных на ограниченном естественном языке.

Существуют следующие виды таких систем:

1) Интеллектуальные базы данных – отличаются от обычных баз данных возможностью выборки по запросу необходимой информации, которая может явно не храниться, а выводиться из имеющейся в базе данных. В них осуществляется поиск по условию, которое должно быть доопределено в ходе решения задачи. Интеллектуальная система без помощи пользователя по структуре базы данных сама строит путь доступа к файлам данных. Формулирование запроса осуществляется в диалоге с пользователем, последовательность шагов которого выполняется в максимально удобной для пользователя форме.

2) Естественно-языковой интерфейс применяется для доступа к интеллектуальным базам данных, контекстного поиска, голосового ввода команд в системах управления, машинного перевода с иностранных языков. Он предполагает трансляцию естественно-языковых конструкций на внутримашинный уровень представления знаний. Для реализации естественно-языкового интерфейса необходимо решить задачи морфологического, синтаксического и семантического анализа и синтеза высказываний на естественном языке. Морфологический анализ предполагает распознавание и проверку правильности написания слов по словарям. Синтаксический контроль – разложение входных сообщений на отдельные компоненты (определение структуры) с проверкой соответствия грамматическим правилам внутреннего представления знаний и выявления недостающих частей. Семантический анализ – установление смысловой правильности синтаксических конструкций. Синтез высказываний заключается в преобразовании цифрового представления информации в представление на естественном языке.

3) Гипертекстовые системы предназначены для поиска по ключевым словам в базах текстовой информации. Интеллектуальные гипертекстовые системы отличаются от обычных более сложной семантической организацией ключевых слов, которая отражает различные смысловые отношения терминов. Механизм поиска работает сначала с базой знаний ключевых слов, а уже затем – с текстом. Аналогично может проводиться поиск мультимедийной информации, включающей кроме текстовой и цифровой информации графические, аудио- и видеообразы.

4) Системы контекстной помощи относятся к классу систем распространения знаний. В отличие от обычных систем помощи, навязывающих пользователю схему поиска требуемой информации, в интеллектуальных системах контекстной помощи пользователь описывает проблему (ситуацию), а система с помощью дополнительного диалога ее конкретизирует и сама выполняет поиск относящихся к ситуации рекомендаций. Такие системы используются как приложения к системам документации (например, технической документации по эксплуатации товаров).

5) Системы когнитивной графики (когнитивный – способствующий пониманию) ориентированы на общение ИИС с пользователем посредством графических образов, которые генерируются в соответствии с происходящими событиями. Когнитивная графика позволяет в наглядном виде представить множество параметров изучаемого явления, освобождает пользователя от анализа стандартных ситуаций, способствует быстрому освоению программных средств.

Такие системы используются в мониторинге и управлении оперативными процессами, в обучающих и тренажерных системах на основе использования принципов виртуальной реальности, в оперативных системах принятия решений, работающих в режиме реального времени, в распознавании графических образов (например, при обработке космической информации).